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Matérias

AQA · GCSE · Biology

  • 1

    Biologia celular

    1.1

    Cell biology: the unit of life

    Every living thing is built from cells, and the differences between them decide what each can do. This reference covers AQA GCSE Biology 8461, topic 4.1 Cell biology.

    How the exam treats this topic:

    • Paper 1 (4.1–4.4) carries Cell biology. Required practicals: RP1 (light microscope), RP2 (antiseptics/antibiotics on agar, biology only) and RP3 (osmosis in plant tissue).
    • Culturing microorganisms is biology only; standard-form answers for bacterial numbers are HT only.
    • Calculations the exam demands: magnification (image ÷ real), real size from image and magnification, area by πr², percentage change in mass, surface-area-to-volume ratio, bacterial division counts.
    1.1

    Cell structure: eukaryotes and prokaryotes

    Programa

    Estrutura celular, especialização, microscopia e cultivo (Declarações AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Descreva células vegetais, animais e bacterianas, nomeando estruturas e suas funções.
    2. Relacione as estruturas das células especializadas com suas funções.
    3. Explique a importância da diferenciação celular.
    4. Calcule ampliação, tamanho real e tamanho da imagem, com notação científica e prefixos.
    5. Descreva a técnica asséptica com razões, contagem de divisão bacteriana e áreas de zona (biologia apenas).

    Fonte: Programa Cambridge International

    An animal cell, a plant cell and a bacterial cell with their key structures labelled.
    Learn the labels — the exam asks you to name and function them.
    Structure Function
    nucleus genetic material (DNA); controls the cell
    cytoplasm jelly where reactions happen
    cell membrane controls what enters and leaves
    mitochondria aerobic respiration releases energy
    ribosomes protein synthesis
    chloroplast (plant) photosynthesis
    permanent vacuole (plant) cell sap, keeps the cell firm
    cell wall (plant, cellulose) strength and support
    • Eukaryotic 真核 cells (plant and animal): genetic material enclosed in a nucleus.
    • Prokaryotic 原核 cells (bacteria) are much smaller; cytoplasm and cell membrane surrounded by a cell wall; genetic material is not in a nucleus — a single DNA loop plus one or more plasmids (small rings of DNA).

    Scale: use the prefixes centi (10⁻²), milli (10⁻³), micro (10⁻⁶), nano (10⁻⁹) and order-of-magnitude comparisons in standard form.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    eukaryotic/ˌjuːkərɪˈɒtɪk/ eucariótico
    prokaryotic/ˌprɒkərɪˈɒtɪk/ procariótico
    1.1

    Cell specialisation, differentiation and microscopy

    Programa

    Estrutura celular, especialização, microscopia e cultivo (Declarações AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Descreva células vegetais, animais e bacterianas, nomeando estruturas e suas funções.
    2. Relacione as estruturas das células especializadas com suas funções.
    3. Explique a importância da diferenciação celular.
    4. Calcule ampliação, tamanho real e tamanho da imagem, com notação científica e prefixos.
    5. Descreva a técnica asséptica com razões, contagem de divisão bacteriana e áreas de zona (biologia apenas).

    Fonte: Programa Cambridge International

    Células especializadas relate structure to function (learn one feature ↔ one advantage each):

    Cell Adaptation Function
    sperm cell tail for swimming, many mitochondria, acrosome with enzymes fertilisation
    nerve cell long axon, insulating sheath carrying impulses
    muscle cell many proteins fibres, many mitochondria contraction
    root hair cell large surface area, thin wall absorbing water and minerals
    xylem cell hollow, lignified walls, no end walls transporting water
    phloem cell sieve plates, few organelles transporting sugars

    Diferenciação 分化: cells acquire different sub-cellular structures to become specialised. Animal cells differentiate mostly at an early stage; plant cells throughout life. In mature animals, cell division is mainly for repair and replacement.

    Microscopy: a light microscope uses lenses; an electron microscope has much higher magnification and resolving power 分辨能力, so far more sub-cellular structures could be seen and understood.

    $$\text{magnification} = \frac{\text{size of image}}{\text{size of real object}}$$

    Worked example. A cell image is 4.8 cm wide at magnification ×1200.

    • Convert first: $4.8\ \text{cm} = 4.8\times10^{-2}$ m $= 48\,000\ \mu\text{m}$.
      $$\text{real size} = \frac{\text{image size}}{\text{magnification}} = \frac{48\,000\ \mu\text{m}}{1200} = 40\ \mu\text{m}$$

    RP1: observe, draw and label plant and animal cells with a magnification scale included (e.g. a scale bar or the printed magnification).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    Differentiation/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn/ diferenciação
    resolving power/rɪˈzɒlvɪŋ ˈpaʊə/ poder de resolução
    1.1

    Culturing microorganisms (biology only)

    Programa

    Estrutura celular, especialização, microscopia e cultivo (Declarações AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Descreva células vegetais, animais e bacterianas, nomeando estruturas e suas funções.
    2. Relacione as estruturas das células especializadas com suas funções.
    3. Explique a importância da diferenciação celular.
    4. Calcule ampliação, tamanho real e tamanho da imagem, com notação científica e prefixos.
    5. Descreva a técnica asséptica com razões, contagem de divisão bacteriana e áreas de zona (biologia apenas).

    Fonte: Programa Cambridge International

    Bacteria multiply by binary fission 二分裂 as often as once every 20 minutes with enough nutrients and a suitable temperature. They grow in nutrient broth or as colonies on agar gel.

    Aseptic technique 无菌操作 (each point earns a mark — know the por quê):

    • sterilise Petri dishes and culture media before use — kills unwanted microorganisms;
    • flame the inoculating loop before transferring bacteria — kills contaminants on the loop;
    • secure the lid with adhesive tape and store upside down — stops airborne contamination and condensation dripping;
    • in schools, incubate at a maximum of 25 °C — prevents growth of pathogens harmful to humans.

    Worked example (division count). One bacterium divides every 20 minutes for 3 hours.

    • 3 hours = 180 min = 9 division times; number $= 2^9 = 512$.

    Worked example (zone area). A clear zone of radius 4 mm around an antibiotic disc.

    $$A = \pi r^2 = \pi \times 4^2 = 50\ \text{mm}^2\ \text{(2 s.f.)}$$

    RP2: effect of antiseptics/antibiotics on bacterial growth — measure zones of inhibition with a ruler (several diameters, mean, ÷2), controls with no substance.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    binary fission/ˈbaɪnəri ˈfɪʃn/ fissão binária
    Aseptic technique/æˈseptɪk tekˈniːk/ técnica asséptica
    1.2

    Cell division: chromosomes, mitosis and the cell cycle

    Programa

    Divisão celular e células-tronco (AQA 8461 afirmações 4.1.2.1-4.1.2.3).

    1. Descreva os cromossomos e seu pareamento em células somáticas.
    2. Descreva o ciclo celular incluindo as três etapas gerais e a mitose.
    3. Descreva a função das células-tronco em embriões, animais adultos e meristemas vegetais.
    4. Avalie o uso de células-tronco na medicina e no clonagem de plantas, incluindo riscos e objeções éticas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    • A nucleus contains chromosomes 染色体 made of DNA; each chromosome carries many genes; body cells have chromosomes in pairs (humans: 23 pairs).
    • A cell cycle: DNA replicates → growth (more ribosomes and mitochondria) → mitosis 有丝分裂 (one set of chromosomes pulled to each end; nucleus divides) → cytoplasm and membranes divide → two identical cells.

    Mitosis matters for growth and development of multicellular organisms, and repair. Recognise contexts where mitosis is occurring (a growing root tip, healing skin, a tumour).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    chromosomes/ˈkrəʊməsəʊmz/ cromossomos
    mitosis/maɪˈtəʊsɪs/ mitose
    1.2

    Células-tronco

    Programa

    Divisão celular e células-tronco (AQA 8461 afirmações 4.1.2.1-4.1.2.3).

    1. Descreva os cromossomos e seu pareamento em células somáticas.
    2. Descreva o ciclo celular incluindo as três etapas gerais e a mitose.
    3. Descreva a função das células-tronco em embriões, animais adultos e meristemas vegetais.
    4. Avalie o uso de células-tronco na medicina e no clonagem de plantas, incluindo riscos e objeções éticas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A stem cell 干细胞 is an undifferentiated cell that can give rise to many more of the same type and, by differentiation, to other cell types.

    Fonte Can become
    embryo most types of human cell
    adult bone marrow many cells, including blood cells
    plant meristems any type of plant cell, throughout life

    Uses and evaluation (the credited pairs — benefit e risk/objection):

    • Medicina: potential treatment for diabetes and paralysis; therapeutic cloning makes an embryo with the patient's own genes, so cells are not rejected.
    • Risks/ethics: transfer of viral infection; ethical and religious objections to using embryos.
    • Plants: meristem clones — rare species preserved from extinction; disease-resistant crops cloned quickly and economically.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    stem cell/stem sel/ célula-tronco
    1.3

    Transport in cells

    Programa

    Transporte em células (AQA 8461 afirmação 4.1.3, RP3).

    1. Defina difusão, osmose e transporte ativo com exemplos e a distinção energética.
    2. Explique os fatores que afetam a taxa de difusão.
    3. Calcule e compare razões de área superficial para volume; explique adaptações de superfícies de troca.
    4. Investigue o efeito da concentração de soluto na massa de tecido vegetal e calcule a variação percentual (RP3).

    Fonte: Programa Cambridge International

    Process Direção Energia Exemplos
    diffusion 扩散 high → low concentration (net) nenhuma O₂/CO₂ in gas exchange; urea from cells to blood plasma
    osmosis 渗透 water from dilute → concentrated solution through a partially permeable membrane nenhuma water into plant cells
    active transport 主动运输 low → high (against the gradient) yes — from respiration mineral ions into root hairs; glucose from gut to blood

    Rate of diffusion increases with: concentration gradient, temperatura, surface area of the membrane.

    Diffusion, osmosis and active transport compared in three panels.
    Direction and energy separate the three processes.
    Two cubes showing how doubling the side halves the surface-area-to-volume ratio.
    Bigger organisms need exchange surfaces.

    Relação superfície-volume: single-celled organisms have a large SA:V — enough exchange across the surface alone. Multicellular organisms need exchange surfaces and a transport system. Exchange surfaces are effective by: large surface area, thin membrane (short diffusion path), (animals) good blood supply, (animals, gas exchange) ventilation.

    Adapted exchange surfaces to know: small intestine and lungs in mammals, gills in fish, roots and leaves in plants.

    Worked example (SA:V). A cube of side 2 mm: SA $= 6\times2^2 = 24$ mm², V $= 8$ mm³, SA:V $= 3:1$. A cube of side 4 mm: SA $= 96$, V $= 64$, SA:V $= 1.5:1$ — doubling the side halves the ratio.

    RP3 (osmosis): potato pieces (same surface area, blotted dry, exact masses) in a range of sugar or salt solutions; measure percentage change in mass:

    $$\%\ \text{change} = \frac{\text{change in mass}}{\text{initial mass}} \times 100$$

    Interpretation: gain in dilute solutions (water enters); no change where the solution matches the cell concentration; loss in concentrated solutions (water leaves). Control variables: volume of solution, temperature, time, surface area.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    diffusion/dɪˈfjuːʒn/ difusão
    osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ osmose
    active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ transporte ativo
    1.3

    Checklist before you call this topic done

    • Label animal, plant and bacterial cells; match every structure to its function.
    • Specialised cells: one structural feature linked to one function each.
    • Magnification, real size and image size — convert units before dividing.
    • Aseptic technique whys; binary-fission counts; πr² zones (RP1, RP2).
    • Cell cycle stages and where mitosis occurs; stem cell sources with benefits and risks.
    • Diffusion, osmosis, active transport: direction, energy, examples; the three rate factors.
    • SA:V calculations; four exchange-surface features; percentage change in mass (RP3).
  • 2

    Organização

    2.1

    Organização: de células a sistemas

    Células formam tecidos, tecidos formam órgãos, órgãos formam sistemas — e o sistema digestivo, sangue e plantas ilustram esse padrão. Este guia cobre Biologia AQA GCSE 8461, tópico 4.2 Organização.

    Como o exame aborda este tópico:

    • O Paper 1 aborda Organização. Práticas exigidas: RP4 (testes alimentares) e RP5 (pH e taxa de amilase).
    • Você deve avaliar tratamentos para doenças cardíacas e dados de risco de células-tronco/estilo de vida, além de interpretar gráficos e tabelas de fatores de risco.
    • Lembre-se exatamente: tabela de enzimas, vasos do coração, componentes sanguíneos, tecidos vegetais, fatores de transpiração.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    enzyme/ˈenzaɪm/ enzima
    tissue/ˈtɪʃuː/ tecido
    organ/ˈɔːɡən/ órgão
    organ systems/ˈɔːɡən ˈsɪstəmz/ sistemas de órgãos
    2.1

    Princípios de organização

    Programa

    Princípios de organização e sistema digestivo (AQA 8461 afirmações 4.2.1-4.2.2.1, RP4, RP5).

    1. Ordene células, tecidos, órgãos, sistemas de órgãos e organismos.
    2. Descreva a natureza das enzimas e a ação de chave-fechadura; relacione a atividade à temperatura e pH.
    3. Lembre-se dos locais e ações da amilase, proteases e lipases, com equações verbais.
    4. Explique as duas funções da bile; teste alimentos (RP4) e investigue o pH na amilase (RP5).

    Fonte: Programa Cambridge International

    Células → tecidos → órgãos → sistemas orgânicos → organismo.

    • Um tecido é um grupo de células com estrutura e função semelhantes.
    • Um órgão agrega tecidos que realizam funções específicas.
    • Sistemas orgânicos trabalham juntos para formar o organismo inteiro.

    O sistema digestivo é o exemplo nomeado de um sistema orgânico.

    2.1

    Sistema digestivo humano (4.2.2.1)

    Programa

    Princípios de organização e sistema digestivo (AQA 8461 afirmações 4.2.1-4.2.2.1, RP4, RP5).

    1. Ordene células, tecidos, órgãos, sistemas de órgãos e organismos.
    2. Descreva a natureza das enzimas e a ação de chave-fechadura; relacione a atividade à temperatura e pH.
    3. Lembre-se dos locais e ações da amilase, proteases e lipases, com equações verbais.
    4. Explique as duas funções da bile; teste alimentos (RP4) e investigue o pH na amilase (RP5).

    Fonte: Programa Cambridge International

    Enzimas são catalisadores biológicos: proteínas com um sítio ativo cuja forma se encaixa em um único substrato — o modelo de chave e fechadura. Temperatura e pH alteram a taxa; longe do ponto ótimo, a enzima desnaturaliza (o sítio ativo muda de forma).

    Enzima Produzida em Age sobre Produtos
    amilase (uma carboidrase) glândulas salivares, pâncreas, intestino delgado amido açúcares simples (glicose)
    protease estômago, pâncreas, intestino delgado proteínas aminoácidos
    lipase pâncreas, intestino delgado lipídios glicerol + 3 ácidos graxos

    As enzimas digestivas transformam os alimentos em pequenas moléculas solúveis que podem ser absorvidas para a corrente sanguínea. Os produtos formam novos carboidratos, lipídios e proteínas; parte da glicose é utilizada na respiração.

    Bile: produzida no fígado, armazenada na vesícula biliar. É alcalina, neutralizando o ácido clorídrico do estômago, e emulsifica as gorduras em pequenas gotículas, aumentando a área de superfície — ambos aumentam a velocidade de decomposição das gorduras pela lipase.

    RP4 testes alimentares (aprender reagente, mudança de cor, substância):

    Teste Reagente Resultado positivo
    açúcares (redutores) Benedict, aquecimento azul → vermelho-tijolo
    amido iodo laranja/marrom → azul-negro
    proteínas Biuret azul → roxo
    lipídios Sudan III camada tingida de vermelho no topo

    RP5 (pH e amilase): soluções tampão em valores de pH, amilase + amido, amostragem contínua sobre uma placa de poços com iodo, registrar o tempo para o desaparecimento do amido — menor tempo = maior taxa no pH ótimo.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    Bile/baɪl/ bile
    alveoli/ˈælvɪɒli/ alvéolos
    2.2

    O coração, vasos sanguíneos e sangue (4.2.2.2–4.2.2.3)

    Programa

    O coração, vasos sanguíneos, sangue e doença coronariana (AQA 8461 afirmações 4.2.2.2-4.2.2.4).

    1. Descreva o coração e a circulação dupla com os cinco vasos nomeados e as células marcapasso.
    2. Relacionar a estrutura das artérias, veias e capilares com sua função.
    3. Conhecer plasma, glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas com suas adaptações.
    4. Explicar cardiopatias congênitas e avaliar stents, estatinas, válvulas, transplantes e corações artificiais.

    Fonte: Programa Cambridge International

    O coração humano com suas quatro câmaras e cinco vasos nomeados.
    Lado direito para os pulmões; lado esquerdo para o corpo.
    • O coração bombeia sangue em um sistema circulatório duplo: o ventrículo direito bombeia sangue aos pulmões (troca gasosa); o ventrículo esquerdo o distribui pelo restante do corpo.
    • Vasos a conhecer: aorta, veia cava, artéria pulmonar, veia pulmonar, artérias coronárias.
    • A frequência cardíaca em repouso é definida por células no átrio direito — o pacemaker natural; pacemakers artificiais corrigem taxas irregulares.
    • Pulmões: traqueia → brônquios → alvéolos, rodeados por capilares; alvéolos são adaptados por grande área de superfície, paredes finas, bom suprimento sanguíneo e ventilação.
    Vaso Estrutura Função
    artéria paredes espessas, elásticas e musculares; pequeno lúmen transporta sangue para fora sob alta pressão
    veia paredes finas, grande luz, válvulas retorno de sangue em baixa pressão
    capilar uma célula de espessura troca com os tecidos
    Células vermelhas, células brancas, plasma e plaquetas.

    Sangue é um tecido: plasma (transporta açúcares dissolvidos, aminoácidos, CO₂, ureia, hormônios e calor), glóbulos vermelhos (sem núcleo, carregados de hemoglobina, bicôncavos — grande área superficial para transporte de oxigênio), glóbulos brancos (fagocitam patógenos ou produzem anticorpos), plaquetas (coagulação).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    plasma/ˈplæzmə/ plasma
    red blood cells/red blʌd selz/ glóbulos vermelhos
    white blood cells/waɪt blʌd selz/ glóbulos brancos
    platelets/ˈpleɪtlɪts/ plaquetas
    2.2

    Doença cardíaca coronária (4.2.2.4) e tratamentos

    Programa

    O coração, vasos sanguíneos, sangue e doença coronariana (AQA 8461 afirmações 4.2.2.2-4.2.2.4).

    1. Descreva o coração e a circulação dupla com os cinco vasos nomeados e as células marcapasso.
    2. Relacionar a estrutura das artérias, veias e capilares com sua função.
    3. Conhecer plasma, glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas com suas adaptações.
    4. Explicar cardiopatias congênitas e avaliar stents, estatinas, válvulas, transplantes e corações artificiais.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Na DCC, camadas de material gorduroso acumulam-se nas artérias coronárias, estreitando-as — menos sangue, logo menos oxigênio para o músculo cardíaco. Avalie cada tratamento com benefícios e riscos:

    Tratamento Benefício Risco/limitação
    stents mantém a artéria aberta, restaura o fluxo risco cirúrgico; não trata a causa
    estatinas reduzem colesterol no sangue, retardando depósitos gordurosos medicação de longo prazo com efeitos colaterais (fígado)
    substituição valvar (biológica ou mecânica) restaura fluxo unidirecional cirurgia maior; mecânica exige anticoagulantes vitalícios
    transplante (coração / coração e pulmões) cura falência escassez de doadores; rejeição — imunossupressores
    coração artificial mantém o paciente vivo durante a espera ou permite repouso cardíaco infecção, coágulos, volumoso
    Vocabulário Treinar
    English Português
    stents/stents/ stents
    statins/ˈstætɪnz/ estatinas
    Risk factors/rɪsk ˈfæktəz/ fatores de risco
    palisade mesophyll/ˈpælɪseɪd ˈmesəfɪl/ parênquima paliçádico
    Xylem/ˈzaɪləm/ xilema
    Phloem/ˈfləʊɪm/ floema
    Guard cells/ɡɑːd selz/ células-guarda
    stomata/ˈstəʊmətə/ estômatos
    Transpiration/trænspəˈreɪʃn/ transpiração
    translocation/trænsləʊˈkeɪʃn/ translocação
    2.3

    Saúde, estilo de vida e câncer (4.2.2.5–4.2.2.7)

    Programa

    Saúde, estilo de vida e câncer (AQA 8461 enunciados 4.2.2.5-4.2.2.7).

    1. Definir saúde e descrever interações entre doenças e outros fatores.
    2. Listar fatores de risco com mecanismos causais comprovados para doenças não transmissíveis.
    3. Distinguir tumores benignos e malignos e descrever tumores secundários.
    4. Interpretar dados de fatores de risco, distinguindo correlação de causalidade.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Saúde é o estado de bem-estar físico e mental — não apenas ausência de doença. Dieta, estresse e situações de vida afetam ambos; diferentes doenças interagem (defeitos imunes → mais infecções; vírus → alguns cânceres; reações imunes desencadeiam asma; doença física grave → depressão).

    Fatores de risco estão ligados a uma taxa aumentada de uma doença — aspectos do estilo de vida ou substâncias no corpo/ambiente. Um mecanismo causal é provado para alguns, não outros: dieta/fumo/exercício → doença cardiovascular; obesidade → diabetes tipo 2; álcool → dano hepático e função cerebral; tabagismo → doença pulmonar e câncer de pulmão; tabagismo e álcool → bebês não nascidos; cancerígenos incluindo radiação ionizante → câncer. Interprete dados de fatores de risco como correlação; mecanismo comprovado torna-o causalidade.

    Câncer resulta de alterações nas células que causam crescimento e divisão descontrolados:

    • Tumores benignos: contidos em uma área, geralmente dentro de uma membrana; não invadem.
    • Tumores malignos (cânceres) invadem tecidos vizinhos e se espalham pelo sangue para formar tumores secundários.

    Fatores de risco incluem estilo de vida e, para alguns cânceres, genes.

    2.4

    Tecidos vegetais e transporte (4.2.3)

    Programa

    Tecidos vegetais, órgãos e transporte (AQA 8461 enunciado 4.2.3).

    1. Relacionar tecidos vegetais (epiderme, paliçada, esponjosa, xilema, floema, meristema, células-guarda) com funções.
    2. Explicar adaptações de pelos radiculares, xilema e floema, além dos processos de transpiração e translocação.
    3. Explicar os efeitos da temperatura, umidade, movimento do ar e intensidade luminosa na taxa de transpiração.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Uma folha em secção transversal com seus tecidos identificados.
    Cada tecido tem uma função principal.
    • Tecido epidérmico: cobertura protetora; cutícula cerosa na parte superior.
    • Mesofilo paliçádico: cloroplastos compactados — maior parte da fotossíntese.
    • Mesofilo esponjoso: espaços aéreos para troca gasosa.
    • Xilema: tubos ocos reforçados por lignina — transporta água e íons minerais das raízes às folhas no fluxo de transpiração.
    • Floema: tubos crivados — transporta açúcares dissolvidos das folhas para o restante da planta (translocação).
    • Meristema: nas pontas de crescimento dos brotos e raízes (células-tronco).
    • Células-guarda circundam os estômatos, controlando a troca gasosa e a perda de água.
    • Células-pilíferas: grande área de superfície; a água entra por osmose, os íons minerais por transporte ativo.

    Transpiração é a perda de vapor d'água pelas folhas (principalmente pelos estômatos); ela puxa o fluxo de transpiração. A taxa aumenta com: temperatura ↑, movimento do ar ↑, intensidade luminosa ↑ (estômatos abrem); diminui com a umidade ↑. Meça a taxa pela absorção de água usando um potômetro.

    2.4

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Ordene células → tecidos → órgãos → sistemas com um exemplo de cada.
    • Tabela de enzimas: nome, local, substrato, produtos; modelo chave-fechadura; desnaturação.
    • Bile: duas funções com razões; testes RP4 e cores; método RP5.
    • Identifique o coração com todas as cinco estruturas vasculares nomeadas; circulação dupla; marcapasso.
    • Estrutura ↔ função de artérias/veias/capilares; quatro componentes sanguíneos com adaptações.
    • CHD: causa + benefício e risco de cada tratamento.
    • Fatores de risco com mecanismos causais; tumores benignos vs malignos.
    • Tecidos vegetais e suas funções; xilema vs floema; quatro fatores de transpiração.
  • 3

    Infecção e resposta

    3.1

    Infecção e resposta: a guerra interna

    Patógenos invadem, as defesas respondem e a medicina arma a luta. Esta referência cobre AQA GCSE Biologia 8461, tópico 4.3 Infecção e resposta.

    Como o exame aborda este tópico:

    • A Prova 1 inclui este tópico; RP2 (antibióticos/antissépticos em ágar) conecta-se ao tópico 1.
    • Anticorpos monoclonais (4.3.2) e doenças nas plantas (4.3.3) são apenas de biologia, e anticorpos monoclonais mais detecção de doenças em plantas são apenas para nível superior (HT).
    • Lembre-se exatamente: cada doença nomeada → tipo de patógeno, sintomas e propagação; os sistemas de defesa; as etapas de testes de medicamentos.
    3.1

    Doenças transmissíveis e patógenos (4.3.1.1)

    Programa

    Doenças transmissíveis, tipos de patógenos e doenças nomeadas (AQA 8461 enunciados 4.3.1.1-4.3.1.5).

    1. Explicar como vírus, bactérias, protistas e fungos se espalham em animais e plantas, e como esse espalhamento é reduzido.
    2. Lembrar sarampo, HIV, TMV, Salmonella, gonorreia, ferrugem negra da rosa e malária quanto ao tipo de patógeno, transmissão, sintomas e controle.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Os quatro tipos de patógenos com suas características principais.

    Patógenos são microrganismos que causam doenças infecciosas: vírus, bactérias, protistas, fungos. Eles infectam plantas ou animais e se espalham por contato direto, água ou ar. Bactérias podem produzir toxinas que danificam tecidos; vírus vivem e se reproduzem dentro das células.

    Reduzir a propagação: higiene (lavar as mãos), esterilizar feridas, água limpa, tratamento de esgoto, uso de camisas de sexo, controle de vetores (redes de mosquitos, drenagem de água).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    Pathogens/ˈpæθədʒnz/ patógenos
    toxins/ˈtɒksɪnz/ toxinas
    phagocytosis/ˌfæɡəsɪˈtəʊsɪs/ fagocitose
    antibody production/ˈæntɪbɒdi prəˈdʌkʃn/ produção de anticorpos
    antitoxin production/ˌæntɪˈtɒksɪn prəˈdʌkʃn/ produção de antitoxinas
    Vaccination/ˌvæksɪˈneɪʃn/ vacinação
    Antibiotics/ˌæntɪbaɪˈɒtɪks/ antibióticos
    Monoclonal antibodies/ˈmɒnəʊklɒnl ˈæntɪbɒdiz/ anticorpos monoclonais
    hybridoma/ˌhaɪbrɪˈdəʊmə/ híbridoma
    aphids/ˈeɪfɪdz/ pulgões
    chlorosis/ˈklɔːrəʊsiz/ clorose
    3.1

    Doenças nomeadas (4.3.1.2–4.3.1.5)

    Programa

    Doenças transmissíveis, tipos de patógenos e doenças nomeadas (AQA 8461 enunciados 4.3.1.1-4.3.1.5).

    1. Explicar como vírus, bactérias, protistas e fungos se espalham em animais e plantas, e como esse espalhamento é reduzido.
    2. Lembrar sarampo, HIV, TMV, Salmonella, gonorreia, ferrugem negra da rosa e malária quanto ao tipo de patógeno, transmissão, sintomas e controle.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Doença Patógeno Propagação Sintomas/sinais Controle
    sarampo vírus inalação de gotículas (espirros, tosse) febre, erupção cutânea vermelha; pode ser fatal vacinação de crianças pequenas
    HIV vírus contato sexual, troca de fluidos corporais (agulhas compartilhadas) doença semelhante à gripe; ataca células imunes → aids avançada fármacos antirretrovirais; sexo seguro; agulhas limpas
    TMV (vírus do mosaico do tabaco) vírus (plantas) contato entre plantas descoloração em mosaico nas folhas; redução da fotossíntese e crescimento variedades resistentes; higiene
    Salmonella bactéria alimentos ingeridos em condições higiênicas inadequadas febre, cólicas, vômitos, diarreia (bactérias + toxinas) aves vacinadas (Reino Unido); preparo higiênico de alimentos
    gonorreia bactéria contato sexual secreção amarela/esverdeada espessa, dor ao urinar antibióticos (resistência crescente); camisas de sexo
    mancha negra da rosa fungo (plantas) esporos na água/ar manchas pretas nas folhas; folhas amarelam e caem remoção/queima de folhas; fungicida
    malária protista vetor mosquito febre recorrente; pode ser fatal redes; evitar reprodução de mosquitos
    3.2

    Sistemas de defesa humanos e imunidade (4.3.1.6–4.3.1.7)

    Programa

    Sistemas de defesa humanos, vacinação e medicamentos (AQA 8461 enunciados 4.3.1.6-4.3.1.9).

    1. Descrever sistemas de defesa não específicos e as três ações dos glóbulos brancos.
    2. Explicar vacinação no indivíduo e seu efeito populacional.
    3. Distinguir antibióticos de analgésicos; explicar por que antibióticos não tratam vírus; descrever resistência.
    4. Descrever fontes de descoberta de fármacos e etapas pré-clínicas/clínicas de teste, incluindo ensaios duplo-cegos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    As camadas de defesa e a cadeia de testes de medicamentos.

    Defesas não específicas: pele (barreira, coagulação); nariz (pelos, muco); traqueia e brônquios (muco, cílios); estômago (ácido clorídrico).

    O sistema imunológico destrui patógenos que entram. Os glóbulos brancos defendem-se por meio de:

    1. fagocitose — englobar patógenos;
    2. produção de anticorpos — proteínas que se ligam ao antígeno específico;
    3. produção de antitoxinas — neutralizar toxinas.

    Vacinação: pequenas quantidades de patógeno morto ou inativo estimulam glóbulos brancos a produzir anticorpos; na reinfecção, células de memória respondem rapidamente com os anticorpos corretos, prevenindo a infecção. Efeito de rebanho: vacinar uma grande proporção reduz a propagação para todos. Avalie: benefícios (controle epidêmico, ex.: sarampo) vs efeitos colaterais raros.

    3.2

    Antibióticos, analgésicos e desenvolvimento de fármacos (4.3.1.8–4.3.1.9)

    Programa

    Sistemas de defesa humanos, vacinação e medicamentos (AQA 8461 enunciados 4.3.1.6-4.3.1.9).

    1. Descrever sistemas de defesa não específicos e as três ações dos glóbulos brancos.
    2. Explicar vacinação no indivíduo e seu efeito populacional.
    3. Distinguir antibióticos de analgésicos; explicar por que antibióticos não tratam vírus; descrever resistência.
    4. Descrever fontes de descoberta de fármacos e etapas pré-clínicas/clínicas de teste, incluindo ensaios duplo-cegos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    • Antibióticos (ex.: penicilina) curam doenças bacterianas matando as bactérias no corpo — antibióticos específicos para bactérias específicas. Eles não podem matar vírus (vírus vivem dentro de células; matá-los danificaria o tecido corporal). Resistência é uma preocupação principal — a corrida por novos antibióticos.
    • Analgésicos tratam sintomas, mas não matam patógenos.

    Desenvolvimento de fármacos: tradicionalmente extraídos de plantas/microorganismos — digitalina de digitalis (coração), aspirina de salgueiro, penicilina de mofo Penicillium (Fleming). A maioria dos novos fármacos é quimicamente sintetizada, mas os pontos de partida ainda podem ser compostos vegetais.

    Etapas de teste: pré-clínico (células, tecidos, animais vivos) → ensaios clínicos em voluntários saudáveis (dose baixa, segurança) depois em pacientes (dose ótima, eficácia) → ensaios duplo-cegos com placebo; resultados revisados por pares.

    3.3

    Anticorpos monoclonais (biologia apenas, HT)

    Programa

    Anticorpos monoclonais, biologia apenas e HT (AQA 8461 enunciado 4.3.2).

    1. Descreva a produção de anticorpos monoclonais por hibridoma.
    2. Descreva aplicações em diagnóstico, medição, pesquisa e tratamento do câncer.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Anticorpos monoclonais são produzidos a partir de um único clone de células, específicos para um único sítio de ligação em um antígeno proteico. Produção: estimular linfócitos de camundongo a produzir o anticorpo → fundir com uma célula tumoral para criar um híbridoma — ele divide E produz o anticorpo → clonar o híbridoma → coletar e purificar grandes quantidades de um anticorpo específico.

    Usos: testes de gravidez; medir níveis hormonais/químicos no sangue; detectar patógenos; pesquisa — anticorpos fluorescentes localizam moléculas; tratamento do câncer — anticorpo ligado a substância radioativa/tóxica a entrega apenas às células cancerígenas.

    3.4

    Doenças de plantas (biologia apenas)

    Programa

    Doenças vegetais, biologia apenas (AQA 8463 enunciado 4.3.3).

    1. Detecte doenças vegetais por sinais e identifique-as por testes manuais, laboratoriais ou monoclonais.
    2. Explique deficiências de íons nitrato e magnésio.
    3. Descreva respostas de defesa física, química e mecânica das plantas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Detecção (HT): crescimento anão, manchas nas folhas, áreas de apodrecimento, crescimentos, caules/folhas malformados, descoloração, presença de pragas.

    Identificação (HT): manual/sítio de jardinagem; análise laboratorial; kits de teste usando anticorpos monoclonais.

    Problemas nomeados em plantas: TMV (viral), mancha negra da rosa (fúngica), pulgões (insetos).

    Deficiência de íons: pouco nitrato → crescimento anão (nitrato necessário para aminoácidos/proteínas); deficiência de magnésio → clorose (folhas amarelas — magnésio necessário para fazer clorofila).

    Respostas de defesa: físicas — paredes celulares de celulose, cutícula cerosa, casca/camadas mortas; químicas — substâncias antibacterianas, venenos; mecânicas — espinhos, pelos, folhas pendentes/encolhidas, mimetismo.

    3.4

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Quatro tipos de patógenos; três vias de propagação; duas formas de reduzir a propagação de cada doença nomeada.
    • Recite a tabela de doenças: patógeno, transmissão, sintomas e controle.
    • Quatro defesas não específicas; três ações dos leucócitos.
    • Mecanismo da vacinação + efeito populacional; antibiótico vs analgésico; por que os antibióticos falham contra vírus.
    • Fontes de fármacos (digitalis, salgueiro, Penicillium) e as etapas pré-clínica/clínica com placebo e ensaio duplo-cego.
    • (HT, biologia) Sequência de produção de hibridoma e quatro usos de anticorpos monoclonais.
    • (Biologia) Sinais de doença em plantas, métodos de identificação, deficiências de nitrato/magnésio e três classes de defesa.
  • 4

    Bioenergética

    4.1

    Bioenergética: fotossíntese e respiração

    As plantas capturam a energia do Sol; cada célula a libera novamente. Esta referência cobre AQA GCSE Biology 8461, topic 4.4 Bioenergética.

    Como o exame aborda este tópico:

    • Paper 1 aborda Bioenergética. RP6: intensidade luminosa e a taxa de fotossíntese usando elodea.
    • Gráficos de fator limitante com dois ou três fatores, a lei do inverso do quadrado e a economia de estufas são apenas HT.
    • As equações são equações verbais — saiba também as formas simbólicas (CO₂, H₂O, O₂, C₆H₁₂O₆).
    4.1

    Fotossíntese (4.4.1.1)

    Programa

    Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
    2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
    3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
    4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

    Fonte: Programa Cambridge International

    $$\text{carbon dioxide} + \text{water} \xrightarrow{\ \text{light}\ } \text{glucose} + \text{oxygen}$$
    $$6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2$$

    A fotossíntese é uma reação endotérmica: a energia é transferida do ambiente para os cloroplastos pela luz.

    4.1

    Taxa de fotossíntese e fatores limitantes (4.4.1.2)

    Programa

    Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
    2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
    3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
    4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Taxa de fotossíntese contra um fator limitante de cada vez.
    Cada curva sobe e depois se estabiliza quando outro fator limita.

    A taxa aumenta com: intensidade luminosa, concentração de CO₂, temperatura (até o ótimo enzimático) e a quantidade de clorofila.

    Lendo gráficos de fator único: o topo plano indica que outro fator tornou-se o fator limitante. (HT) Em gráficos de dois ou três fatores, determine qual fator é limitante em cada ponto.

    (HT) Lei do inverso do quadrado: dobrar a distância da lâmpada reduz a quatro a intensidade luminosa:

    $$\text{light intensity} \propto \frac{1}{\text{distance}^2}$$

    (HT) Economia de estufa: adicionar calor, luz ou CO₂ aumenta a taxa — mas cada um tem custo; o produtor adiciona o fator mais barato que está limitado, até o ponto em que o rendimento extra não compensa.

    RP6 configuração: elodea sob funil invertido em béquer, com lâmpada a distância medida.

    RP6: elodea na água em diferentes distâncias da lâmpada; contar as bolhas de oxigênio por minuto (ou coletar o gás); controlar temperatura e CO₂ (bicarbonato de sódio); repetir e calcular média; taxa = bolhas ÷ tempo.

    Exemplo resolvido. Bolhas: 30 por minuto a 10 cm; a 20 cm a intensidade luminosa é um quarto, então espere cerca de 8 por minuto (se a luz ainda for limitante).

    4.1

    Usos da glicose (4.4.1.3)

    Programa

    Fotossíntese (AQA 8461 enunciados 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese e descreva-a como endotérmica.
    2. Explique como intensidade luminosa, concentração de CO2 e temperatura limitam a taxa da fotossíntese, incluindo a interpretação de gráficos de fatores limitantes.
    3. (HT) Use a relação inversa ao quadrado entre intensidade luminosa e distância, e os motivos para a economia de estufas.
    4. Descreva RP6: intensidade luminosa e a taxa da fotossíntese com valisária, seus controles e o cálculo da taxa.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A glicose da fotossíntese é usada para:

    • respiração celular;
    • convertida em amido insolúvel para armazenamento;
    • gordura ou óleo para armazenamento;
    • celulose para paredes celulares;
    • ácidos aminados para proteínas — isso também requer íons nitrato do solo.
    4.2

    Respiração (4.4.2.1)

    Programa

    Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
    2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
    3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
    4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A respiração é uma reação exotérmica que ocorre continuamente em células vivas, transferindo energia para: construção de moléculas maiores, movimento e manutenção da temperatura corporal.

    Aeróbica Anaeróbica (músculo) Anaeróbica (planta/levedura)
    oxigênio necessário não necessário não necessário
    equação glicose + oxigênio → CO₂ + água glicose → ácido lático glicose → etanol + CO₂
    energia muito mais muito menos muito menos

    A respiração anaeróbica na levedura é fermentação, economicamente importante no pão (CO₂ faz a massa crescer) e em bebidas alcoólicas.

    4.2

    Resposta ao exercício físico (4.4.2.2)

    Programa

    Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
    2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
    3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
    4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Durante o exercício, a frequência cardíaca, a frequência respiratória e o volume pulmonar aumentam para fornecer mais sangue oxigenado aos músculos. Se o suprimento de oxigênio for insuficiente, os músculos alternam para respiração anaeróbica: a oxidação incompleta da glicose acumula ácido lático → fadiga; surge uma dívida de oxigênio.

    (HT) O sangue transporta o ácido lático para o fígado, que o converte novamente em glicose. A dívida de oxigênio é o oxigênio extra necessário após o exercício para reagir e remover o ácido lático acumulado.

    4.2

    Metabolismo (4.4.2.3)

    Programa

    Respiração e metabolismo (AQA 8461 enunciados 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Cite cinco usos da glicose originada na fotossíntese.
    2. Compare respiração aeróbica e anaeróbica em músculos e leveduras, com equações verbais, e a importância econômica da fermentação.
    3. Explique a resposta do corpo ao exercício e (HT) a dívida de oxigênio e o papel do fígado.
    4. Defina metabolismo e liste as reações que inclui.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Metabolismo é a soma de todas as reações em uma célula ou corpo; a respiração as alimenta. Inclui:

    • glicose → amido, glicogênio, celulose;
    • glicerol + 3 ácidos graxos → lipídios;
    • glicose + íons nitrato → aminoácidos → proteínas;
    • respiração celular;
    • decomposição de proteínas em excesso → uréia para excreção.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ endotérmico
    exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ exotérmico
    fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ fermentação
    oxygen debt/ˈɒksɪdʒn det/ dívidas de oxigênio
    Metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ metabolismo
    lactic acid/ˈlæktɪk ˈæsɪd/ ácido lático
    limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ fator limitante
    4.2

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Escreva as equações verbais e simbólicas da fotossíntese; diga endotérmica + luz→cloroplastos.
    • Explique os quatro fatores de taxa; leia gráficos de fator único com achatamento; (HT) lei do inverso do quadrado e economia de estufas.
    • Descreva RP6 com seus controles e o cálculo da taxa.
    • Liste cinco usos da glicose (com nitrato para proteína).
    • Compare as equações aeróbicas com as anaeróbicas; nomeie os dois produtos e usos da fermentação.
    • Exercício: três aumentos; ácido lático e dívida de oxigênio; (HT) o papel do fígado.
    • Defina metabolismo com suas cinco vertentes.
  • 5

    Homeostase e resposta

    5.1

    Homeostasis and response: keeping conditions steady

    • Homeostase 稳态 is the regulation of the internal conditions of a cell or organism, to maintain optimum conditions for enzyme action and all cell functions, in response to internal and external changes.
    • The body controls blood glucose concentration, temperatura corporal e water levels.
    • Every automatic control system has: receptors (detect stimuli), coordination centres (brain, spinal cord, pancreas — receive and process information) and effectors (muscles or glands — bring about the response that restores optimum levels).
    • Nervous responses are fast and short-lived; hormonal responses are slower but act for longer.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    Homeostasis/ˌhəʊmiːəˈstɑːsiz/ Homeostase
    5.1

    Homeostasis and the nervous system (4.5.1–4.5.2.1, RP7)

    Programa

    Homeostase e sistema nervoso (AQA 8461 enunciados 4.5.1-4.5.2.1, RP7).

    1. Defina homeostase e nomeie as três condições que o corpo regula.
    2. Descreva receptores, centros de coordenação e efetores, e a via estímulo-receptor-coordenador-efetor-resposta.
    3. Explique o arco reflexo, incluindo neurônio sensorial, sinapse, neurônio de associação e neurônio motor, e por que os reflexos são automáticos e rápidos.
    4. Descreva RP7: o efeito de um fator no tempo de reação humano, com controles e tratamento de dados.

    Fonte: Programa Cambridge International

    The pathway: stimulus → receptor → coordinator (CNS: brain + spinal cord) → effector (muscle contracts / gland secretes) → response.

    Information passes along cells called neurones 神经元 as electrical impulses. The CNS coordinates the response of effectors.

    The reflex arc: stimulus to receptor, sensory neurone with cell body, relay neurone in the CNS, motor neurone to the effector, with synapses between neurones.

    O arco reflexo — automatic and rapid protection that does não involve the conscious part of the brain:

    stimulus → receptor → sensory neurone → synapse → relay neurone (in CNS) → synapse → motor neurone → effector → response.

    At a synapse 突触 the electrical impulse arrives at the end of a neurone and a chemical is released; it diffuses across the gap and triggers an electrical impulse in the next neurone.

    RP7 — reaction time: plan and investigate the effect of a factor (e.g. caffeine) on human reaction time. Drop a ruler between a partner's finger and thumb; measure the catch distance; convert to time (or use a computer test); control variables (same hand, same height); repeat and take a mean. Interpret reaction-time data from graphs and tables.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    neurone/ˈnjuːrəʊn/ neurônio
    synapse/ˈsɪnæps/ sinapse
    5.2

    The brain, the eye and temperature — biology only (4.5.2.2–4.5.2.4)

    Programa

    Cérebro, olho e temperatura corporal — biologia apenas (AQA 8461 afirmações 4.5.2.2-4.5.2.4).

    1. Identifique córtex cerebral, cerebelo e bulbo raquidiano com suas funções, e (HT) dificuldades de investigar e tratar o cérebro.
    2. Relacione estruturas oculares às funções e explique a acomodação para objetos próximos e distantes.
    3. Explique miopia e hipermetropia e sua correção com lentes e novas tecnologias.
    4. Explique como vasodilatação, sudorese, vasoconstrição e tremores controlam a temperatura corporal (HT em contexto).

    Fonte: Programa Cambridge International

    The brain (HT extra)

    Identify on a diagram: cerebral cortex (consciousness, memory, language), cerebellum (balance, coordination of movement), medulla (heartbeat, breathing).

    (HT) Difficulties of investigating and treating the brain: it is complex and delicate, easily damaged, and hard to access. Mapping methods: studying patients with brain damage, electrically stimulating regions, and MRI scanning. Evaluate benefits and risks of brain procedures.

    O olho

    Vertical section of the eye: sclera, cornea, iris, lens, ciliary muscles, suspensory ligaments, retina and optic nerve.

    Identify and explain: retina 视网膜 (receptor cells sensitive to light intensity and colour), optic nerve (carries impulses from retina to brain), sclera (strong outer coat), cornea (refracts light), iris (coloured muscles controlling pupil size — reflex adaptation to dim/bright light), ciliary muscles e suspensory ligaments (control lens shape).

    Acomodação 视觉调节 — changing lens shape to focus:

    near object distant object
    ciliary muscles contract relax
    suspensory ligaments loosen pulled tight
    lens thicker, refracts strongly thin, refracts slightly

    Defects: myopia 近视 (short sight — distant objects focus in front of the retina; corrected with a concave lens), hyperopia 远视 (long sight — near objects focus behind the retina; convex lens). Treatments: spectacle lenses, contact lenses, laser surgery to reshape the cornea, replacement lens.

    Control of body temperature

    A thermoregulatory centre in the brain has receptors sensitive to blood temperature; skin receptors send impulses to it.

    • Too hot: blood vessels dilate (vasodilation 血管舒张) — more blood near the surface transfers energy to the environment; sweat 汗液 produced — evaporating sweat transfers energy away.
    • Too cold: blood vessels constrict (vasoconstriction 血管收缩); sweating stops; skeletal muscles contract (shivering — respiration transfers energy to warm the blood).

    (HT) Explain in context how each mechanism lowers or raises temperature back to the optimum.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    retina/ˈretɪnə/ retina
    accommodation/əˌkɒməˈdeɪʃn/ acomodação visual
    myopia/maɪˈəʊpɪə/ miopia
    hyperopia/ˌhaɪpəˈrəʊpɪə/ hipermetropia
    vasodilation/ˌvæsədɪˈleɪʃn/ vasodilatação
    vasoconstriction/ˌvæsəkənˈstrɪkʃn/ vasoconstrição
    sweat/swet/ suor
    5.3

    Hormonal coordination in humans (4.5.3)

    Programa

    Coordenação hormonal em humanos (AQA 8461 afirmações 4.5.3).

    1. Descreva o sistema endócrino: glândulas, hormônios, órgãos-alvo e as seis glândulas nomeadas.
    2. Explique o controle da glicose pelo insulina, (HT) glucagon e retroalimentação negativa, e compare diabetes Tipo 1 e Tipo 2.
    3. (Bio) Descreva equilíbrio hídrico e nitrogenado: rins, filtração e reabsorção seletiva, (HT) ADH, e diálise vs transplante.
    4. (HT) Explique interações de FSH, LH, estrogênio e progesterona no ciclo menstrual, métodos contraceptivos e FIV.
    5. (HT) Explique adrenalina e tireoxina, com retroalimentação negativa.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A endocrine system is glands that secrete hormones 激素 directly into the bloodstream; blood carries them to target organs. Slower than nerves but longer-lasting. Identify on a body diagram: pituitary gland (brain's 'master gland'), pancreas, thyroid, adrenal gland, ovary, testes.

    Blood glucose is monitored and controlled by the pancreas:

    • Too high → pancreas secretes insulin 胰岛素 → glucose moves from blood into cells; in liver and muscle cells excess glucose is converted to glycogen 糖原 for storage.
    • (HT) Too low → pancreas secretes glucagon 胰高血糖素 → glycogen converted back to glucose, released into the blood. Insulin–glucagon is a negative feedback 负反馈 cycle.

    Diabetes: Type 1 — pancreas fails to produce enough insulin; uncontrolled high blood glucose; treated with insulin injections. Type 2 — body cells no longer respond to insulin; treated with a carbohydrate-controlled diet and exercise regime; obesity is a risk factor. Interpret graphs of blood glucose with and without diabetes.

    Water and nitrogen balance — biology only

    Water leaves via the pulmões (exhalation) and the skin (sweat, with ions and urea) — no control over these. Excess water, ions and urea are removed by the kidneys in urine. Cells that lose or gain too much water by osmosis do not work efficiently. (HT) Excess amino acids from the diet are deaminated in the liver: ammonia (toxic) → urea 尿素 for safe excretion.

    The kidneys filter the blood and selectively reabsorb glucose, some ions and water. (HT) If the blood is too concentrated, the pituitary releases ADH 抗利尿激素, which makes the kidney tubules more permeable, so more water is reabsorbed — negative feedback again.

    Kidney failure: treated by transplant ou dialysis — blood flows between partially permeable membranes in dialysis fluid with the right water/ion concentrations, so waste diffuses out while glucose and useful substances are retained; evaluate mechanical device vs transplant.

    Hormones in human reproduction

    Estrógeno 雌激素 (ovary) — main female hormone; at puberty eggs mature and one is released about every 28 days (ovulation 排卵). Testosterone 睾酮 (testes) — stimulates sperm production.

    (HT) The menstrual cycle:

    Hormone Fonte Role
    FSH pituitary causes an egg to mature in the ovary (in the follicle)
    LH pituitary stimulates the release of the egg (ovulation)
    Estrógeno ovary (follicle) maintains and builds the uterus lining; stimulates LH surge
    Progesterona ovary (corpus luteum) maintains the uterus lining; inhibits FSH and LH
    Hormone levels through the 28-day menstrual cycle: FSH early, an oestrogen rise, the day-14 LH surge and ovulation, then progesterone.

    (HT) Interpret hormone-level graphs across the cycle: FSH starts follicle growth → oestrogen rises → LH surge triggers ovulation (about day 14) → progesterone keeps the lining thick until it falls and the cycle restarts.

    Contraception — evaluate hormonal and non-hormonal methods: oral contraceptives (inhibit FSH so no eggs mature), slow-release progesterone injection/implant/patch, barrier methods (condoms, diaphragm), intrauterine devices, spermicides, abstaining when an egg may be in the oviduct, sterilisation.

    Infertility (HT): 'fertility drugs' (FSH + LH) stimulate eggs to mature. IVF: FSH and LH stimulate several eggs → eggs collected and fertilised with sperm in the laboratory → embryos grow to tiny balls of cells → one or two transferred to the uterus. Evaluate: emotionally/physically stressful, low success rates, risk of multiple births.

    Negative feedback (HT): adrenaline (adrenal glands, fear/stress) increases heart rate and delivery of oxygen and glucose to brain and muscles — 'fight or flight'. Thyroxine (thyroid) stimulates the basal metabolic rate and is important in growth and development; its level is controlled by negative feedback. Interpret simple negative-feedback diagrams.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    hormone/ˈhɔːməʊn/ hormônio
    insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ insulina
    glycogen/ˈɡlaɪkədʒn/ glicogênio
    glucagon/ˈɡluːkæɡən/ glucagona
    negative feedback/ˈneɡətɪv ˈfiːdbæk/ feedback negativo
    urea/juːˈrɪə/ ureia
    ADH/ˌeɪ diː ˈeɪtʃ/ hormônio antidiurético (HAD)
    oestrogen/ˈiːstrədʒn/ estrogênio
    ovulation/ˌɒvjʊˈleɪʃn/ ovulação
    testosterone/teˈstɒstərəʊn/ testosterona
    5.4

    Hormônios vegetais — apenas biologia (4.5.4)

    Programa

    Hormônios vegetais — biologia apenas (AQA 8461 afirmações 4.5.4, RP8).

    1. Explique fototropismo e gravitropismo por distribuição desigual de auxina em caules e raízes.
    2. Descreva RP8: o efeito de luz ou gravidade em plântulas recém-germinadas, com medições de comprimento e desenhos rotulados.
    3. (HT) Descreva usos de auxinas, giberelinas e eteno na agricultura, horticultura e indústria alimentícia.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Plants produce hormones to coordinate and control growth and responses to light (phototropism 向光性) and gravity (gravitropism 向地性/geotropism). Unequal distribution of auxin 生长素 causes unequal growth rates in roots and shoots — shoots bend towards light; roots grow downwards.

    RP8: investigate the effect of light or gravity on newly germinated seedlings — record as length measurements e careful labelled biological drawings.

    (HT) Gibberellins initiate seed germination; eteno controls cell division and fruit ripening.

    (HT) Uses: auxins as weed killers, rooting powders and to promote growth in tissue culture; ethene to control ripening during storage and transport; gibberellins to end seed dormancy, promote flowering e increase fruit size. Consider the effect of weed killers on biodiversity.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    auxin/ˈɔːksɪn/ auxina
    phototropism/ˌfəʊtəʊˈtrəʊpɪzəm/ fototropismo
    gravitropism/ˈɡrævɪtrəʊpɪzəm/ gravitropismo
    5.4

    Checklist before you call this topic done

    • Define homeostasis; receptor–coordination centre–effector said in order; reflex arc drawn with synapse.
    • Eye parts and accommodation table cold; myopia vs hyperopia with corrections.
    • Temperature: vasodilation/sweat vs vasoconstriction/shivering, in context (HT).
    • Insulin and (HT) glucagon with negative feedback; Type 1 vs Type 2 treatments.
    • (Bio) kidney filtration + selective reabsorption; (HT) ADH; dialysis vs transplant.
    • (HT) FSH–oestrogen–LH–progesterone interactions and graph; contraception list; IVF steps; adrenaline and thyroxine.
    • (Bio) tropisms with auxin; RP8; (HT) the three hormone uses.
  • 6

    Heredidade, variação e evolução

    6.1

    Inheritance, variation and evolution: passing it on

    • Sexual reproduction mixes genetic information; asexual reproduction clones it. Meiosis halves chromosomes for gametes; fertilisation restores them.
    • DNA → genes → alleles → phenotype: the Punnett square turns this into probabilities.
    • Natural selection changes inherited characteristics across generations. Selective breeding, genetic engineering and cloning (biology only) use different mechanisms. Fossils and resistant bacteria provide evolutionary evidence; classification uses evidence of relationships.
    6.1

    Reprodução, DNA e genomas (4.6.1.1–4.6.1.5)

    Programa

    Reprodução, DNA e genomas (AQA 8461 afirmações 4.6.1.1-4.6.1.5).

    1. Compare reprodução sexual e assexual, com os organismos nomeados que utilizam ambas.
    2. Explique como a meiose reduz pela metade o número cromossômico e a fecundação o restaura, e trace o desenvolvimento embrionário.
    3. Descreva DNA, genes e genoma, e discuta a importância do genoma humano.
    4. (Bio) Descreva a estrutura de nucleotídeos do DNA e o código de bases; (HT) síntese proteica e o efeito de mutações.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Reprodução sexual — fusion of male and female gametes (sperm + egg in animals; pollen + egg in flowering plants). Meiosis forms gametes; mixing of genetic information gives variety in offspring. Reprodução assexuada — one parent, no fusion, mitosis only: genetically identical offspring (clones 克隆).

    Meiosis: one parent cell's chromosomes are copied, then two divisions give four genetically different gametes, each with a single set of chromosomes.

    Mitose 减数分裂: in reproductive organs, copies of the genetic information are made first, then the cell divides duas vezes to form four gametes, each with a single set of chromosomes — all genetically different. Fecundação restores the normal number; the new cell divides by mitosis and cells differentiate as the embryo develops.

    (Bio) Sexual vs asexual: sexual gives variation — a survival advantage if the environment changes, and the variation selective breeding uses; asexual needs no mate (time and energy efficient), is faster, and produces many identical offspring when conditions are favourable. Malarial parasites: asexual in the human host, sexual in the mosquito; many fungi: asexual spores + sexual; strawberry plants: sexual seeds + asexual runners; daffodils: bulb division.

    DNA and the genome: DNA is a polymer of two strands forming a double helix, held in the nucleus as chromosomes. A gene 基因 is a small section of DNA that codes for a sequence of amino acids → a specific protein. The genome 基因组 is the entire genetic material of the organism. Importance of the human genome: searching for genes linked to disease; understanding and treating inherited disorders; tracing human migration patterns from the past.

    (Bio) DNA structure: a polymer of four different nucleotides 核苷酸 — common sugar + phosphate group + one of four bases — A 腺嘌呤, C 胞嘧啶, G 鸟嘌呤, T 胸腺嘧啶; alternating sugar–phosphate backbone; a sequence of three bases codes for one amino acid, and the base order controls the amino-acid order of the protein.

    (HT Bio) Protein synthesis: on ribosomes, from a template; carrier molecules bring specific amino acids in the correct order; the chain folds into a unique shape that lets the protein work as an enzyme, hormone or structural protein (e.g. collagen). In complementary strands C pairs with G, T with A. Mutations change the base sequence: a mutation may leave the protein unchanged, alter it slightly, or change its shape so an enzyme no longer fits its substrate or a structural protein loses strength. Variants in non-coding DNA can switch genes on and off, changing how genes are expressed.

    Apply the reproduction and DNA knowledge

    Try first — strawberries. Seeds form after fertilisation; runners form without gamete fusion. Identify the two routes and explain which may help a population survive a new disease.

    Worked reasoning. Seeds result from sexual reproduction: meiosis makes gametes and fertilisation mixes genetic information. Variation means some offspring may resist the disease. Runners form by mitosis from one parent: clones, apart from mutation. Asexual reproduction needs no mate and is fast in favourable conditions; neither route guarantees survival.

    Try first — chromosome number. A human cell has 46 chromosomes before meiosis. Predict the number of gametes, their chromosome number, the number after fertilisation and the division growing the embryo.

    Worked reasoning. DNA is copied before two divisions form four gametes, each with 23 chromosomes (one set). DNA copying does not change the count to 92 chromosomes at that point. Fertilisation combines 23 + 23 = 46; mitosis increases embryo cell number and cells differentiate. The diagram models chromosome numbers, not the stages of meiosis.

    Try first — scale and code. Distinguish a gene, chromosome and genome. (HT Bio) Write the bases complementary to A C G T and explain whether a mutation must stop an enzyme working.

    Worked reasoning. A gene is a DNA section coding an amino-acid sequence for a protein; a chromosome contains a long DNA molecule and many genes; a genome is all the organism’s genetic material. Complementary bases are T G C A. At ribosomes, a template and carrier molecules determine the amino-acid order; the chain folds. A mutation may leave the protein unchanged or change its shape and function. Non-coding variants can change whether genes are expressed.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    meiosis/meɪˈəʊsɪs/ meiose
    clone/kləʊn/ clonagem
    gene/dʒiːn/ gene
    genome/ˈdʒiːnəʊm/ genoma
    nucleotide/ˈnjuːklɪɒtaɪd/ nucleotídeo
    6.2

    Herança genética, distúrbios e determinação sexual (4.6.1.6–4.6.1.8)

    Programa

    Herança genética, distúrbios e determinação do sexo (AQA 8461 declarações 4.6.1.6-4.6.1.8).

    1. Defina gameta, cromossomo, gene, alelo, dominante, recessivo, homozigoto, heterozigoto, genótipo e fenótipo.
    2. Complete e interprete quadrados de Punnett e árvores genealógicas, com proporções e probabilidades.
    3. Explique a herança da polidactilia e da fibrose cística e avalie questões de triagem embrionária.
    4. Determine o sexo com o cruzamento XX/XY, incluindo proporções.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Learn the terms: gamete 配子 (sex cell), chromosome 染色体 (DNA structure), gene (section coding a protein), allele 等位基因 (a form of a gene), dominante 显性 (expressed with one copy), recessivo 隐性 (expressed only with two), homozygous 纯合 (two same alleles), heterozygous 杂合 (two different), genotype 基因型 (alleles present), phenotype 表现型 (characteristics expressed).

    Single-gene examples: fur colour in mice; red-green colour blindness. Most characteristics result from multiple genes interacting.

    Punnett squares and crosses: complete a Punnett square, extract ratios (e.g. 3:1, 1:1) and probabilities from genetic crosses and family trees. (HT) Construct a cross from parent genotypes and predict outcomes with probability.

    Inherited disorders: polydactyly 多指症 (extra fingers or toes) — dominante allele; cystic fibrosis 囊性纤维化 (a disorder of cell membranes) — recessivo allele. Make informed judgements about the economic, social and ethical issues of embryo screening.

    Left: the XX × XY sex cross giving a 1:1 ratio. Right: two cystic-fibrosis carriers (Cc × Cc), with a 1/4 probability of cc.

    Sex determination: body cells have 23 pairs of chromosomes; 22 pairs control characteristics, one pair carries the sex genes — female XX, male XY. A sex cross (X×X, X×Y) gives a 1:1 ratio, 50 % chance each.

    From terms to family inference and probabilities

    Try first — terminology. D causes dominant polydactyly; d does not. Classify Dd and predict its phenotype and gamete alleles.

    Worked reasoning. Dd is heterozygous (two different alleles); DD and dd are homozygous. Genotype means the alleles present; phenotype means the characteristics expressed. Dd is affected because one D is expressed. “Dominant” does not mean stronger or more common. Gametes contain D or d, not Dd.

    Guided family inference — adapted from AQA June 2024 Paper 2H Q06.2. An affected father and unaffected mother have an unaffected son. Deduce the father’s genotype before reading the answer.

    Worked reasoning. The mother and son are dd. The father passed d to his son, but must also carry D because he is affected. Therefore he is Dd. The child’s genotype supplies evidence that the father’s phenotype alone cannot provide.

    Construct a cross (HT). Two unaffected CF carriers are Cc and Cc. Each produces gametes C or c. Combining them gives CC, Cc, Cc, cc: probability of CF = 1/4; probability of being a carrier = 1/2. Carriers do not have CF in this recessive model. The separate XX × XY cross gives XX, XX, XY, XY: probability 1/2 each in the GCSE sex-determination model.

    Exam transfer — adapted from AQA June 2024 Paper 2H Q06.3. An affected mother Dd and unaffected father dd have three unaffected sons. Construct a cross and predict whether the fourth child will be affected.

    Worked reasoning. Egg alleles D/d combine with sperm alleles d/d to give Dd, dd, Dd, dd. Two of four equally likely combinations are affected: probability = 2/4 = 1/2. Earlier births do not change this probability. The four boxes describe possible combinations, not four promised children.

    Evaluate — teacher-written screening scenario. Screening can identify embryos with the CF genotype, but treatment is costly and some embryos may not be used. A biological benefit is identifying cc embryos to inform the couple’s decisions. Cost can limit access and creates funding choices. Some families object to selecting or not using embryos; others prioritise reducing inherited disease. An informed judgement uses the stated evidence and recognises different values.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    gamete/ˈɡæmiːt/ gameta
    chromosome/ˈkrəʊməsəʊm/ cromossomo
    allele/əˈliːl/ alelo
    dominant/ˈdɒmɪnənt/ dominante
    recessive/rɪˈsesɪv/ recessivo
    homozygous/ˌhɒməˈzɪɡəs/ homozigoto
    heterozygous/ˌhetrəˈzɪɡəs/ heterozigoto
    genotype/ˈdʒenətaɪp/ genótipo
    phenotype/ˈfenətaɪp/ fenótipo
    polydactyly/ˌpɒlɪˈdæktili/ polidactilia
    cystic fibrosis/ˈsɪstɪk fɪˈbrəʊsɪs/ fibrose cística
    6.3

    Variação, seleção artificial, engenharia genética e clonagem (4.6.2)

    Programa

    Variação, seleção artificial, engenharia genética e clonagem (AQA 8461 declaração 4.6.2).

    1. Descreva a interação entre genoma e ambiente, as três causas de variação e o papel das mutações.
    2. Explique a evolução por seleção natural e a formação de novas espécies.
    3. Descreva a seleção artificial, seus usos e os riscos de consanguinidade.
    4. Descreva a engenharia genética com (HT) seus principais passos, benefícios, riscos e objeções.
    5. (Bio) Descreva cultura de tecidos, estacas, transplantes de embriões e clonagem de células adultas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Variação 变异 — differences between individuals in a population — comes from genes inherited (genetic), conditions of development (environmental), or a combination. There is usually extensive genetic variation within a population; all genetic variants arise from mutations — most have no effect on the phenotype, some influence it, very few determine it. A rare mutation giving a new phenotype suited to an environmental change can change the species rapidly.

    Evolução: a change in the inherited characteristics of a population over time, through natural selection 自然选择, which may result in a new species. All species evolved from simple life forms that first developed over three billion years ago. Natural selection: variation → the phenotype best suited to the environment survives and breeds → those characteristics are passed on. If two populations become so different they cannot interbreed to produce fertile offspring, two new species have formed.

    Criação seletiva (artificial selection): choose parents with the desired characteristic from a mixed population → breed → choose the best offspring → repeat over many generations. Uses: disease resistance in food crops; animals with more meat or milk; dogs with gentle natures; large or unusual flowers. Risk: inbreeding 近交 — breeds prone to disease or inherited defects.

    Genetic engineering: modifying the genome by introducing a gene from another organism to give a desired characteristic — GM crops resistant to insect attack or herbicides (increased yields); bacteria engineered to make human insulin. (HT) Steps: enzymes isolate the required gene → inserted into a vector (bacterial plasmid or virus) → vector inserts the gene into the required cells → transferred early in development so the organism develops with the desired characteristic. Weigh benefits (medicine, agriculture) against risks (wild-flower and insect populations, unexplored health effects) and ethical objections.

    (Bio) Cloning: tissue culture — small groups of plant cells grown into identical new plants (preserving rare species; nurseries); cuttings — simple, older gardeners' method; embryo transplants — splitting unspecialised cells of a developing animal embryo into identical embryos placed in host mothers; adult cell cloning — nucleus removed from an unfertilised egg cell → nucleus from an adult body cell inserted → electric shock makes it divide into an embryo → ball of cells placed in the womb.

    Apply variation, selection and biotechnology

    Start with variation — teacher-written seedling case. Seedlings differ in inherited disease resistance. Genetically identical plants grow to different heights under different light conditions. Identify genetic and environmental variation, then explain what may happen during a disease outbreak.

    Worked reasoning. Resistance alleles provide genetic variation; light conditions can cause environmental differences in height. Phenotype often depends on both. Resistant plants may survive the disease and reproduce more successfully, passing favourable alleles to offspring. Over generations, resistance alleles can become more common. Mutations change DNA; they do not occur because an organism needs a particular change.

    Exam transfer — adapted from AQA June 2024 Paper 2H Q01.2. Describe natural selection using insects that already vary in inherited insecticide resistance.

    Worked reasoning. The insecticide is a selection pressure: more susceptible insects die. Resistant survivors reproduce and pass resistance alleles to offspring. The population’s inherited characteristics change across generations; an individual does not evolve just by being sprayed. Speciation requires populations to become unable to interbreed to produce fertile offspring.

    Compare mechanisms — teacher-written crop case. A grower wants inherited disease resistance without transferring a gene. Select resistant parents from a mixed population, breed them, select resistant offspring and repeat over many generations. This is selective breeding, not natural selection or genetic engineering. Repeatedly breeding close relatives risks inherited defects and reduced genetic variation.

    Linked exam explanation — adapted from AQA June 2024 Paper 2H Q09.1. GM soya plants resist glyphosate. Explain how spraying the field can increase yield.

    Worked reasoning. Glyphosate kills weeds but the resistant crop survives. Less competition gives the crop more light, water and mineral ions. More light and water can support photosynthesis, producing glucose for respiration and building biomass. Nitrate ions support amino-acid and protein synthesis. Link resources to growth and harvested yield; “GM means higher yield” omits the mechanism. These are authored explanation points checked against the scheme, not an official model or a guaranteed score.

    HT — follow a gene. Enzymes isolate a required gene (for example, human insulin). Insert it into a vector such as a bacterial plasmid; use the vector to introduce it into the required cells. The modified cells express the gene and produce the substance. For a developing animal or plant, introduce the gene early so the organism develops with the desired characteristic.

    Evaluate — teacher-written GM scenario. An insect-resistant crop suffers less target-pest damage, but a study reports fewer nearby non-target insects without establishing why. Reduced damage may improve harvest. The insect decline raises a food-web concern; compare modified and unmodified fields while accounting for habitat and pesticide use. Association alone does not prove the inserted gene caused the decline. Judge the particular modification and evidence.

    Biology — choose and order cloning methods. A nursery can use tissue culture to grow plants from small groups of cells, or cuttings from a parent plant. Embryo transplants split cells before they specialise and place identical embryos into host mothers. Adult cell cloning removes an unfertilised egg’s nucleus, inserts an adult body-cell nucleus, stimulates division with an electric shock, and transfers the ball of cells to a womb. The adult body-cell donor supplies the nuclear genetic information. Environmental differences can still affect a clone’s phenotype.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    variation/ˌveərɪˈeɪʃn/ variação
    natural selection/ˈnætʃərəl sɪˈlekʃn/ seleção natural
    inbreeding/ˈɪnbriːdɪŋ/ endogamia
    adenine/ˈædəniːn/ adenina
    cytosine/ˈsaɪtəsaɪn/ citosina
    guanine/ˈɡwɑːnaɪn/ guanina
    thymine/ˈθaɪmaɪn/ timina
    6.4

    Evolution, genetics and evidence (4.6.3, biology only)

    Programa

    Evolução, genética e evidências (AQA 8461 declaração 4.6.3, apenas biologia).

    1. Descreva a teoria de Darwin, por que foi aceita gradualmente e a teoria de Lamarck.
    2. Descreva as contribuições de Wallace e Mendel e o desenvolvimento da genética.
    3. Explique fósseis e sua formação, por que o registro é incompleto, causas de extinção e árvores evolutivas.
    4. Explique bactérias resistentes a antibióticos e como retardar a resistência.

    Fonte: Programa Cambridge International

    (Bio) Darwin's theory: wide variation within a species; individuals best suited to the environment survive to breed; the useful characteristics are passed on. Published in On the Origin of Species (1859). Accepted only gradually: it challenged the idea that God made all living things; insufficient evidence at publication; the mechanism of inheritance was unknown for another 50 years. Lamarck's rival theory — that changes acquired during an organism's lifetime are inherited — is now known to be wrong in almost all cases.

    (Bio) Wallace: independently proposed evolution by natural selection; joint 1858 publications with Darwin prompted Darwin to publish; best known for warning colouration and pioneering work on speciation — the steps by which new species arise.

    (Bio) Mendel and the growth of genetics: mid-19th-century breeding experiments showed each characteristic is inherited through 'units' passed unchanged to descendants; late 19th century — chromosomes observed in cell division; early 20th century — the units behave like chromosomes → genes on chromosomes; mid-20th century — DNA structure determined and gene function worked out. Mendel's work was unrecognised in his lifetime.

    (Bio) Evidence for evolution: genes show characteristics pass to offspring; fossils; antibiotic resistance in bacteria.

    (Bio) Fossils form when parts do not decay (a decay condition is absent), when parts are replaced by minerals as they decay, or as preserved traces (footprints, burrows, rootlet traces). Early soft-bodied life left few traces, mostly destroyed by geological activity — so science cannot be certain how life began. Extinction means no individuals of a species remain — causes include new diseases, new predators, competition, environmental change, catastrophic events. Evolutionary trees use current classification data and fossil data.

    (Bio) Resistant bacteria: mutations produce genetic variants; some are resistant to a particular antibiotic. Susceptible bacteria are killed, while resistant survivors reproduce quickly and pass on resistance genes. The resistant strain becomes more common and can spread (for example, MRSA). This population change is evidence for evolution. Resistance can make infection harder to treat; it does not mean every antibiotic is ineffective or that people have no immune defence. Reducing inappropriate prescribing and unnecessary agricultural antibiotic use reduces avoidable selection pressure. Developing new antibiotics takes time and resources.

    Try first — resistance explanation. A population contains susceptible and resistant variants before antibiotic exposure. Explain why resistant bacteria become more common, and correct “the antibiotic makes every bacterium mutate because it needs resistance”.

    Worked reasoning. Genetic variation already exists; mutations are not directed by need. Antibiotic exposure selects survivors. Resistant bacteria reproduce and pass resistance genes to offspring, increasing their share of the population. Selection and inheritance explain the change without claiming that every individual becomes resistant.

    Use historical and fossil evidence

    Explain the history (Biology). Darwin and Wallace independently proposed natural selection; their joint writings appeared in 1858 and Darwin published his book in 1859. Acceptance was gradual: the theory challenged prevailing creation beliefs, some scientists found the evidence insufficient, and inheritance mechanisms were unknown. Mendel’s plant breeding suggested inherited units. His work’s importance was recognised after his death; later chromosome behaviour, genes on chromosomes and DNA structure connected these units to physical mechanisms.

    Apply speciation — teacher-written case. A barrier separates a population into different habitats. Different selection pressures favour different variants; survivors reproduce and pass favourable alleles to offspring. Mutations supply genetic variants. Over many generations the populations may diverge. Separation alone does not prove a new species: inability to interbreed to produce fertile offspring is the stated species criterion.

    Interpret evidence — teacher-written fossil case. A footprint preserved in rock is a trace fossil; a shell replaced by minerals illustrates mineral replacement. Conditions that prevent decay can also preserve remains. Soft-bodied organisms may leave no trace, and geological activity destroys fossils. An incomplete record still supplies evidence of past organisms and change. A species missing from one site is not necessarily extinct: extinction means no living individuals remain anywhere.

    Read the diagram. Trace A and B back to their first shared fork: this is their most recent common ancestor. A and C share the older ancestor of all four species, so A and B are more closely related. This is a schematic without a time scale; do not infer dates from branch lengths or relationships from vertical spacing. Trees use classification and fossil evidence.

    6.5

    Classificação dos organismos vivos (4.6.4)

    Programa

    Classificação dos organismos vivos (AQA 8461 declaração 4.6.4).

    1. Descreva o sistema linneano e a nomenclatura binomial.
    2. Descreva o sistema de três domínios de Woese e o que o motivou.
    3. Interprete árvores evolutivas usando dados de classificação e fósseis.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Linnaeus: classification by structure and characteristics into kingdom, phylum, class, order, family, genus, species; organisms named by the binomial system (genus + species).

    Three-domain system (Carl Woese), from chemical-analysis evidence: archaea (a distinct domain of prokaryotes, including many organisms from extreme environments), bacteria (true bacteria), eukaryota (protists, fungi, plants, animals). Improvements in microscopes and biochemistry drove the new models.

    An evolutionary tree: branches from a common ancestor; identify the first shared fork when tracing two tips back to their most recent common ancestor; drawn lengths here are not a time scale.

    Evolutionary trees show how scientists believe organisms are related — interpret them using classification and fossil data.

    Apply classification. In Panthera leo e Panthera tigris, Panthera identifies the shared genus; the second word distinguishes the species within it. The ranks are kingdom → phylum → class → order → family → genus → species. New microscopy and chemical-analysis evidence can reveal relationships that external appearance does not show, leading to revised classification. Woese’s three domains are archaea, bacteria and eukaryota.

    Final retrieval. Without the answers, explain (1) how 23-chromosome gametes restore 46 at fertilisation; (2) the next affected-child probability for Dd × dd after three unaffected births; (3) how antibiotic exposure changes a bacterial population. Check: two gamete sets combine; the cross gives a 1/2 probability independently at each birth; resistant survivors reproduce and pass on resistance genes. Then use the earlier worked examples to retrieve gene transfer, cloning order and common ancestry.

    6.5

    Checklist before you call this topic done

    • Meiosis (four gametes, halved number) vs mitosis; sexual vs asexual advantages with named organisms.
    • All ten genetics terms; Punnett squares with ratios; polydactyly vs cystic fibrosis; XX/XY cross 1:1.
    • (Bio) DNA nucleotides and bases; (HT) protein synthesis and mutations.
    • Variation three sources; natural selection sequence; selective breeding steps and inbreeding risk; (HT) genetic engineering steps; (Bio) four cloning methods.
    • (Bio) Darwin/Wallace/Mendel history, fossil formation and why the record is incomplete, MRSA story, Linnaeus ranks and the three domains.
  • 7

    Ecologia

    7.1

    Ecologia: comunidades, ciclos e impactos humanos

    • A energia do Sol passa pelos ecossistemas; ciclo do carbono e da água entre o mundo vivo e não vivo.
    • Comunidades competem e dependem umas das outras; adaptações ajustam os organismos às suas condições.
    • A atividade humana — resíduos, uso do solo, desmatamento, aquecimento global — ameaça a biodiversidade, e a biologia dos níveis tróficos (bio apenas) explica por que as cadeias alimentares são curtas.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    ecosystem/ˈiːkəʊsɪstəm/ ecossistema
    biotic factor/baɪˈɒtɪk ˈfæktə/ fator biótico
    abiotic factor/ˌæbɪˈɒtɪk ˈfæktə/ fator abiótico
    competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ competição
    interdependence/ˌɪntədɪˈpendəns/ interdependência
    adaptation/ˌædæpˈteɪʃn/ adaptação
    extremophile/ekˈstreməfaɪl/ extremófilo
    producer/prəˈdjuːsə/ produtor
    primary consumer/ˈpraɪməri kənˈsuːmə/ consumidor primário
    secondary consumer/ˈsekəndəri kənˈsuːmə/ consumidor secundário
    tertiary consumer/ˈtɜːʃjəri kənˈsuːmə/ consumidor terciário
    decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ decomposição
    biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ biodiversidade
    pollution/pəˈluːʃn/ poluição
    food security/fuːd sɪˈkjʊərɪti/ segurança alimentar
    mycoprotein/ˈmaɪkəprəʊtiːn/ micoproteína
    7.1

    Adaptações, interdependência e competição (4.7.1)

    Programa

    Adaptações, interdependência e competição (AQA 8461 declaração 4.7.1).

    1. Descreva os níveis de organização em um ecossistema e defina ecossistema, comunidade, fatores bióticos e abióticos.
    2. Sugira os fatores pelos quais plantas e animais competem e explique a interdependência.
    3. Explique como mudanças nos fatores abióticos e bióticos afetam uma comunidade.
    4. Explique adaptações estruturais, comportamentais e funcionais, e extremófilos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Um ecossistema é a interação de uma comunidade de organismos vivos (biótico) com as partes não vivas (fatores abióticos) de seu ambiente. Níveis de organização: indivíduo → população → comunidade → ecossistema.

    Competição: plantas competem por luz, espaço, água e íons minerais; animais competem por alimento, parceiros reprodutivos e território. Interdependência: cada espécie depende de outras para alimento, abrigo, polinização e dispersão de sementes — remover uma espécie pode afetar toda a comunidade.

    Fatores abióticos afetando uma comunidade: intensidade da luz, temperatura, níveis de umidade, pH e conteúdo mineral do solo, intensidade e direção do vento, níveis de dióxido de carbono (plantas), níveis de oxigênio (animais aquáticos). Fatores bióticos: disponibilidade de alimento, chegada de novos predadores, novos patógenos, uma espécie superando outra até que os números caiam demais para se reproduzirem. Explique o efeito de uma mudança em qualquer um desses a partir de dados fornecidos.

    Adaptações — características que permitem a sobrevivência em condições normais — são estruturais (forma/corpo), comportamentais (ações) ou funcionais (processos, ex.: química de camuflagem, veneno). Extremófilos vivem em ambientes extremos — alta temperatura, pressão ou sal — ex.: bactérias em chaminés hidrotermais.

    7.2

    Organização de um ecossistema e ciclos de materiais (4.7.2, RP9/RP10)

    Programa

    Organização de um ecossistema e ciclos de materiais (AQA 8461 declaração 4.7.2, RP9/RP10).

    1. Use vocabulário de cadeia alimentar do produtor ao consumidor terciário e interprete ciclos predador-presa.
    2. Descreva amostragem RP9 com transectos e quadrantes, com média, moda e mediana.
    3. Explique os ciclos do carbono e da água e o papel dos microrganismos.
    4. (Bio) Explique como temperatura, água e oxigênio afetam a taxa de decomposição, com RP10 e biogás.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Organismos fotossintéticos são os produtores de biomassa para a vida na Terra. Cadeias alimentares: produtor (planta verde/alga produzindo glicose por fotossíntese) → consumidores primários → consumidores secundários → consumidores terciários. Ciclo predador-presa: o número de presas aumenta primeiro, a população de predadores segue com atraso, e ambas oscilam.

    Predadores matam e comem presas; em uma comunidade estável seus números sobem e descem em ciclos — interprete o gráfico clássico de predador-presa (presa sobe primeiro, predador segue).

    Amostragem (RP9): transectos e quadrantes medem a distribuição e abundância de espécies; calcule média, moda e mediana da abundância; plotar gráficos com escalas adequadas.

    Ciclo do carbono: a fotossíntese absorve CO2 nas plantas, a alimentação transfere carbono aos animais, a decomposição pelos decompositores o retorna, com respiração e combustão liberando CO2.

    Ciclo do carbono: retorna carbono dos organismos à atmosfera como dióxido de carbono para a fotossíntese — respiração (plantas, animais, decompositores), decomposição, combustão. Ciclo da água: evaporação e precipitação fornecem água doce antes de drenar para o mar. Micro-organismos reciclam materiais — retornando carbono à atmosfera como CO₂ e íons minerais ao solo. O ciclo do nitrogênio NÃO é exigido.

    (Bio) Decomposição (RP10): temperatura, água e oxigênio afetam a taxa de decomposição. Jardineiros e agricultores proporcionam condições ideais para rápida decomposição de resíduos em composto — um fertilizante natural. Decomposição anaeróbica produz metano — geradores de biogás. RP10: efeito da temperatura na taxa de decomposição de leite fresco medindo a mudança no pH.

    (HT Bio) Mudança ambiental: temperatura, disponibilidade de água, composição gasosa atmosférica — mudanças podem ser sazonais, geográficas ou causadas pelo homem — alteram a distribuição de espécies.

    7.3

    Biodiversidade e interações humanas (4.7.3)

    Programa

    Biodiversidade e interações humanas (AQA 8461 declaração 4.7.3).

    1. Defina biodiversidade e explique por que ela estabiliza ecossistemas.
    2. Explique como resíduos, uso do solo, desmatamento e aquecimento global reduzem a biodiversidade.
    3. Descreva programas que mantêm a biodiversidade.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Biodiversidade é a variedade de todas as diferentes espécies na Terra ou dentro de um ecossistema; ela estabiliza ecossistemas reduzindo a dependência de uma espécie sobre outra, e nosso próprio futuro depende de mantê-la.

    • Gestão de resíduos: crescimento populacional e nível de vida aumentam o uso de recursos e resíduos → poluição na água (esgoto, fertilizantes, produtos químicos tóxicos), ar (fumaça, gases ácidos) e terra (aterro sanitário, produtos químicos tóxicos) — matando plantas e animais.
    • Uso do solo: construção, extração, agricultura e disposição de resíduos reduzem a terra para outras espécies; destruir turfeiras para composto de jardim destrói habitat e biodiversidade, e turfa decomposta ou queimada libera CO₂.
    • Desmatamento em áreas tropicais: terra para criação de gado e arrozais, culturas para biocombustíveis.
    • Aquecimento global: o aumento de CO₂ e metano na atmosfera contribui para o aquecimento global; descreva as consequências biológicas (mudanças de distribuição, alterações na migração, perda de biodiversidade).

    Manutenção da biodiversidade — programas que reduzem os efeitos negativos humanos: programas de reprodução para espécies ameaçadas; proteção e regeneração de habitats raros; reintrodução de margens de campo e sebes em áreas de monocultura; redução do desmatamento e das emissões de CO₂; reciclagem em vez de aterros sanitários.

    7.4

    Níveis tróficos e segurança alimentar — apenas biologia (4.7.4–4.7.5)

    Programa

    Níveis tróficos e segurança alimentar, apenas biologia (AQA 8461 declarações 4.7.4-4.7.5).

    1. Nomeie os níveis tróficos, descreva os decompositores e construa pirâmides de biomassa.
    2. Explique a perda de biomassa entre níveis e calcule a eficiência de transferência.
    3. Descreva os fatores biológicos que ameaçam a segurança alimentar.
    4. Avaliar técnicas agrícolas, pesca sustentável e o papel da biotecnologia.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Níveis tróficos: 1 produtores (plantas, algas); 2 consumidores primários (herbívoros); 3 consumidores secundários (carnívoros que se alimentam de herbívoros); 4 consumidores terciários (carnívoros que se alimentam de outros carnívoros). Predadores de topo não possuem predadores. Decompositores secretam enzimas sobre material morto e absorvem pequenas moléculas solúveis de alimento.

    Um pirâmide de biomassa com produtores na base e cerca de 10% da biomassa sendo transferida para cada nível acima.

    Pirâmides de biomassa: nível trófico 1 na base; construídas a partir de dados. Transferência de biomassa: os produtores transferem ~1% da energia luminosa incidente em biomassa; apenas ~10% da biomassa passa de um nível para o próximo — perdas por fezes egestas (nem todo material ingerido é absorvido) e resíduos (CO₂ e água da respiração, água e ureia na urina); glicose usada na respiração. Calcule a eficiência em porcentagem ou fração de massa.

    Segurança alimentar — ter comida suficiente para a população — está ameaçada pelo: aumento da taxa de natalidade; mudança nas dietas em países desenvolvidos; novos pragas e patógenos; alterações ambientais (fome quando as chuvas falham); o custo dos insumos agrícolas; conflitos que afetam a disponibilidade de água ou alimentos.

    Técnicas de cultivo melhoram a eficiência ao restringir a transferência de energia de animais para o ambiente — limitando o movimento e controlando a temperatura; rações ricas em proteínas aumentam o crescimento. Pense nesses fatores contra objeções éticas à pecuária intensiva.

    Pesca sustentável: manter estoques de peixes onde há reprodução — controlar o tamanho da rede e as cotas de pesca.

    Papel da biotecnologia: cultura de microrganismos para alimentação — fungo Fusarium cultivado em xarope de glicose em condições aeróbias produz micoproteína (rica em proteína, vegetariana); bactérias GM produzem insulina; culturas GM como o arroz dourado adicionam valor alimentar ou nutricional aos alimentos.

    7.4

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Cadeia de definições: ecossistema, comunidade, fatores abióticos/bióticos com exemplos.
    • Competição entre plantas e animais; consequências da interdependência; três tipos de adaptações + extremófilos.
    • Vocabulário de cadeia alimentar; ciclo predador-presa lido em gráfico; amostragem RP9 com média/moda/mediana.
    • Ciclos do carbono e da água com o papel dos decompositores; fatores de (bio)decomposição + biogás + RP10.
    • Quatro ameaças humanas + cinco programas de biodiversidade nomeados.
    • (Bio) Níveis tróficos, forma da pirâmide, regra de 10% com cálculo de eficiência.
    • (Bio) Seis ameaças à segurança alimentar; agricultura eficiente, tamanho da rede e quotas, micoproteína, arroz dourado.

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