Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩
Subjects · ⁨Môn học⁩

AP Biology · ⁨AP Sinh học⁩

Tips · ⁨Mẹo⁩

AP Biology is built on four big ideas: evolution, energetics, information storage and transmission, and systems interactions. Its content is huge, but the exam does not test recall of it. It tests whether you can use biology on an unfamiliar case — a species you have never met, an experiment you have never seen.

The science practices are the real syllabus: reading a graph, designing an experiment, identifying the control, and justifying a claim with evidence. These are exactly what the free-response section asks for.

Statistics is examinable. Chi-square, standard error and error bars appear regularly, and they carry marks that pure content revision never reaches.

Notes run through all eight units, with diagrams for the processes that are easier seen than read. The library holds released free-response questions; the biology rubric pays for linking structure to function and for handling data correctly, so the worked answers are built that way.

  • 1

    Chemistry of Life · ⁨Hóa học của sự sống⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    1.1

    Structure of Water and Hydrogen Bonding

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 1.1.A: Explain how the properties of water that result from its polarity and hydrogen bonding affect its biological function.

    • 1.1.A.1 Living systems depend on the properties of water to sustain life.
      • 1.1.A.1.i Water has polarity, because of the formation of polar covalent bonds between hydrogen and oxygen within water molecules. This polarity contributes to hydrogen bonding between and within biological molecules.
      • 1.1.A.1.ii Water has a high specific heat capacity, which allows for the maintenance of homeostatic body temperature within living organisms.
      • 1.1.A.1.iii Water has a high heat of vaporization, which allows for the evaporative cooling of the surrounding environment. In living organisms, this property allows for body temperature to be maintained.
    • 1.1.A.2 The hydrogen bonds between adjacent polar water molecules result in cohesion, adhesion, and surface tension.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 1.1.A: Giải thích cách các tính chất của nước phát sinh từ độ phân cực và liên kết hydro ảnh hưởng đến chức năng sinh học của nó.

    • 1.1.A.1 Các hệ thống sống phụ thuộc vào các tính chất của nước để duy trì sự sống.
      • 1.1.A.1.i Nước có độ phân cực, do sự hình thành các liên kết cộng hóa trị phân cực giữa hydro và oxy bên trong các phân tử nước. Độ phân cực này góp phần tạo ra liên kết hydro giữa và bên trong các phân tử sinh học.
      • 1.1.A.1.ii Nước có nhiệt dung riêng cao, cho phép duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định (homeostasis) trong các sinh vật sống.
      • 1.1.A.1.iii Nước có nhiệt bay hơi cao, cho phép làm mát môi trường xung quanh qua quá trình bay hơi. Trong các sinh vật sống, tính chất này giúp duy trì nhiệt độ cơ thể.
    • 1.1.A.2 Các liên kết hydro giữa các phân tử nước phân cực liền kề tạo ra lực liên kết (cohesion), lực bám dính (adhesion) và sức căng bề mặt.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Ice floats on water because hydrogen bonding makes solid water less dense than liquid water
    Ice floats on water because hydrogen bonding makes solid water less dense than liquid water

    Water is polar 极性: its oxygen pulls electrons more strongly than its hydrogens, giving a slightly negative O and slightly positive H. This lets water molecules form hydrogen bonds 氢键 with each other, which explains water's life-supporting properties:

    • Cohesion 内聚力 and adhesion 附着力 (surface tension, capillary action, water rising in plants),
    • high specific heat 比热容 (resists temperature change, stabilizing organisms),
    • high heat of vaporization (evaporative cooling),
    • ice floating (less dense solid), and being a great solvent for polar and ionic substances.
    A hydrogen bond between two polar water molecules
    A hydrogen bond between two polar water molecules
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Explore how a covalent bond shares electrons · ⁨Khám phá liên kết cộng hóa học chia sẻ electron⁩

    Step through two atoms overlapping to share a pair of electrons so each reaches a full shell. In $\text{H}_2$ the two atoms pull equally, so the bond is non-polar — the contrast that makes water's unequal sharing (and its $\delta^+/\delta^-$ dipole) so important. · ⁨BƯỚC TỪNG BƯỚC hai nguyên tử chồng lên nhau để chia sẻ một cặp electron sao cho mỗi nguyên tử đạt lớp vỏ đầy đủ. Trong $\text{H}_2$ hai nguyên tử kéo cùng lực, nên liên kết không phân cực — sự tương phản này khiến việc chia sẻ không đều của nước (và $\delta^+/\delta^-$ dipole của nó) trở nên quan trọng.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    polar/ˈpəʊlə/ phân cực
    hydrogen bonds/ˈhaɪdrədʒn bɒndz/ liên kết hydro
    Cohesion/kəʊˈhiːʒn/ Lực liên kết
    adhesion/ədˈhiːʒn/ lực dính
    specific heat/spəˈsɪfɪk hiːt/ nhiệt dung riêng
    1.2

    Elements of Life

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 1.2.A: Describe the composition of macromolecules required by living organisms.

    • 1.2.A.1 Atoms and molecules from the environment are necessary to build new molecules. Carbon, hydrogen, and oxygen are the most prevalent elements used to build biological molecules such as carbohydrates, proteins, lipids, and nucleic acids. Additionally:
      • 1.2.A.1.i Sulfur is used in the building of proteins.
      • 1.2.A.1.ii Phosphorus is used in the building of phospholipids (a type of lipid) and nucleic acids.
      • 1.2.A.1.iii Nitrogen is used in the building of nucleic acids.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 1.2.A: Mô tả cấu tạo của các macromolecule mà các sinh vật sống cần thiết.

    • 1.2.A.1 Nguyên tử và phân tử từ môi trường là cần thiết để xây dựng các phân tử mới. Carbon, hydro và oxy là các nguyên tố phổ biến nhất được sử dụng để xây dựng các phân tử sinh học như carbohydrate, protein, lipid và axit nucleic. Ngoài ra:
      • 1.2.A.1.i Lưu huỳnh được sử dụng trong việc xây dựng protein.
      • 1.2.A.1.ii Phospho được sử dụng trong việc xây dựng phospholipid (một loại lipid) và axit nucleic.
      • 1.2.A.1.iii Nitơ được sử dụng trong việc xây dựng axit nucleic.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Living matter is built mostly from a few elements – carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur. Carbon 碳 is central because it forms four stable covalent bonds, building long chains, branches, and rings – the skeletons of all biological molecules.

    Carbohydrates and fats contain carbon, hydrogen, and oxygen; proteins also contain nitrogen
    Carbohydrates and fats contain carbon, hydrogen, and oxygen; proteins also contain nitrogen
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Carbon/ˈkɑːbən/ Carbon
    1.3

    Introduction to Macromolecules

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 1.3.A: Describe the chemical reactions that build and break biological macromolecules.

    • 1.3.A.1 Hydrolysis is a chemical reaction involving the cleaving of covalent bonds. This type of reaction breaks down molecules into smaller molecules. When water is added to the bond between monomers in a polymer, the bond is broken. The hydrogen ion from a water molecule is added to one monomer and the hydroxyl group of the water molecule is added to the other monomer, completing the reaction.
    • 1.3.A.2 Dehydration synthesis occurs when two smaller molecules are joined together through covalent bonding. A hydrogen ion is removed from one monomer and a hydroxyl group is removed from the other. This causes the loss of the equivalent of a water molecule from the reactants and the connection of the two remaining monomers. The connection of many monomers is known as polymerization.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 1.3.A: Mô tả các phản ứng hóa học xây dựng và phá vỡ các macromolecule sinh học.

    • 1.3.A.1 Thủy phân là một phản ứng hóa học liên quan đến việc cắt đứt liên kết cộng hóa trị. Loại phản ứng này phân rã các phân tử lớn thành các phân tử nhỏ hơn. Khi thêm nước vào liên kết giữa các monomer trong polymer, liên kết đó sẽ bịbreaking. Ion hydro từ một phân tử nước được thêm vào một monomer và nhóm hydroxyl của phân tử nước được thêm vào monomer kia, hoàn tất phản ứng.
    • 1.3.A.2 Tổng hợp mất nước xảy ra khi hai phân tử nhỏ hơn được nối với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị. Một ion hydro bị loại bỏ khỏi một monomer và một nhóm hydroxyl bị loại bỏ khỏi monomer kia. Điều này dẫn đến việc mất đi lượng tương đương một phân tử nước từ các chất tham gia và sự kết nối của hai monomer còn lại. Sự kết nối của nhiều monomer được gọi là quá trình trùng hợp.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Large biological molecules – macromolecules 大分子 – are polymers 聚合物 built from repeating monomers 单体. Cells join monomers by dehydration synthesis 脱水缩合 (removing water to form a bond) and break polymers by hydrolysis 水解 (adding water). Four classes: carbohydrates, lipids, nucleic acids, and proteins.

    Dehydration synthesis builds polymers and releases water; hydrolysis reverses it
    Dehydration synthesis builds polymers and releases water; hydrolysis reverses it
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Explore the four classes of macromolecule by their monomer · ⁨Khám phá bốn loại macromolecule theo đơn phân của chúng⁩

    Sort each clue into the right macromolecule class by matching the monomer that builds it — sugars, nucleotides or amino acids — and notice that lipids are the odd one out that are not true polymers. · ⁨Phân loại mỗi manh mối vào đúng nhóm macromolecule bằng cách ghép đơn phân cấu tạo nên nó — đường, nucleotide hoặc amino acid — và lưu ý rằng lipid là trường hợp ngoại lệ vì không phải là polymer thực sự.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    macromolecules/ˈmækrəmɒlɪkjuːlz/ macromolecules
    polymers/ˈpɒlɪməz/ polyme
    monomers/ˈmɒnəʊməz/ monomers
    dehydration synthesis/ˌdiːhaɪˈdreɪʃn ˈsɪnθəsɪs/ khử nước
    hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ thủy phân
    1.4

    Carbohydrates

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 1.4.A: Describe the structure and function of carbohydrates.

    • 1.4.A.1 Monosaccharides (simple sugars) are the monomers for polysaccharides (complex carbohydrates). These monomers are connected by covalent bonds to form polymers such as complex carbohydrates, which may be linear or branched.
      • Illustrative examples for 1.4.A.1:
        • Cellulose
        • Starch
        • Glycogen
      • Exclusion statement: The molecular structure of specific carbohydrate polymers is beyond the scope of the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 1.4.A: Mô tả cấu trúc và chức năng của carbohydrate.

    • 1.4.A.1 Monosaccharide (đường đơn) là monomer của polysaccharide (carbohydrate phức tạp). Các monomer này được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị để tạo thành polymer như carbohydrate phức tạp, có thể là dạng mạch thẳng hoặc mạch nhánh.
      • Ví dụ minh họa cho 1.4.A.1:
        • Cellulose
        • Tinh bột
        • Glycogen
      • Lưu ý loại trừ: Cấu trúc phân tử của các polymer carbohydrate cụ thể nằm ngoài phạm vi đề thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Carbohydrates 碳水化合物 are made of sugar monomers (monosaccharides 单糖 like glucose). They store energy (starch, glycogen) and provide structure (cellulose 纤维素 in plant walls). Their many hydroxyl groups make them polar and water-soluble.

    The shapes of storage polysaccharides (starch, glycogen) and structural cellulose
    The shapes of storage polysaccharides (starch, glycogen) and structural cellulose
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Carbohydrates/ˌkɑːbəʊˈhaɪdreɪts/ Carbohydrate
    monosaccharides/ˈmɒnəʊsækɑːraɪdz/ monosaccharides
    cellulose/ˈseljuːləʊs/ cellulose
    1.5

    Lipids

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 1.5.A: Describe the structure and function of lipids.

    • 1.5.A.1 Lipids are typically nonpolar, hydrophobic molecules whose structure and function are derived from the way their subcomponents are assembled. Fatty acids can be described as either saturated or unsaturated.
      • 1.5.A.1.i Saturated fatty acids contain only single bonds between carbon atoms.
      • 1.5.A.1.ii Unsaturated fatty acids contain at least one double bond between carbon atoms, which causes the carbon chain to kink.
      • 1.5.A.1.iii The more double bonds in a fatty acid tail, the more unsaturated the lipid becomes.
      • 1.5.A.1.iv The more unsaturated a lipid is, the more liquid it is at room temperature.
    • 1.5.A.2 Lipids provide a variety of functions for living organisms. Some examples of lipids are fats, steroids including cholesterol, and phospholipids.
      • 1.5.A.2.i Fats provide energy storage and support cell function. In some cases, they can also provide insulation to help keep mammals warm.
      • 1.5.A.2.ii Steroids are hormones that support physiological functions including growth and development, energy metabolism, and homeostasis.
      • 1.5.A.2.iii Cholesterol provides essential structural stability to animal cell membranes.
      • 1.5.A.2.iv Phospholipids group together to form the lipid bilayers found in plasma and cell membranes.
      • Exclusion statement: The molecular structure of specific lipids is beyond the scope of the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 1.5.A: Mô tả cấu trúc và chức năng của lipid.

    • 1.5.A.1 Lipid thường là các phân tử không phân cực, kỵ nước mà cấu trúc và chức năng của chúng xuất phát từ cách các thành phần cấu tạo nên chúng được lắp ráp. Axit béo có thể được mô tả là bão hòa hoặc không bão hòa.
      • 1.5.A.1.i Axit béo bão hòa chỉ chứa liên kết đơn giữa các nguyên tử carbon.
      • 1.5.A.1.ii Axit béo không bão hòa chứa ít nhất một liên kết đôi giữa các nguyên tử carbon, điều này gây ra sự uốn cong của chuỗi carbon.
      • 1.5.A.1.iii Càng nhiều liên kết đôi trong đuôi axit béo, lipid càng trở nên không bão hòa.
      • 1.5.A.1.iv Lipid càng không bão hòa thì ở trạng thái lỏng nhiều hơn ở nhiệt độ phòng.
    • 1.5.A.2 Lipid cung cấp nhiều chức năng khác nhau cho sinh vật sống. Một số ví dụ về lipid là chất béo, steroid bao gồm cholesterol, và phospholipid.
      • 1.5.A.2.i Chất béo cung cấp dự trữ năng lượng và hỗ trợ chức năng tế bào. Trong một số trường hợp, chúng cũng có thể cung cấp lớp cách nhiệt giúp động vật có vú giữ ấm.
      • 1.5.A.2.ii Steroid là hormone hỗ trợ các chức năng sinh lý bao gồm tăng trưởng và phát triển, chuyển hóa năng lượng và duy trì cân bằng nội môi.
      • 1.5.A.2.iii Cholesterol cung cấp tính ổn định cấu trúc thiết yếu cho màng tế bào động vật.
      • 1.5.A.2.iv Phospholipid nhóm lại với nhau để tạo thành các lớp kép lipid có trong màng tế bào và màng plasma.
      • Lưu ý loại trừ: Cấu trúc phân tử của các lipid cụ thể nằm ngoài phạm vi đề thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Lipids 脂质 are nonpolar and do not mix with water (hydrophobic 疏水). They include fats (long-term energy storage), phospholipids 磷脂 (which build membranes), and steroids. A phospholipid has a polar "head" and nonpolar "tails," the key to the cell membrane.

    A phospholipid has a polar head and two nonpolar tails, so phospholipids form a bilayer
    A phospholipid has a polar head and two nonpolar tails, so phospholipids form a bilayer
    A triglyceride: glycerol joined to three fatty acids
    A triglyceride: glycerol joined to three fatty acids
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Lipids/ˈlɪpɪdz/ Lipid
    hydrophobic/ˌhaɪdrəˈfəʊbɪk/ hydrophobic
    phospholipids/ˈfɒsfəlɪpɪdz/ phospholipids
    1.6

    Nucleic Acids

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 1.6.A: Describe the structure and function of DNA and RNA.

    • 1.6.A.1 In nucleic acids (DNA and RNA), biological information is encoded in sequences of nucleotide monomers. Each nucleotide has the following structural components: a five-carbon sugar (deoxyribose or ribose), a phosphate, and a nitrogenous base (adenine, thymine, guanine, cytosine, or uracil).
    • 1.6.A.2 Nucleic acids have a linear sequence of nucleotides that have ends, defined by the 3' (three prime) hydroxyl and 5' (five prime) phosphates of the sugar in the nucleotide. During nucleic acid synthesis, nucleotides are added to the 3' end of the growing strand, resulting in the formation of covalent bonds between nucleotides.
      • Exclusion statement: The molecular structure of specific nucleotides is beyond the scope of the AP Exam.
    • 1.6.A.3 DNA is structured as an antiparallel double helix, with two strands of nucleotides running in opposite 5' to 3' orientation. In DNA, adenine nucleotides pair with thymine nucleotides via hydrogen bonds (A-T), and cytosine nucleotides pair with guanine nucleotides via hydrogen bonds (C-G). In RNA, adenine pairs with uracil (A-U).
    • 1.6.A.4 Structural differences between DNA and RNA include:
      • 1.6.A.4.i DNA contains the sugar deoxyribose, and RNA contains the sugar ribose.
      • 1.6.A.4.ii DNA contains the nitrogenous base thymine, and RNA contains the nitrogenous base uracil.
      • 1.6.A.4.iii DNA is typically double stranded, while RNA is typically single stranded.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 1.6.A: Mô tả cấu trúc và chức năng của DNA và RNA.

    • 1.6.A.1 Trong axit nucleic (DNA và RNA), thông tin sinh học được mã hóa trong các chuỗi monomer nucleotide. Mỗi nucleotide có các thành phần cấu trúc sau: đường năm carbon (deoxyribose hoặc ribose), nhóm phosphate và bazơ nitơ (adenine, thymine, guanine, cytosine hoặc uracil).
    • 1.6.A.2 Axit nucleic có một chuỗi tuyến tính của các nucleotide có hai đầu, được xác định bởi nhóm hydroxyl 3' (ba prime) và phosphate 5' (năm prime) của đường trong nucleotide. Trong quá trình tổng hợp axit nucleic, các nucleotide được thêm vào đầu 3' của strand đang phát triển, dẫn đến sự hình thành các liên kết cộng hóa trị giữa các nucleotide.
      • Lưu ý loại trừ: Cấu trúc phân tử của các nucleotide cụ thể nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
    • 1.6.A.3 DNA có cấu trúc xoắn kép song song ngược chiều, với hai strand nucleotide chạy theo hướng 5' đến 3' ngược nhau. Trong DNA, nucleotide adenine liên kết với nucleotide thymine qua liên kết hydro (A-T), và nucleotide cytosine liên kết với nucleotide guanine qua liên kết hydro (C-G). Trong RNA, adenine liên kết với uracil (A-U).
    • 1.6.A.4 Sự khác biệt về cấu trúc giữa DNA và RNA bao gồm:
      • 1.6.A.4.i DNA chứa đường deoxyribose, và RNA chứa đường ribose.
      • 1.6.A.4.ii DNA chứa bazơ nitơ thymine, và RNA chứa bazơ nitơ uracil.
      • 1.6.A.4.iii DNA thường có dạng strand đôi, trong khi RNA thường có dạng strand đơn.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Space-filling model of the DNA double helix (NHGRI)
    Space-filling model of the DNA double helix (NHGRI)

    Nucleic acids 核酸 (DNA and RNA) store and carry genetic information. Their monomers are nucleotides 核苷酸, each a sugar, a phosphate, and a nitrogen base. The base sequence encodes instructions; DNA is double-stranded, RNA single-stranded.

    Complementary base pairing holds the two antiparallel strands of DNA together
    Complementary base pairing holds the two antiparallel strands of DNA together
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Explore complementary base pairing · ⁨Khám phá sự ghép cặp bazơ bổ sung⁩

    Step along a DNA template and watch each base pair to its partner by complementary base pairing ($A$ with $T$, $G$ with $C$) — the rule that lets either strand act as a template to rebuild the other. · ⁨Di chuyển dọc theo khuôn DNA và quan sát mỗi bazơ ghép đôi với bạn bè của nó qua ghép cặp bazơ bổ sung ($A$ với $T$, $G$ với $C$) — quy tắc cho phép cả hai mạch đều đóng vai trò là khuôn để tái xây dựng mạch kia.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Nucleic acids/njuːˈklɪɪk ˈæsɪdz/ Axit nucleic
    nucleotides/ˈnjuːklɪɒtaɪdz/ nucleotid
    1.7

    Proteins

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 1.7.A: Describe the structure and function of proteins.

    • 1.7.A.1 Proteins comprise linear chains of amino acids connected by the formation of covalent (peptide) bonds that form between a carboxyl group ($-\text{COOH}$) of one amino acid and an amine group ($-\text{NH}_2$) of the next amino acid, resulting in a growing peptide chain.
    • 1.7.A.2 Amino acids are composed of a central carbon atom with a hydrogen atom, a carboxyl group, an amine group, and a variable R group covalently bound to it. The R group of an amino acid can be categorized by three possible chemical properties: hydrophobic/nonpolar, hydrophilic/polar, or ionic. The interactions of these R groups determine the structure and function of that region of the protein.
    • 1.7.A.3 The specific sequence of amino acids in proteins determines the primary structure of a polypeptide as well as the overall shape of the protein.
      • Exclusion statement: The molecular structure of amino acids is beyond the scope of the AP Exam.
    • 1.7.A.4 Secondary structures of proteins are made through the local folding that forms from interactions between atoms of the polypeptide backbone of the amino acid chain. Hydrogen bonding forms shapes such as alpha-helices and beta-pleated sheets.
    • 1.7.A.5 The three-dimensional shape of the tertiary structure of a protein results from the formation of hydrogen bonds, hydrophobic interactions, ionic interactions, or disulfide bridges.
    • 1.7.A.6 The quaternary structure arises from interactions between multiple polypeptides. All four levels of a protein structure determine the function of a protein.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 1.7.A: Mô tả cấu trúc và chức năng của protein.

    • 1.7.A.1 Protein bao gồm các chuỗi tuyến tính của amino acid được liên kết với nhau bằng sự hình thành các liên kết cộng hóa trị (liên kết peptid) giữa nhóm carboxyl ($-\text{COOH}$) của một amino acid và nhóm amine ($-\text{NH}_2$) của amino acid tiếp theo, tạo thành một chuỗi peptid đang phát triển.
    • 1.7.A.2 Amino acid được cấu tạo từ một nguyên tử carbon trung tâm có liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử hydro, một nhóm carboxyl, một nhóm amine và một nhóm R biến đổi. Nhóm R của một amino acid có thể được phân loại dựa trên ba đặc tính hóa học có thể có: kỵ nước/không phân cực, ưa nước/phân cực, hoặc ion. Sự tương tác của các nhóm R này quyết định cấu trúc và chức năng của vùng đó trong protein.
    • 1.7.A.3 Trình tự cụ thể của các amino acid trong protein xác định cấu trúc sơ cấp của polypeptide cũng như hình dáng tổng thể của protein.
      • Lưu ý loại trừ: Cấu trúc phân tử của amino acid nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
    • 1.7.A.4 Cấu trúc thứ cấp của protein được tạo ra thông qua việc gấp cuộn cục bộ phát sinh từ tương tác giữa các nguyên tử trong khung xương polypeptide của chuỗi amino acid. Liên kết hydro tạo ra các hình dạng như xoắn alpha và lá beta xếp nếp.
    • 1.7.A.5 Hình dạng ba chiều của cấu trúc bậc ba của protein phát sinh từ sự hình thành các liên kết hydro, tương tác kỵ nước, tương tác ion hoặc cầu nối disulfide.
    • 1.7.A.6 Cấu trúc bậc bốn phát sinh từ tương tác giữa nhiều polypeptide. Cả bốn cấp độ cấu trúc của protein đều quyết định chức năng của protein.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Haemoglobin quaternary structure: four folded polypeptide chains, each holding a haem group
    Haemoglobin quaternary structure: four folded polypeptide chains, each holding a haem group

    Proteins 蛋白质 are polymers of amino acids 氨基酸 joined by peptide bonds 肽键. Their sequence folds into a specific 3-D shape at four levels (primary, secondary, tertiary, quaternary), and shape determines function – as enzymes, transporters, receptors, and structural parts. Changing the environment (heat, pH) can denature 变性 a protein, unfolding it and stopping its function.

    An amino acid, and the peptide bond formed by condensation
    An amino acid, and the peptide bond formed by condensation
    The four levels of protein structure
    The four levels of protein structure

    Worked example. Building a polymer from 10 monomers by dehydration synthesis forms 9 bonds and releases 9 water molecules — one per bond, so $N$ monomers release $N-1$ waters. Hydrolysis reverses this exactly: adding those 9 waters breaks the polymer back into 10 monomers. This is why biosynthesis (dehydration) and digestion (hydrolysis) are chemical opposites.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Proteins/ˈprəʊtiːnz/ Protein
    amino acids/əˈmiːnəʊ ˈæsɪdz/ axit amin
    peptide bonds/ˈpeptaɪd bɒndz/ liên kết peptide
    denature/ˈdenətʃə/ denature
    1.7

    Exam tips

    • Trace every property of water back to its polarity and hydrogen bonding (cohesion, high specific heat, solvent power).
    • Know the four macromolecule classes and their monomers; polymers are built by dehydration synthesis and broken by hydrolysis.
    • For proteins, structure (shape) determines function — heat or a pH change denatures them and stops them working.
    • In DNA the bases pair A–T and C–G on antiparallel strands; RNA is single-stranded and uses U.
    • Link each molecule to its role (carbohydrates: energy/structure; lipids: membranes/storage; nucleic acids: information).
  • 2

    Cell Structure and Function · ⁨Cấu trúc và Chức năng Tế bào⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    2.1

    Organelles and the Endomembrane System

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions (SYI): Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 2.1.A: Explain how the structure and function of subcellular components and organelles contribute to the function of cells.

    • 2.1.A.1 Ribosomes are comprised of ribosomal RNA (rRNA) and protein. These non-membrane, subcellular structures are found in cells in all forms of life and reflect the common ancestry in all known life. Ribosomes synthesize proteins according to messenger RNA (mRNA) sequences.
    • 2.1.A.2 The endomembrane system consists of a group of membrane-bound organelles and subcellular components (endoplasmic reticulum (ER), Golgi complex, lysosomes, vacuoles and transport vesicles, the nuclear envelope, and the plasma membrane) that work together to modify, package, and transport polysaccharides, lipids, and proteins intercellularly.
    • 2.1.A.3 Endoplasmic reticulum provides mechanical support by helping cells maintain shape and plays a role in intracellular transport.
      • i. Rough ER is associated with membrane-bound ribosomes, allows for the compartmentalization of cells, and helps carry out protein synthesis.
      • ii. Smooth ER functions include the detoxification of cells and lipid synthesis.
      • Exclusion statement: Knowledge of the specific functions of smooth ER in specialized cells is beyond the scope of the AP Exam.
    • 2.1.A.4 The Golgi complex is a membrane-bound structure that consists of a series of flattened membrane sacs. Functions of the Golgi include:
      • i. Correctly folding and chemically modifying newly synthesized cellular products
      • ii. Packaging proteins for trafficking
      • Exclusion statement: Knowledge of the role of Golgi in the synthesis of specific phospholipids and packaging of specific enzymes for lysosomes, peroxisomes, and secretory vesicles is beyond the scope of the AP Exam.
      • Illustrative examples for 2.1.A.4:
        • Glycosylation and other chemical modifications of proteins that take place within the Golgi and determine protein function or targeting
    • 2.1.A.5 Mitochondria have a double membrane that provides compartments for different metabolic reactions involved in aerobic cellular respiration. The outer membrane is smooth, while the inner membrane is highly convoluted, forming folds that enable ATP to be synthesized more efficiently.
    • 2.1.A.6 Lysosomes are membrane-enclosed sacs that contain hydrolytic enzymes that digest material. Lysosomes also play a role in programmed cell death (apoptosis).
    • 2.1.A.7 Vacuoles are membrane-bound sacs that play many different roles.
      • i. In plant cells, a specialized large vacuole maintains turgor pressure through nutrient and water storage.
      • ii. In animal cells, vacuoles are smaller in size, are more plentiful than in plant cells, and store cellular materials.
    • 2.1.A.8 Chloroplasts are specialized organelles that are found in plants and photosynthetic algae. Chloroplasts contain a double membrane and serve as the location for photosynthesis.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống (SYI): Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cùng tương tác của chúng thể hiện các thuộc tính phức tạp.

    Mục tiêu học tập 2.1.A: Giải thích cách cấu trúc và chức năng của các thành phần tế bào và bào quan đóng góp vào chức năng của tế bào.

    • 2.1.A.1 Ribosome được cấu tạo từ ribosomal RNA (rRNA) và protein. Những cấu trúc không màng này nằm trong tế bào của mọi hình thức sự sống và phản ánh nguồn gốc tổ tiên chung trong toàn bộ sự sống đã biết. Ribosome tổng hợp protein theo trình tự messenger RNA (mRNA).
    • 2.1.A.2 Hệ nội màng bao gồm một nhóm các bào quan có màng và các thành phần tế bào (lưới chất nội sinh (ER), bộ máy Golgi, lysosome, vacuole và vesicle vận chuyển, envelope nhân, và màng plasma) hoạt động cùng nhau để biến đổi, đóng gói và vận chuyển polysaccharide, lipid và protein giữa các tế bào.
    • 2.1.A.3 Lưới chất nội sinh cung cấp hỗ trợ cơ học bằng cách giúp tế bào duy trì hình dạng và tham gia vào quá trình vận chuyển nội bào.
      • i. ER sần gắn liền với ribosome có màng, cho phép phân vùng tế bào và hỗ trợ thực hiện tổng hợp protein.
      • ii. Các chức năng của ER trơn bao gồm giải độc tế bào và tổng hợp lipid.
      • Câu loại trừ: Kiến thức về các chức năng cụ thể của ER trơn trong các tế bào chuyên hóa nằm ngoài phạm vi của Đề thi AP.
    • 2.1.A.4 Bộ máy Golgi là một cấu trúc có màng bao gồm một chuỗi các túi màng dẹt. Chức năng của Golgi bao gồm:
      • i. Gấp lại đúng cách và biến đổi hóa học các sản phẩm tế bào mới được tổng hợp
      • ii. Đóng gói protein để vận chuyển
      • Câu loại trừ: Kiến thức về vai trò của Golgi trong việc tổng hợp các phospholipid cụ thể và đóng gói các enzyme cụ thể cho lysosome, peroxisome và vesicle tiết nằm ngoài phạm vi của Đề thi AP.
      • Ví dụ minh họa cho 2.1.A.4:
        • Glycosylation và các biến đổi hóa học khác của protein diễn ra bên trong Golgi và quyết định chức năng hoặc định vị của protein
    • 2.1.A.5 Mitochondria có màng kép tạo thành các ngăn chứa các phản ứng trao đổi chất khác nhau liên quan đến hô hấp tế bào hiếu khí. Màng ngoài trơn láng, trong khi màng trong rất gợn sóng, tạo thành các nếp gấp giúp tổng hợp ATP hiệu quả hơn.
    • 2.1.A.6 Lysosome là các túi được bao quanh bởi màng chứa các enzyme thủy phân để tiêu hóa vật liệu. Lysosome cũng đóng vai trò trong cái chết tế bào theo chương trình (apoptosis).
    • 2.1.A.7 Vacuole là các túi có màng bao quanh đóng nhiều vai trò khác nhau.
      • i. Trong tế bào thực vật, một vacuole lớn chuyên hóa duy trì áp suất trương nước thông qua việc lưu trữ chất dinh dưỡng và nước.
      • ii. Trong tế bào động vật, vacuole nhỏ hơn về kích thước, phổ biến hơn so với tế bào thực vật và lưu trữ các vật liệu tế bào.
    • 2.1.A.8 Chloroplast là các bào quan chuyên hóa được tìm thấy ở thực vật và tảo quang hợp. Chloroplast chứa màng kép và đóng vai trò là nơi diễn ra quá trình quang hợp.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Elodea leaf cells packed with green chloroplasts (light micrograph)
    Elodea leaf cells packed with green chloroplasts (light micrograph)
    Onion epidermis cells under a light microscope — cell walls and nuclei clearly visible
    Onion epidermis cells under a light microscope — cell walls and nuclei clearly visible

    A eukaryotic cell divides its work among organelles 细胞器. The endomembrane system 内膜系统 is a connected set that makes, modifies, and ships molecules: the nucleus 细胞核 (holds DNA), rough and smooth endoplasmic reticulum 内质网 (protein and lipid synthesis), the Golgi 高尔基体 (modifies and packages), lysosomes 溶酶体 (digestion), and vesicles that carry material between them. Mitochondria 线粒体 (respiration) and chloroplasts 叶绿体 (photosynthesis) have their own membranes.

    A plant cell also has a cell wall, a large vacuole, and chloroplasts
    A plant cell also has a cell wall, a large vacuole, and chloroplasts
    A generalised animal cell and its organelles
    A generalised animal cell and its organelles

    What each organelle actually does

    The exam asks you to name a structure and say what it does, so learn them as pairs.

    Ribosomes 核糖体 are made of ribosomal RNA 核糖体核糖核酸 (rRNA) and protein. They have no membrane, and they are found in every form of life — bacteria, archaea and eukaryotes alike. That shared presence is evidence of common ancestry: a structure this central was already present in the last common ancestor of all living things. A ribosome reads messenger RNA 信使核糖核酸 (mRNA) and builds the protein it codes for. Free ribosomes make proteins for use inside the cell; ribosomes bound to the rough endoplasmic reticulum make proteins for export or for the membrane.

    The Golgi complex 高尔基复合体 is a series of flattened, membrane-bound sacs. A protein arriving from the endoplasmic reticulum is passed through them, and three things happen to it:

    • it is folded correctly and chemically modified — most often by glycosylation 糖基化, the attachment of short sugar chains;
    • it is sorted and targeted, so the modified sugar or phosphate tag decides which compartment the protein is sent to;
    • it is packaged into a vesicle for transport.

    So the Golgi is not storage: it is the cell's finishing and dispatch department, and its modifications determine what a protein does and where it ends up.

    Lysosomes are membrane-enclosed sacs of hydrolytic enzymes 水解酶 that digest material — worn-out organelles, engulfed bacteria, and food particles taken in by the cell. Their enzymes work best at a low pH, which the lysosome maintains inside itself; keeping them enclosed protects the rest of the cell. Lysosomes also take part in apoptosis 细胞凋亡, programmed cell death, in which a cell is dismantled deliberately, for example to sculpt fingers from a webbed embryonic hand.

    Vacuoles 液泡 are membrane-bound sacs with many different roles: storing water, ions, nutrients or waste, and in a plant cell the large central vacuole also presses outwards on the cell wall to keep the cell firm.

    Mitochondria and chloroplasts each have a double membrane and their own circular DNA and ribosomes — the evidence behind endosymbiotic theory below.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    organelles/ˌɔːɡəˈnelz/ bào quan
    endomembrane system/ˈendəʊmembreɪn ˈsɪstəm/ hệ nội màng
    nucleus/ˈnjuːklɪəs/ nhân
    endoplasmic reticulum/ˌendəʊˈplæzmɪk reˈtɪkjʊləm/ lưới chất nguyên sinh
    Golgi/ˈɡɒlɡɪ/ Golgi
    lysosomes/ˈlaɪsəsəʊmz/ lysosome
    Mitochondria/ˌmaɪtəˈkɒndrɪə/ Ti thể
    chloroplasts/ˈklɔːrəʊplæsts/ lạp xanh
    Ribosomes/ˈrɪbəsəʊmz/ Ribosome
    ribosomal RNA/ˈrɪbəsɒml ˌɑː en ˈeɪ/ ribosomal RNA
    messenger RNA/ˈmesɪndʒə ˌɑː en ˈeɪ/ messenger RNA
    The Golgi complex/ðə ˈɡɒlɡɪ ˈkɒmpleks/ Phức hợp Golgi
    glycosylation/ˌɡlaɪkəsɪˈleɪʃn/ glycosylation
    hydrolytic enzymes/ˌhaɪdrəˈlɪtɪk ˈenzaɪmz/ enzyme thủy phân
    apoptosis/əpəpˈtəʊsɪs/ apoptosis
    Vacuoles/ˈvækjuːəʊlz/ vacuole
    ribosomal RNA (rRNA)/ˈrɪbəsɒml ˌɑː en ˈeɪ/ ribosomal RNA (rRNA)
    2.2

    Why Cells Stay Small

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.2.A: Explain the effect of surface area-to-volume ratios on the exchange of materials between cells or organisms and the environment.

    • 2.2.A.1 Surface area-to-volume ratios affect the ability of a biological system to obtain necessary nutrients, eliminate waste products, acquire or dissipate thermal energy, and otherwise exchange chemicals and energy with the environment.
      • Relevant equations:
        • Volume of a Sphere: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$
        • Volume of a Cube: $V = s^3$
        • Volume of a Rectangular Solid: $V = lwh$
        • Volume of a Cylinder: $V = \pi r^2 h$
        • Surface Area of a Sphere: $SA = 4\pi r^2$
        • Surface Area of a Cube: $SA = 6s^2$
        • Surface Area of a Rectangular Solid: $SA = 2lh + 2lw + 2wh$
        • Surface Area of a Cylinder: $SA = 2\pi rh + 2\pi r^2$
        • $r$ = radius
        • $l$ = length
        • $h$ = height
        • $w$ = width
        • $s$ = length of one side of a cube
      • Illustrative examples for 2.2.A.1:
        • SA/V Ratios and Exchanges
          • Root hairs
          • Guard cells
          • Gut epithelial cells
        • Cilia
        • Stomata
    • 2.2.A.2 The surface area of the plasma membrane must be large enough to adequately exchange materials.
      • i. The surface area-to-volume ratio can restrict cell size and shape. Smaller cells typically have a higher surface area-to-volume ratio as well as a more efficient exchange of materials with the environment than do larger cells.
      • ii. As cells increase in volume, the surface area-to-volume ratio decreases and the demand for internal resources increases.
      • iii. More complex cellular structures (e.g., membrane folds) are necessary to adequately exchange materials with the environment.
      • iv. As organisms increase in size, their surface area-to-volume ratio decreases, affecting properties like rate of heat exchange with the environment. Smaller amounts of mass exchange proportionally more heat with the ambient environment than do larger masses. As mass increases, both the surface area-to-volume ratio and the rate of heat exchange decrease.
      • v. There is a relationship between metabolic rate per unit body mass and the size of multicellular organisms; typically, the smaller the organism, the higher the metabolic rate per unit body mass.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.2.A: Giải thích ảnh hưởng của tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích đối với quá trình trao đổi vật chất giữa tế bào hoặc sinh vật với môi trường.

    • 2.2.A.1 Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích ảnh hưởng đến khả năng của một hệ thống sinh học để thu nhận các chất dinh dưỡng cần thiết, loại bỏ sản phẩm thải, thu nhận hoặc tản nhiệt, và trao đổi hóa chất cũng như năng lượng với môi trường nói chung.
      • Các phương trình liên quan:
        • Thể tích hình cầu: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$
        • Thể tích hình lập phương: $V = s^3$
        • Thể tích hình hộp chữ nhật: $V = lwh$
        • Thể tích hình trụ: $V = \pi r^2 h$
        • Diện tích bề mặt hình cầu: $SA = 4\pi r^2$
        • Diện tích bề mặt hình lập phương: $SA = 6s^2$
        • Diện tích bề mặt khối hộp chữ nhật: $SA = 2lh + 2lw + 2wh$
        • Diện tích bề mặt hình trụ: $SA = 2\pi rh + 2\pi r^2$
        • $r$ = bán kính
        • $l$ = chiều dài
        • $h$ = chiều cao
        • $w$ = chiều rộng
        • $s$ = độ dài một cạnh của hình lập phương
      • Ví dụ minh họa cho 2.2.A.1:
        • Tỷ lệ SA/V và Trao đổi
          • Sợi rễ
          • Tế bào bảo vệ
          • Tế bào biểu mô ruột
        • Lông chuyển
        • Khí pore
    • 2.2.A.2 Diện tích bề mặt của màng plasma phải đủ lớn để trao đổi vật chất một cách đầy đủ.
      • i. Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích có thể hạn chế kích thước và hình dạng tế bào. Các tế bào nhỏ thường có tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao hơn cũng như trao đổi vật chất với môi trường hiệu quả hơn so với các tế bào lớn.
      • ii. Khi tế bào tăng thể tích, tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích giảm và nhu cầu về tài nguyên nội bộ tăng lên.
      • iii. Các cấu trúc tế bào phức tạp hơn (ví dụ: nếp gấp màng) là cần thiết để trao đổi vật chất với môi trường một cách đầy đủ.
      • iv. Khi sinh vật tăng kích thước, tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích giảm xuống, ảnh hưởng đến các tính chất như tốc độ trao đổi nhiệt với môi trường. Các khối lượng nhỏ hơn tỷ lệ trao đổi nhiều nhiệt hơn với môi trường xung quanh so với các khối lượng lớn hơn. Khi khối lượng tăng, cả tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích và tốc độ trao đổi nhiệt đều giảm.
      • v. Có mối liên hệ giữa tốc độ trao đổi chất trên một đơn vị khối lượng cơ thể và kích thước của các sinh vật đa bào; thông thường, sinh vật càng nhỏ thì tốc độ trao đổi chất trên một đơn vị khối lượng cơ thể càng cao.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Scanning electron micrograph of red blood cells — no nucleus, high surface area for gas exchange
    Scanning electron micrograph of red blood cells — no nucleus, high surface area for gas exchange

    Cells stay small because of the surface-area-to-volume ratio 表面积与体积比. As a cell grows, its volume rises faster than its surface area, so its membrane cannot exchange materials fast enough for the interior. Staying small (or being flat or folded) keeps enough surface to serve the volume.

    The surface-area-to-volume ratio falls as a cell gets bigger
    The surface-area-to-volume ratio falls as a cell gets bigger

    Worked example. A cube-shaped cell $2\ \mu\text{m}$ on a side has surface area $6\times2^2=24\ \mu\text{m}^2$ and volume $2^3=8\ \mu\text{m}^3$, so its surface-area-to-volume ratio is $\tfrac{24}{8}=3$. Double the side to $4\ \mu\text{m}$: surface area $=6\times4^2=96$, volume $=4^3=64$, ratio $=\tfrac{96}{64}=1.5$. Doubling the size halved the ratio – the larger cell has far less membrane per unit of interior, which is why cells stay small.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    See surface area vs volume as a cube grows · ⁨Xem diện tích bề mặt so với thể tích khi khối lập phương phát triển⁩

    As a cell grows, volume rises faster than surface area, so the surface-area-to-volume ratio falls. A small cell keeps enough membrane to exchange materials fast enough. · ⁨Khi tế bào phát triển, thể tích tăng nhanh hơn diện tích bề mặt, do đó tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích giảm xuống. Một tế bào nhỏ duy trì đủ màng để trao đổi chất đủ nhanh.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    surface-area-to-volume ratio/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə tə ˈvɒljuːm ˈreɪʃɪəʊ/ tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích
    2.3

    The Fluid Mosaic Model of the Membrane

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.3.A: Describe the roles of each of the components of the cell membrane in maintaining the internal environment of the cell.

    • 2.3.A.1 Phospholipids have both hydrophilic and hydrophobic regions. The polar hydrophilic phosphate regions of the phospholipids are oriented toward the aqueous external or internal environment, while the nonpolar hydrophobic fatty acid regions face each other within the interior of the membrane.
    • 2.3.A.2 Embedded proteins can be hydrophilic (with charged and polar side groups), hydrophobic (with nonpolar side groups), or both.
      • i. Hydrophilic regions of the proteins are either inside the interior of the protein or exposed to the cytosol (cytoplasm).
      • ii. Hydrophobic regions of proteins make up the protein surface that interacts with the fatty acids in the interior membrane.

    Learning Objective 2.3.B: Describe the fluid mosaic model of cell membranes.

    • 2.3.B.1 Plasma membranes consist of a structural framework of phospholipid molecules embedded with proteins, steroids (such as cholesterol in vertebrate animals), glycoproteins, and glycolipids. All of these can move around the surface of the cell within the membrane, as illustrated by the fluid mosaic model.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.3.A: Mô tả vai trò của từng thành phần trong màng tế bào trong việc duy trì môi trường bên trong tế bào.

    • 2.3.A.1 Phospholipid có cả vùng ưa nước và kỵ nước. Các vùng phosphate ưa nước phân cực của phospholipid được định hướng về phía môi trường nước bên ngoài hoặc bên trong, trong khi các vùng axit béo kỵ nước không phân cực đối diện nhau bên trong màng.
    • 2.3.A.2 Protein nhúng có thể là ưa nước (có nhóm bên mang điện tích và phân cực), kỵ nước (có nhóm bên không phân cực), hoặc cả hai.
      • i. Các vùng ưa nước của protein nằm ở bên trong cấu trúc protein hoặc tiếp xúc với dịch bào tương (tế bào chất).
      • ii. Các vùng kỵ nước của protein tạo nên bề mặt protein tương tác với các axit béo bên trong màng.

    Mục tiêu học tập 2.3.B: Mô tả mô hình mosaic lỏng của màng tế bào.

    • 2.3.B.1 Màng sinh chất bao gồm khung cấu trúc từ các phân tử phospholipid được nhúng protein, steroid (như cholesterol ở động vật có xương sống), glycoprotein và glycolipid. Tất cả những thành phần này có thể di chuyển trên bề mặt tế bào bên trong màng, như minh họa bởi mô hình mosaic lỏng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    The cell membrane is a phospholipid bilayer 磷脂双分子层 – polar heads facing the water, nonpolar tails inside – studded with proteins. The fluid mosaic model 流动镶嵌模型 pictures it as a fluid sheet in which lipids and proteins drift. Cholesterol and the degree of unsaturation tune its fluidity.

    The fluid mosaic model of the cell membrane
    The fluid mosaic model of the cell membrane
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    phospholipid bilayer/ˈfɒsfəlɪpɪd ˈbɪleɪə/ lớp kép phospholipid
    fluid mosaic model/ˈfluːɪd məˈseɪɪk ˈmɒdl/ fluid mosaic model
    2.4

    What Can Cross the Membrane

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.4.A: Explain how the structure of biological membranes influences selective permeability.

    • 2.4.A.1 Plasma membranes separate the internal environment of the cell from the external environment. Selective permeability is the result of the plasma membrane having a hydrophobic interior.
    • 2.4.A.2 Small nonpolar molecules, including $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, and $\mathrm{CO_2}$, freely pass across the membrane. Hydrophilic substances, such as large polar molecules and ions, move across the membrane through embedded channels and transport proteins.
    • 2.4.A.3 The nonpolar hydrocarbon tails of phospholipids prevent the movement of ions and polar molecules across the membrane. Small polar, uncharged molecules, like $\mathrm{H_2O}$ or $\mathrm{NH_3}$ (ammonia), pass through the membrane in small amounts.

    Learning Objective 2.4.B: Describe the role of the cell wall in maintaining cell structure and function.

    • 2.4.B.1 Cell walls of Bacteria, Archaea, Fungi, and plants provide a structural boundary as well as a permeability barrier for some substances to the internal or external cellular environments and protection from osmotic lysis.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.4.A: Giải thích cách cấu trúc của màng sinh học ảnh hưởng đến tính thấm chọn lọc.

    • 2.4.A.1 Màng sinh chất tách biệt môi trường bên trong tế bào khỏi môi trường bên ngoài. Tính thấm chọn lọc là kết quả của việc màng sinh chất có phần bên trong kỵ nước.
    • 2.4.A.2 Các phân tử không phân cực nhỏ, bao gồm $\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, và $\mathrm{CO_2}$, tự do đi qua màng. Các chất ưa nước, như các phân tử phân cực lớn và ion, di chuyển qua màng thông qua các kênh nhúng và protein vận chuyển.
    • 2.4.A.3 Đuôi hydrocarbon không phân cực của phospholipid ngăn cản sự di chuyển của ion và phân tử phân cực qua màng. Các phân tử phân cực nhỏ không mang điện, như $\mathrm{H_2O}$ hoặc $\mathrm{NH_3}$ (ammonia), đi qua màng với số lượng ít.

    Mục tiêu học tập 2.4.B: Mô tả vai trò của thành tế bào trong việc duy trì cấu trúc và chức năng tế bào.

    • 2.4.B.1 Thành tế bào của Vi khuẩn, Archaea, Nấm và thực vật cung cấp ranh giới cấu trúc cũng như rào cản thẩm thấu cho một số chất đối với môi trường tế bào bên trong hoặc bên ngoài và bảo vệ chống lại ly giải do áp suất thẩm thấu.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    The membrane is selectively permeable 选择透过性. Small nonpolar molecules ($\text{O}_2$, $\text{CO}_2$) and water cross easily; large or charged/polar particles (ions, glucose) cannot pass the nonpolar core without help. This selectivity lets the cell control its internal environment.

    Three ways substances cross the membrane
    Three ways substances cross the membrane
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    selectively permeable/sɪˈlektɪvli ˈpɜːməbl/ thẩm thấu chọn lọc
    2.5

    Passive and Active Transport

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.5.A: Describe the mechanisms that organisms use to maintain solute and water balance.

    • 2.5.A.1 The selective permeability of membranes allows for the formation of concentration gradients of solutes across the membrane.
    • 2.5.A.2 Passive transport is the net movement of molecules from regions of high concentration to regions of low concentration without the direct input of metabolic energy.
    • 2.5.A.3 Active transport requires the direct input of energy to move molecules. In some cases, active transport is utilized to move molecules from regions of low concentration to regions of high concentration.

    Learning Objective 2.5.B: Describe the mechanisms that organisms use to transport large molecules across the plasma membrane.

    • 2.5.B.1 The processes of endocytosis and exocytosis require energy to move large substances or large amounts of substances into and out of cells.
      • i. In endocytosis, the cell takes in large molecules and particulate matter by folding the plasma membrane in on itself and forming new (small) vesicles that engulf material from the external environment.
      • ii. In exocytosis, internal vesicles release material from cells by fusing with the plasma membrane and secreting large molecules from the cell.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.5.A: Mô tả các cơ chế mà sinh vật sử dụng để duy trì cân bằng dung dịch và nước.

    • 2.5.A.1 Tính thấm chọn lọc của màng cho phép hình thành gradient nồng độ của dung dịch trên khắp màng.
    • 2.5.A.2 Vận chuyển thụ động là sự di chuyển ròng của các phân tử từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp mà không cần cung cấp trực tiếp năng lượng trao đổi chất.
    • 2.5.A.3 Vận chuyển chủ động yêu cầu cung cấp trực tiếp năng lượng để di chuyển các phân tử. Trong một số trường hợp, vận chuyển chủ động được sử dụng để di chuyển các phân tử từ vùng có nồng độ thấp sang vùng có nồng độ cao.

    Mục tiêu học tập 2.5.B: Mô tả các cơ chế mà sinh vật sử dụng để vận chuyển các phân tử lớn qua màng sinh chất.

    • 2.5.B.1 Các quá trình thực bào và xuất bào đòi hỏi năng lượng để di chuyển các chất lớn hoặc số lượng lớn chất vào và ra khỏi tế bào.
      • i. Trong thực bào, tế bào thu nhận các phân tử lớn và vật liệu hạt bằng cách gập màng sinh chất vào bên trong và tạo ra các túi mới (nhỏ) bao bọc vật liệu từ môi trường bên ngoài.
      • ii. Trong xuất bào, các túi nội bào giải phóng vật liệu ra khỏi tế bào bằng cách fusion (trộn lẫn) với màng sinh chất và tiết các phân tử lớn ra khỏi tế bào.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    • Passive transport 被动运输 moves substances down their concentration gradient (high → low) with no energy – diffusion 扩散.
    • Active transport 主动运输 moves substances against the gradient (low → high), requiring energy (ATP), via protein pumps like the sodium–potassium pump.
    Active transport moves particles against the gradient, using ATP and a carrier protein
    Active transport moves particles against the gradient, using ATP and a carrier protein
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Pump a solute against its gradient · ⁨Bơm chất tan ngược theo gradient⁩

    Passive transport moves solutes down their gradient for free; active transport uses ATP to pump them the other way, from low to high concentration. · ⁨Vận chuyển thụ động di chuyển chất tan xuôi theo gradient của chúng miễn phí; vận chuyển chủ động sử dụng ATP để bơm chúng theo hướng ngược lại, từ nồng độ thấp đến cao.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Passive transport/ˈpæsɪv ˈtrænspɔːt/ vận chuyển thụ động
    diffusion/dɪˈfjuːʒn/ khuếch tán
    Active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ Vận chuyển chủ động
    2.6

    Facilitated Diffusion

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.6.A: Explain how the structure of a molecule affects its ability to pass through the plasma membrane.

    • 2.6.A.1 Facilitated diffusion requires transport or channel proteins to enable the movement of charged ions across the membrane.
      • i. Membranes may become polarized by the movement of ions across the membrane.
      • ii. Charged ions, including $\mathrm{Na^+}$ (sodium) and $\mathrm{K^+}$ (potassium), require channel proteins to move through the membrane.
    • 2.6.A.2 Facilitated diffusion enables the movement of large polar molecules through membranes with no energy input. In this type of diffusion, substances move down the concentration gradient.
    • 2.6.A.3 Aquaporins transport large quantities of water across membranes.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.6.A: Giải thích cách cấu trúc của một phân tử ảnh hưởng đến khả năng đi qua màng sinh chất của nó.

    • 2.6.A.1 Khuếch tán có hỗ trợ yêu cầu protein vận chuyển hoặc protein kênh để cho phép sự di chuyển của các ion mang điện qua màng.
      • i. Màng có thể bị phân cực hóa do sự di chuyển của các ion qua màng.
      • ii. Các ion mang điện, bao gồm $\mathrm{Na^+}$ (natri) và $\mathrm{K^+}$ (kali), require protein kênh để di chuyển qua màng.
    • 2.6.A.2 Khuếch tán có hỗ trợ cho phép sự di chuyển của các phân tử phân cực lớn qua màng mà không cần cung cấp năng lượng. Trong loại khuếch tán này, các chất di chuyển dọc theo gradient nồng độ.
    • 2.6.A.3 Aquaporin vận chuyển số lượng lớn nước qua màng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Facilitated diffusion 易化扩散 is passive transport through a membrane protein – a channel or carrier 载体 – for particles that cannot cross the lipid alone. It still goes down the gradient and needs no energy, but its rate can saturate when all the proteins are busy.

    Diffusion: particles spread from higher to lower concentration, down the gradient
    Diffusion: particles spread from higher to lower concentration, down the gradient
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Facilitated diffusion/fəˈsɪlɪteɪtɪd dɪˈfjuːʒn/ Khuếch tán hỗ trợ
    carrier/ˈkærɪə/ chất mang
    2.7

    Tonicity, Water Potential, and Osmoregulation

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.7.A: Explain how concentration gradients affect the movement of molecules across membranes.

    • 2.7.A.1 External environments can be hypotonic, hypertonic, or isotonic to internal environments of cells. Movement of water can also be described as moving from hypotonic to hypertonic regions. Water moves by osmosis from regions of high water potential to regions of low water potential.
      • Equation (Water Potential): $\psi = \psi_p + \psi_s$
        • where:
        • $\psi_p$ = pressure potential
        • $\psi_s$ = solute potential
      • Illustrative examples for 2.7.A.1:
        • Contractile vacuole in protists
        • Central vacuole in plant cells

    Learning Objective 2.7.B: Explain how osmoregulatory mechanisms contribute to the health and survival of organisms.

    • 2.7.B.1 Growth and homeostasis are maintained by the constant movement of molecules across membranes.
    • 2.7.B.2 Osmoregulation maintains water balance and allows organisms to control their internal solute composition and water potential. Water moves from regions of low osmolarity or solute concentration to regions of high osmolarity or solute concentration.
      • Equation (Solute Potential of a Solution): $\psi_s = -iCRT$
        • where:
        • $i$ = ionization constant
        • $C$ = molar concentration
        • $R$ = pressure constant $\left(R = 0.0831 \dfrac{L \cdot bars}{mol \cdot K}\right)$
        • $T$ = temperature in Kelvin (°C + 273)
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.7.A: Giải thích cách gradient nồng độ ảnh hưởng đến sự di chuyển của các phân tử qua màng.

    • 2.7.A.1 Môi trường bên ngoài có thể là đẳng trương, siêu đẳng trương hoặc siêu đẳng trương so với môi trường bên trong tế bào. Sự di chuyển của nước cũng có thể được mô tả là di chuyển từ vùng đẳng trương sang vùng siêu đẳng trương. Nước di chuyển bằng thẩm thấu từ vùng có thế năng lượng nước cao sang vùng có thế năng lượng nước thấp.
      • Phương trình (Thế năng lượng nước): $\psi = \psi_p + \psi_s$
        • trong đó:
        • $\psi_p$ = thế áp suất
        • $\psi_s$ = thế chất tan
      • Ví dụ minh họa cho 2.7.A.1:
        • Vacuole co rút ở sinh vật nguyên sinh
        • Vacuole trung tâm ở tế bào thực vật

    Mục tiêu học tập 2.7.B: Giải thích cách các cơ chế điều hòa thẩm thấu đóng góp vào sức khỏe và sự tồn tại của sinh vật.

    • 2.7.B.1 Sự tăng trưởng và duy trì cân bằng nội môi được đảm bảo bởi sự di chuyển liên tục của các phân tử qua màng.
    • 2.7.B.2 Điều hòa thẩm thấu duy trì cân bằng nước và cho phép sinh vật kiểm soát thành phần chất tan và thế nước bên trong. Nước di chuyển từ vùng có độ thẩm thấu hoặc nồng độ chất tan thấp sang vùng có độ thẩm thấu hoặc nồng độ chất tan cao.
      • Phương trình (Thế chất tan của dung dịch): $\psi_s = -iCRT$
        • trong đó:
        • $i$ = hằng số ion hóa
        • $C$ = nồng độ mol
        • $R$ = hằng số áp suất $\left(R = 0.0831 \dfrac{L \cdot bars}{mol \cdot K}\right)$
        • $T$ = nhiệt độ tuyệt đối (°C + 273)

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Red onion cells in hypertonic solution: the membrane pulls away from the wall (plasmolysis)
    Red onion cells in hypertonic solution: the membrane pulls away from the wall (plasmolysis)

    Osmosis 渗透 is the diffusion of water across a membrane. Tonicity 张力 compares solute concentrations: in a hypotonic 低渗 solution a cell gains water (may burst); in a hypertonic 高渗 one it loses water (shrinks); in an isotonic 等渗 one there is no net change. Water potential 水势 predicts the direction of water movement (water moves to lower water potential), and is the sum of a pressure term and a solute term: $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$, where the solute potential $\Psi_s=-iCRT$. Osmoregulation 渗透调节 is how organisms control this balance.

    How plant and animal cells respond to solutions of different water potential
    How plant and animal cells respond to solutions of different water potential

    Worked example. For a $0.1\,\text{M}$ sucrose solution ($i=1$) in an open beaker (so pressure potential $\Psi_p=0$) at $25\,°\text{C}$ ($T=298\,\text{K}$, $R=0.0831\ \text{L}\cdot\text{bar/mol}\cdot\text{K}$): $\Psi_s=-iCRT=-(1)(0.1)(0.0831)(298)\approx-2.48\ \text{bar}$, so $\Psi\approx-2.48\ \text{bar}$. A plant cell whose interior is $\Psi=-1.0\ \text{bar}$ sits in this solution: since the solution is more negative, water moves out of the cell into the solution, and the cell loses turgor.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Watch water move by osmosis · ⁨Quan sát sự di chuyển của nước qua thẩm thấu⁩

    Water moves across the membrane from high water potential to low, toward the more concentrated (hypertonic) side. Set the concentrations and watch which way the cell swells or shrinks. · ⁨Nước di chuyển xuyên màng từ thế năng lượng nước cao sang thấp, về phía bên có nồng độ cao hơn (tăng áp). Thiết lập nồng độ và xem tế bào phồng to hay co rút theo hướng nào.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ Thẩm thấu
    Tonicity/təˈnɪsɪti/ Độ đẳng áp
    hypotonic/ˌhaɪpəʊˈtɒnɪk/ hypo đẳng áp
    hypertonic/ˌhaɪpəˈtɒnɪk/ giả đẳng áp
    isotonic/ˌaɪsəˈtɒnɪk/ đồng tính
    Water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/ Tiềm năng nước
    Osmoregulation/ˌɒzmɔːɡjʊˈleɪʃn/ Osmoregulation (Cân bằng thẩm thấu)
    2.8

    Mechanisms of Membrane Transport

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.8.A: Describe the processes that allow ions and other molecules to move across membranes.

    • 2.8.A.1 Metabolic energy (such as that from ATP) is required for active transport of molecules across the membrane and to establish and maintain electrochemical gradients.
      • i. Membrane proteins are necessary for active transport.
      • ii. The $\mathrm{Na^+}/\mathrm{K^+}$ pump and ATPase contribute to the maintenance of the membrane potential.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.8.A: Mô tả các quá trình cho phép ion và các phân tử khác di chuyển qua màng.

    • 2.8.A.1 Năng lượng trao đổi chất (như năng lượng từ ATP) là cần thiết cho vận chuyển chủ động của các phân tử qua màng và để thiết lập, duy trì gradient điện hóa.
      • i. Protein màng là cần thiết cho vận chuyển chủ động.
      • ii. Bơm $\mathrm{Na^+}/\mathrm{K^+}$ và ATPase đóng góp vào việc duy trì thế màng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Large materials move in bulk by vesicles: endocytosis 内吞 brings material in (the membrane engulfs it), and exocytosis 外排 sends material out (a vesicle fuses with the membrane). Both require energy and let cells import and secrete large molecules.

    Endocytosis brings material in; exocytosis releases it out
    Endocytosis brings material in; exocytosis releases it out
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    endocytosis/ˌendəʊsɪˈtəʊsɪs/ thực bào (endocytosis)
    exocytosis/eɡˌzɒsɪˈtəʊsɪs/ xuất bào (exocytosis)
    2.9

    Compartmentalization Inside the Cell

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics (ENE): Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 2.9.A: Describe the membrane-bound structures of the eukaryotic cell.

    • 2.9.A.1 Membranes and membrane-bound organelles in eukaryotic cells compartmentalize intracellular metabolic processes and specific enzymatic reactions.

    Learning Objective 2.9.B: Explain how internal membranes and membrane-bound organelles contribute to compartmentalization of eukaryotic cell functions.

    • 2.9.B.1 Internal membranes facilitate cellular processes by minimizing competing interactions and by increasing the surface area where reactions can occur.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng (ENE): Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội động thái ổn định.

    Mục tiêu học tập 2.9.A: Mô tả các cấu trúc có màng của tế bào nhân thực.

    • 2.9.A.1 Màng và các bào quan có màng trong tế bào nhân thực phân chia các quá trình trao đổi chất nội bào và các phản ứng enzyme cụ thể.

    Mục tiêu học tập 2.9.B: Giải thích cách các màng nội bào và các bào quan có màng đóng góp vào sự phân compartmentalization chức năng của tế bào nhân thực.

    • 2.9.B.1 Màng nội bào hỗ trợ các quá trình tế bào bằng cách giảm thiểu tương tác cạnh tranh và tăng diện tích bề mặt nơi các phản ứng có thể diễn ra.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Membranes create separate compartments 区室 so incompatible reactions can run at once and conditions (pH, ion levels) can be tuned locally. This organization boosts efficiency – the internal membranes also add surface area for reactions.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    compartments/kəmˈpɑːtmənts/ ngăn cách
    2.10

    The Origins of Cell Compartmentalization

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 1 — Evolution (EVO): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 2.10.A: Describe similarities and/or differences in compartmentalization between prokaryotic and eukaryotic cells.

    • 2.10.A.1 Membrane-bound organelles such as mitochondria and chloroplasts evolved from once free-living prokaryotic cells via endosymbiosis.
    • 2.10.A.2 Prokaryotes typically lack internal membrane-bound organelles but have internal regions with specialized structures and functions.
    • 2.10.A.3 Eukaryotic cells maintain internal membranes that partition the cell into specialized regions.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 1 — Tiến hóa (EVO): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 2.10.A: Mô tả những điểm tương tự và/hoặc khác biệt về sự phân vùng giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

    • 2.10.A.1 Các bào quan có màng như mitochondria và chloroplast tiến hóa từ các tế bào nhân sơ từng sống độc lập thông qua nội cộng sinh.
    • 2.10.A.2 Nhân sơ thường thiếu các bào quan có màng bên trong nhưng có các khu vực nội bộ với các cấu trúc và chức năng chuyên hóa.
    • 2.10.A.3 Tế bào nhân thực duy trì các màng nội bộ phân chia tế bào thành các khu vực chuyên hóa.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    The endosymbiotic theory 内共生学说 explains mitochondria and chloroplasts: they arose when a larger cell engulfed free-living prokaryotes that then lived inside it. The evidence – their own circular DNA, their own ribosomes, and double membranes – supports this shared evolutionary origin.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    endosymbiotic theory/ˌendəʊˌsɪmbaɪˈɒtɪk ˈθɪəri/ thuyết nội cộng sinh
    2.10

    Exam tips

    • Use the two AP-formula skills: surface-area-to-volume ratio (why cells stay small) and water potential $\Psi=\Psi_p+\Psi_s$ ($\Psi_s=-iCRT$).
    • Water moves toward the lower (more negative) water potential; predict swelling or shrinking from tonicity (hypo/hyper/isotonic).
    • Passive transport and osmosis need no energy (down the gradient); active transport needs ATP (against the gradient).
    • Distinguish diffusion, facilitated diffusion (a channel/carrier protein), and active transport.
    • Explain membrane selectivity from the phospholipid bilayer — small non-polar molecules cross, large/charged ones need help.
  • 3

    Cellular Energetics · ⁨Sinh năng lượng tế bào⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    3.1

    Enzymes as Biological Catalysts

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 3.1.A: Explain how enzymes affect the rate of biological reactions.

    • 3.1.A.1 The structure and function of enzymes contribute to the regulation of biological processes. Enzymes are proteins that are biological catalysts that facilitate chemical reactions in cells by lowering the activation energy.
    • 3.1.A.2 For an enzyme-mediated chemical reaction to occur, the shape and charge of the substrate must be compatible with the active site of the enzyme. This is illustrated by the enzyme-substrate complex model.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 3.1.A: Giải thích cách enzyme ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh học.

    • 3.1.A.1 Cấu trúc và chức năng của enzyme đóng góp vào việc điều chỉnh các quá trình sinh học. Enzyme là protein đóng vai trò xúc tác sinh học, thúc đẩy các phản ứng hóa học trong tế bào bằng cách làm giảm năng lượng kích hoạt.
    • 3.1.A.2 Để một phản ứng hóa học do enzyme xúc tác xảy ra, hình dạng và điện tích của cơ chất phải tương thích với trung tâm hoạt động của enzyme. Điều này được minh họa qua mô hình phức hợp enzyme-cơ chất.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Biological washing powder uses enzymes that work at moderate temperature and pH
    Biological washing powder uses enzymes that work at moderate temperature and pH

    An enzyme 酶 is a protein catalyst 催化剂 that speeds a reaction by lowering its activation energy 活化能, without being used up. Each enzyme has an active site 活性位点 that binds a specific substrate 底物 (the "lock and key" or induced fit), so enzymes are highly specific. They do not change whether a reaction is favorable – only how fast it goes.

    An enzyme lowers the activation energy of a reaction
    An enzyme lowers the activation energy of a reaction
    The lock-and-key and induced-fit models of enzyme action
    The lock-and-key and induced-fit models of enzyme action
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Raise substrate and watch the rate saturate · ⁨Tăng cơ chất và quan sát tốc độ bão hòa⁩

    An enzyme speeds a reaction by lowering activation energy. As substrate rises the rate climbs, then levels off once every active site is busy (saturation). · ⁨Một enzyme xúc tác phản ứng bằng cách làm giảm năng lượng hoạt hóa. Khi cơ chất tăng lên, tốc độ tăng lên, sau đó đi ngang khi tất cả các trung tâm hoạt động đã bận rộn (bão hòa).⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    enzyme/ˈenzaɪm/ enzyme
    catalyst/ˈkætəlɪst/ chất xúc tác
    activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ năng lượng hoạt hóa
    active site/ˈæktɪv saɪt/ trung tâm hoạt động
    substrate/ˈsʌbstreɪt/ cơ chất
    3.2

    Environmental Impacts on Enzyme Function

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 3.2.A: Explain how changes to the structure of an enzyme may affect its function.

    • 3.2.A.1 Change to the molecular structure of a component in an enzymatic system may result in a change to its function or efficiency.
      • i. Denaturation of proteins, such as enzymes, occurs when the protein structure is disrupted by a change in temperature, pH, or chemical environment, eliminating the ability to catalyze reactions.
      • ii. Environmental temperatures and pH outside the optimal range for a given enzyme will cause changes to its structure (by disrupting the hydrogen bonds), altering the efficiency with which it catalyzes reactions.
    • 3.2.A.2 In some cases, enzyme denaturation is reversible, allowing the enzyme to regain activity.

    Learning Objective 3.2.B: Explain how the cellular environment affects enzyme activity.

    • 3.2.B.1 The relative concentrations of substrates and products determine how efficiently an enzymatic reaction proceeds.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 3.2.A: Giải thích cách những thay đổi về cấu trúc của enzyme có thể ảnh hưởng đến chức năng của nó.

    • 3.2.A.1 Thay đổi cấu trúc phân tử của một thành phần trong hệ thống enzyme có thể dẫn đến thay đổi chức năng hoặc hiệu suất của nó.
      • i. Sự biến tính của protein, chẳng hạn như enzyme, xảy ra khi cấu trúc protein bị phá vỡ do sự thay đổi về nhiệt độ, pH hoặc môi trường hóa học, làm mất khả năng xúc tác phản ứng.
      • ii. Nhiệt độ và pH môi trường nằm ngoài khoảng tối ưu cho một enzyme nhất định sẽ gây ra những thay đổi về cấu trúc (bằng cách phá vỡ liên kết hydro), làm thay đổi hiệu suất xúc tác phản ứng của nó.
    • 3.2.A.2 Trong một số trường hợp, sự biến tính của enzyme có thể đảo ngược, cho phép enzyme khôi phục lại hoạt tính.

    Mục tiêu học tập 3.2.B: Giải thích cách môi trường tế bào ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme.

    • 3.2.B.1 Nồng độ tương đối của cơ chất và sản phẩm quyết định mức độ hiệu quả mà phản ứng enzyme diễn ra.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Enzyme activity depends on conditions. Each enzyme has an optimal temperature and pH; beyond it, the protein denatures 变性 (loses shape) and stops working. Substrate concentration raises the rate until the enzyme saturates. Inhibitors 抑制剂 slow enzymes – competitive ones block the active site, noncompetitive ones bind elsewhere and change the shape.

    Each enzyme has an optimum pH
    Each enzyme has an optimum pH
    Rate rises to an optimum temperature, then falls as the enzyme denatures
    Rate rises to an optimum temperature, then falls as the enzyme denatures
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Change temperature and watch enzyme activity · ⁨Thay đổi nhiệt độ và quan sát hoạt tính enzyme⁩

    Each enzyme has an optimum temperature and pH. Too cold is slow; too hot denatures the enzyme so its active site loses shape and activity crashes. · ⁨Mỗi enzyme có nhiệt độ tối ưu và pH. Quá lạnh thì chậm; quá nóng sẽ biến tính enzyme khiến trung tâm hoạt động mất hình dạng và hoạt tính sụp đổ.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    denatures/ˈdenətʃəz/ biến tính
    Inhibitors/ɪnˈhɪbɪtəz/ chất ức chế
    3.3

    Cellular Energy and ATP

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 3.3.A: Describe the role of energy in living organisms.

    • 3.3.A.1 All living systems require an input of energy.
    • 3.3.A.2 Life requires a highly ordered system and does not violate the first and second laws of thermodynamics.
      • i. Energy input must exceed energy loss to maintain order and to power cellular processes.
      • ii. Cellular processes that release energy may be coupled with cellular processes that require energy.
      • iii. Significant loss of order or energy flow results in death.
      • Exclusion statement: Students will need to understand the concept of energy, but the equation for Gibbs free energy is beyond the scope of the AP Exam.
    • 3.3.A.3 Energy-related pathways in biological systems are sequential to allow for a more controlled transfer of energy. A product of a reaction in a metabolic pathway is typically the reactant for the subsequent step in the pathway.

    Learning Objective 3.3.B: Explain how shared, conserved, and fundamental processes and features support the concept of common ancestry for all organisms.

    • 3.3.B.1 Core metabolic pathways (e.g., glycolysis, oxidative phosphorylation) are conserved across all currently recognized domains (Archaea, Bacteria, and Eukarya).
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 3.3.A: Mô tả vai trò của năng lượng trong các sinh vật sống.

    • 3.3.A.1 Tất cả các hệ thống sống đều yêu cầu đầu vào năng lượng.
    • 3.3.A.2 Sự sống đòi hỏi một hệ thống có trật tự cao và không vi phạm định luật thứ nhất và thứ hai của nhiệt động lực học.
      • i. Đầu vào năng lượng phải lớn hơn tổn thất năng lượng để duy trì trật tự và cung cấp năng lượng cho các quá trình tế bào.
      • ii. Các quá trình tế bào giải phóng năng lượng có thể được ghép nối với các quá trình tế bào cần năng lượng.
      • iii. Sự mất mát đáng kể trật tự hoặc dòng chảy năng lượng sẽ dẫn đến cái chết.
      • Lưu ý loại trừ: Học sinh sẽ cần hiểu khái niệm về năng lượng, nhưng phương trình năng lượng tự do Gibbs nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.
    • 3.3.A.3 Các con đường liên quan đến năng lượng trong các hệ thống sinh học diễn ra theo chuỗi để cho phép quá trình truyền tải năng lượng được kiểm soát tốt hơn. Sản phẩm của một phản ứng trong một con đường trao đổi chất thường là chất tham gia cho bước tiếp theo trong con đường đó.

    Mục tiêu học tập 3.3.B: Giải thích cách các quá trình và đặc điểm chung, được bảo tồn và mang tính nền tảng hỗ trợ khái niệm tổ tiên chung của tất cả các sinh vật.

    • 3.3.B.1 Các con đường trao đổi chất cốt lõi (ví dụ: đường phân, phosphoryl hóa oxy hóa) được bảo tồn trên tất cả các miền được công nhận hiện nay (Archaea, Bacteria và Eukarya).

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    ATP (adenosine triphosphate) is the cell's energy currency. Energy is stored in its phosphate bonds; breaking off a phosphate (ATP → ADP) releases energy to power cellular work, and reattaching one stores energy. Cells constantly recycle ATP, coupling energy-releasing reactions to energy-requiring ones.

    The ATP-ADP cycle stores and releases energy
    The ATP-ADP cycle stores and releases energy

    Life and the laws of thermodynamics

    A living cell is highly ordered, and that order is often mistaken for a violation of physics. It is not.

    • The first law 热力学第一定律 says energy is conserved: it changes form but is never created or destroyed. A cell does not make energy — it transforms the chemical energy of glucose, or the light energy of the Sun, into the chemical energy of ATP.
    • The second law 热力学第二定律 says that in any energy transfer, some energy is lost as heat and the entropy 熵 of the universe increases. A cell builds order inside itself, but only by releasing more disorder to its surroundings, mostly as heat.

    So life requires a constant input of free energy 自由能 from outside. This is why an organism cut off from its energy source dies: maintaining order is not free, and the moment the input stops, the ordered system runs down.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    The first law/ðə fɜːst lɔː/ Định luật thứ nhất
    The second law/ðə ˈsekənd lɔː/ Định luật thứ hai
    entropy/ˈentrəpi/ entropy
    constant input of free energy/ˈkɒnstənt ˈɪnpʊt ɒv friː ˈenədʒi/ nguồn cung cấp năng lượng tự do liên tục
    3.4

    Photosynthesis

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 3.4.A: Describe the photosynthetic processes and structural features of the chloroplast that allow organisms to capture and store energy.

    • 3.4.A.1 Photosynthesis is the series of reactions that use carbon dioxide $(\mathrm{CO_2})$, water $(\mathrm{H_2O})$, and light energy to make carbohydrates and oxygen $(\mathrm{O_2})$.
      • i. Photosynthetic organisms capture energy from the sun and produce sugars that can be used in biological processes or stored.
      • ii. Photosynthesis first evolved in prokaryotic organisms.
      • iii. Scientific evidence supports the claim that prokaryotic (cyanobacterial) photosynthesis was responsible for the production of an oxygenated atmosphere.
      • iv. Prokaryotic photosynthetic pathways were the foundation of eukaryotic photosynthesis.
      • Exclusion statement: Memorization of the steps in the Calvin cycle, the structure of the molecules, and the names of the enzymes involved, with the exception of ATP synthase, is beyond the scope of the AP Exam.
    • 3.4.A.2 Stroma and thylakoids are found within the chloroplast.
      • i. The stroma is the fluid within the inner chloroplast membrane and outside the thylakoid. The carbon fixation (Calvin cycle) reactions of photosynthesis occur in the stroma.
      • ii. The thylakoid membranes contain chlorophyll pigments organized into two photosystems, as well as electron transport proteins.
      • iii. Thylakoids are organized in stacks called grana. The light reactions of photosynthesis occur in the grana.
    • 3.4.A.3 The light reactions of photosynthesis in eukaryotes involve a series of coordinated reaction pathways that capture energy present in light to yield ATP and NADPH, which power the production of organic molecules in the Calvin cycle. This provides energy for metabolic processes.

    Learning Objective 3.4.B: Explain how cells capture energy from light and transfer it to biological molecules for storage and use.

    • 3.4.B.1 Electron transport chain (ETC) reactions occur in chloroplasts, in mitochondria, and across prokaryotic plasma membranes. In photosynthesis, electrons that pass through the thylakoid membrane are picked up and ultimately transferred to $\mathrm{NADP^+}$ reducing it to NADPH in photosystem I.
      • Exclusion statement: The full names of the specific electron carriers in the electron transport chain are beyond the scope of the AP Exam.
      • Exclusion statement: Specific steps, names of enzymes, and intermediates of the pathways for these processes are beyond the scope of this course and the AP Exam.
    • 3.4.B.2 During photosynthesis, chlorophylls absorb energy from light, boosting electrons to a higher energy level in photosystems I and II. Water then splits, supplying electrons to replace those lost from photosystem II.
    • 3.4.B.3 Photosystems I and II are embedded in the thylakoid membranes of chloroplasts and are connected by the transfer of electrons through an ETC.
    • 3.4.B.4 When electrons are transferred between molecules in a series of oxidation/reduction reactions as they pass through the ETC, an electrochemical gradient of protons (hydrogen ions) is established across the thylakoid membrane. The membrane separates a region of low proton concentration outside the thylakoid membrane from a region of high proton concentration inside the thylakoid membrane.
    • 3.4.B.5 The formation of the proton gradient is linked to the synthesis of ATP from ADP and inorganic phosphate via ATP synthase. The flow of protons back through membrane-bound ATP synthase by chemiosmosis drives the formation of ATP from ADP and inorganic phosphate; this is known as photophosphorylation.
    • 3.4.B.6 The energy captured in the light reactions and transferred to ATP and NADPH powers the production of carbohydrates from carbon dioxide in the Calvin cycle. This occurs in the stroma of the chloroplast.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 3.4.A: Mô tả các quá trình quang hợp và các đặc điểm cấu trúc của lục lạp cho phép sinh vật bắt giữ và lưu trữ năng lượng.

    • 3.4.A.1 Quang hợp là chuỗi các phản ứng sử dụng carbon dioxide $(\mathrm{CO_2})$, nước $(\mathrm{H_2O})$ và năng lượng ánh sáng để tạo ra carbohydrate và oxy $(\mathrm{O_2})$.
      • i. Các sinh vật quang hợp bắt giữ năng lượng từ mặt trời và tạo ra đường, có thể được sử dụng trong các quá trình sinh học hoặc được lưu trữ.
      • ii. Quang hợp lần đầu tiên tiến hóa ở các sinh vật nhân sơ.
      • iii. Bằng chứng khoa học ủng hộ giả thuyết rằng quá trình quang hợp của sinh vật nhân sơ (cyanobacteria) đã tạo ra khí quyển có oxy.
      • iv. Các con đường quang hợp của sinh vật nhân sơ là nền tảng cho quá trình quang hợp của sinh vật nhân thực.
      • Câu loại trừ: Việc ghi nhớ các bước trong chu trình Calvin, cấu trúc của các phân tử và tên gọi của các enzyme tham gia, ngoại trừ ATP synthase, nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
    • 3.4.A.2 Stroma và thylakoid nằm bên trong lục lạp.
      • i. Stroma là chất lỏng bên trong màng trong của lục lạp và bên ngoài thylakoid. Các phản ứng cố định carbon (chu trình Calvin) của quang hợp diễn ra trong stroma.
      • ii. Màng thylakoid chứa các sắc tố diệp lục được tổ chức thành hai hệ quang, cũng như các protein vận chuyển electron.
      • iii. Thylakoid được xếp chồng lên nhau thành các khối gọi là grana. Các phản ứng phụ thuộc ánh sáng của quang hợp diễn ra ở grana.
    • 3.4.A.3 Các phản ứng phụ thuộc ánh sáng của quang hợp ở sinh vật nhân thực bao gồm một loạt các con đường phản ứng phối hợp nhằm thu nhận năng lượng từ ánh sáng để tạo ra ATP và NADPH, cung cấp năng lượng cho quá trình sản xuất các phân tử hữu cơ trong chu trình Calvin. Điều này cung cấp năng lượng cho các quá trình trao đổi chất.

    Mục tiêu học tập 3.4.B: Giải thích cách tế bào thu nhận năng lượng từ ánh sáng và truyền nó vào các phân tử sinh học để lưu trữ và sử dụng.

    • 3.4.B.1 Các phản ứng chuỗi vận chuyển electron (ETC) xảy ra trong lục lạp, ti thể và trên màng plasma của sinh vật nhân sơ. Trong quang hợp, các electron đi qua màng thylakoid sẽ được thu nhận và cuối cùng được truyền đến $\mathrm{NADP^+}$, làm khử nó thành NADPH tại hệ quang I.
      • Câu loại trừ: Tên đầy đủ của các chất mang electron cụ thể trong chuỗi vận chuyển electron nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
      • Câu loại trừ: Các bước cụ thể, tên enzyme và các chất trung gian của các con đường cho các quá trình này nằm ngoài phạm vi khóa học và đề thi AP.
    • 3.4.B.2 Trong quá trình quang hợp, các sắc tố diệp lục hấp thụ năng lượng từ ánh sáng, nâng cao mức năng lượng của electron trong hệ quang I và II. Nước sau đó bị phân ly, cung cấp electron để thay thế những electron đã mất khỏi hệ quang II.
    • 3.4.B.3 Hệ quang I và II nhúng trong màng thylakoid của lục lạp và được kết nối với nhau thông qua sự vận chuyển electron qua ETC.
    • 3.4.B.4 Khi electron được chuyển giao giữa các phân tử trong một loạt các phản ứng oxy hóa/khử khi đi qua ETC, một gradient điện hóa của proton (ion hydro) được thiết lập trên màng thylakoid. Màng ngăn cách vùng có nồng độ proton thấp bên ngoài màng thylakoid với vùng có nồng độ proton cao bên trong màng thylakoid.
    • 3.4.B.5 Sự hình thành gradient proton liên quan đến quá trình tổng hợp ATP từ ADP và phosphate vô cơ thông qua ATP synthase. Dòng chảy ngược của proton qua ATP synthase gắn màng bằng cơ chế hóa thẩm giúp thúc đẩy sự hình thành ATP từ ADP và phosphate vô cơ; đây được gọi là quang phosphoryl hóa.
    • 3.4.B.6 Năng lượng được thu nhận trong các phản ứng phụ thuộc ánh sáng và truyền vào ATP và NADPH cung cấp năng lượng cho quá trình sản xuất carbohydrate từ carbon dioxide trong chu trình Calvin. Quá trình này diễn ra trong stroma của lục lạp.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Chloroplasts fill plant mesophyll cells — the organelles of photosynthesis
    Chloroplasts fill plant mesophyll cells — the organelles of photosynthesis

    Photosynthesis 光合作用 captures light energy to build sugar from $\text{CO}_2$ and water, releasing $\text{O}_2$. It has two stages:

    The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH
    The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH
    • The light reactions (in the thylakoid membranes) use light to make ATP and NADPH and split water, releasing oxygen.
    • The Calvin cycle 卡尔文循环 (in the stroma) uses that ATP and NADPH to fix $\text{CO}_2$ into sugar.

    So light energy becomes chemical energy stored in glucose.

    Where the oxygen in the air came from

    Photosynthesis did not only feed the first organisms; it changed the planet. Scientific evidence supports the claim that photosynthesis by prokaryotes 原核生物 — specifically cyanobacteria 蓝细菌 — produced the oxygen that built Earth's oxygenated atmosphere 含氧大气.

    The evidence is physical: banded iron formations 条带状铁建造 in rocks about 2.4 billion years old record iron dissolved in the ocean being oxidised and precipitating out, which needs free oxygen. Before that event, called the Great Oxidation Event, the atmosphere held almost none.

    Two consequences matter for the rest of the course. Free oxygen made aerobic respiration possible, which releases far more ATP per glucose than anaerobic pathways do. And it was lethal to much of the anaerobic life already present, so it counts as one of the largest extinction events in Earth's history — an early example of organisms changing their own environment.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ Quang hợp
    Calvin cycle/ˈkælvɪn ˈsaɪkl/ chu trình Calvin
    prokaryotes/ˈprɒkərɪəʊts/ nhân sơ
    cyanobacteria/ˌsaɪəˌnɒbəkˈtɪərɪə/ cyanobacteria
    oxygenated atmosphere/ˈɒksɪdʒeneɪtɪd ˈætməsfɪə/ atmosphere giàu oxy
    banded iron formations/ˈbændɪd ˈaɪən fɔːˈmeɪʃnz/ đá sắt striated
    3.5

    Cellular Respiration

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 3.5.A: Describe the processes and structural features of mitochondria that allow organisms to use energy stored in biological macromolecules.

    • 3.5.A.1 Cellular respiration uses energy from biological macromolecules to synthesize ATP. Respiration and fermentation are characteristic of all forms of life.
    • 3.5.A.2 Aerobic cellular respiration in eukaryotes involves a series of coordinated enzyme-catalyzed reactions that capture energy from biological macromolecules.
    • 3.5.A.3 The ETC transfers electrons in a series of oxidation-reduction reactions that establish an electrochemical gradient across membranes.
      • i. In cellular respiration, electrons delivered by NADH and $\mathrm{FADH_2}$ are passed to a series of electron acceptors as they move toward the terminal electron acceptor, oxygen. Aerobic prokaryotes use oxygen as a terminal electron acceptor, while anaerobic prokaryotes use other molecules.
      • ii. The transfer of electrons, through the ETC, is accompanied by the formation of a proton gradient across the inner mitochondrial membrane, with the membrane(s) separating a region of high proton concentration outside the membrane from a region of low proton concentration inside the membrane. The folding of the inner membrane increases the surface area, which allows for more ATP to be synthesized. In prokaryotes, the passage of electrons is accompanied by the movement of protons across the plasma membrane.
      • iii. The flow of protons back through membrane-bound ATP synthase by chemiosmosis drives the formation of ATP from ADP and inorganic phosphate. This is known as oxidative phosphorylation in aerobic cellular respiration.
      • iv. In aerobic cellular respiration, decoupling oxidative phosphorylation from electron transport generates heat. This heat can be used by endothermic organisms to regulate body temperature.
      • Exclusion statement: The full names of the specific electron carriers in the electron transport chain are beyond the scope of the AP Exam.
      • Exclusion statement: Specific steps, names of enzymes, and intermediates of the pathways for these processes are beyond the scope of this course and the AP Exam.

    Learning Objective 3.5.B: Explain how cells obtain energy from biological macromolecules in order to power cellular functions.

    • 3.5.B.1 Glycolysis is a biochemical pathway that releases the energy in glucose molecules to form ATP (from ADP and inorganic phosphate), NADH (from $\mathrm{NAD^+}$), and pyruvate.
    • 3.5.B.2 Pyruvate is transported from the cytosol to the mitochondrion where oxidation occurs. This process releases electrons during the Krebs (citric acid) cycle, reducing $\mathrm{NAD^+}$ to NADH and FAD to $\mathrm{FADH_2}$, and releasing $\mathrm{CO_2}$.
    • 3.5.B.3 The Krebs cycle takes place in the mitochondrial matrix. During the Krebs cycle, carbon dioxide is released from organic intermediates, ATP is synthesized from ADP and inorganic phosphate, and electrons are transferred by the coenzymes $\mathrm{NAD^+}$ and FAD.
    • 3.5.B.4 Electrons extracted in glycolysis and Krebs cycle reactions are transferred by NADH and $\mathrm{FADH_2}$ to the ETC in the inner mitochondrial membrane.
    • 3.5.B.5 When electrons are transferred between molecules in a sequence of reactions as they pass through the ETC, an electrochemical gradient of protons (hydrogen ions) across the inner mitochondrial membrane is established. The pH inside the mitochondrial matrix is higher than in the intermembrane space.
    • 3.5.B.6 Fermentation allows glycolysis to proceed in the absence of oxygen and produces organic molecules such as alcohol and lactic acid.
      • Exclusion statement: Memorization of the steps in glycolysis and the Krebs cycle, and of the structures of the molecules and the names of the enzymes involved, is beyond the scope of this course and the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 3.5.A: Mô tả các quá trình và đặc điểm cấu trúc của ti thể cho phép sinh vật sử dụng năng lượng được lưu trữ trong các macromolecule sinh học.

    • 3.5.A.1 Hô hấp tế bào sử dụng năng lượng từ các macromolecule sinh học để tổng hợp ATP. Hô hấp và lên men là đặc trưng của mọi dạng sống.
    • 3.5.A.2 Hô hấp tế bào hiếu khí ở sinh vật nhân thực bao gồm một loạt các phản ứng xúc tác enzyme phối hợp nhằm thu nhận năng lượng từ các macromolecule sinh học.
    • 3.5.A.3 ETC vận chuyển electron trong một loạt các phản ứng oxy hóa-khử, thiết lập gradient điện hóa trên các màng.
      • i. Trong hô hấp tế bào, electron do NADH và $\mathrm{FADH_2}$ cung cấp được truyền qua một loạt các chất nhận electron khi chúng di chuyển về phía chất nhận electron cuối cùng là oxy. Sinh vật nhân sơ hiếu khí sử dụng oxy làm chất nhận electron cuối cùng, trong khi sinh vật nhân sơ kỵ khí sử dụng các phân tử khác.
      • ii. Sự vận chuyển electron qua ETC đi kèm với việc hình thành gradient proton trên màng trong ti thể, với màng ngăn cách vùng có nồng độ proton cao bên ngoài màng với vùng có nồng độ proton thấp bên trong màng. Sự gấp nếp của màng trong làm tăng diện tích bề mặt, cho phép tổng hợp nhiều ATP hơn. Ở sinh vật nhân sơ, sự di chuyển của electron đi kèm với sự vận chuyển proton qua màng plasma.
      • iii. Dòng chảy ngược của proton qua ATP synthase gắn màng bằng cơ chế hóa thẩm thúc đẩy sự hình thành ATP từ ADP và phosphate vô cơ. Đây được gọi là oxy phosphoryl hóa trong hô hấp tế bào hiếu khí.
      • iv. Trong hô hấp tế bào hiếu khí, việc tách biệt oxy phosphoryl hóa khỏi vận chuyển electron tạo ra nhiệt. Nhiệt này có thể được các sinh vật nội nhiệt sử dụng để điều hòa thân nhiệt.
      • Câu loại trừ: Tên đầy đủ của các chất mang electron cụ thể trong chuỗi vận chuyển electron nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
      • Câu loại trừ: Các bước cụ thể, tên enzyme và các chất trung gian của các con đường cho các quá trình này nằm ngoài phạm vi khóa học và đề thi AP.

    Mục tiêu học tập 3.5.B: Giải thích cách tế bào thu nhận năng lượng từ các macromolecule sinh học để cung cấp năng lượng cho các chức năng tế bào.

    • 3.5.B.1 Đường phân là một con đường sinh hóa giải phóng năng lượng trong các phân tử glucose để tạo ra ATP (từ ADP và phosphate vô cơ), NADH (từ $\mathrm{NAD^+}$) và pyruvate.
    • 3.5.B.2 Pyruvate được vận chuyển từ bào tương vào ti thể nơi xảy ra quá trình oxy hóa. Quá trình này giải phóng electron trong chu trình Krebs (chu trình axit citric), làm giảm $\mathrm{NAD^+}$ thành NADH và FAD thành $\mathrm{FADH_2}$, đồng thời giải phóng $\mathrm{CO_2}$.
    • 3.5.B.3 Chu trình Krebs diễn ra trong ma trận ti thể. Trong chu trình Krebs, carbon dioxide được giải phóng từ các chất trung gian hữu cơ, ATP được tổng hợp từ ADP và photphat vô cơ, và electron được truyền bởi các coenzyme $\mathrm{NAD^+}$ và FAD.
    • 3.5.B.4 Các electron được thu thập trong các phản ứng của glycolysis và chu trình Krebs được truyền bởi NADH và $\mathrm{FADH_2}$ đến ETC ở màng trong ti thể.
    • 3.5.B.5 Khi các electron được truyền giữa các phân tử theo một chuỗi phản ứng khi chúng đi qua ETC, một gradient điện hóa của proton (ion hydro) được thiết lập xuyên qua màng trong ti thể. Độ pH bên trong ma trận ti thể cao hơn so với không gian giữa hai màng.
    • 3.5.B.6 Lên men cho phép glycolysis tiếp diễn trong điều kiện thiếu oxy và tạo ra các phân tử hữu cơ như alcohol và axit lactic.
      • Câu loại trừ: Việc ghi nhớ các bước trong glycolysis và chu trình Krebs, cũng như cấu trúc của các phân tử và tên của các enzyme liên quan, nằm ngoài phạm vi của khóa học này và bài thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    TEM of a mitochondrion: folded inner membrane (cristae) multiplies surface for respiration
    TEM of a mitochondrion: folded inner membrane (cristae) multiplies surface for respiration

    Cellular respiration 细胞呼吸 releases the energy in glucose to make ATP, mostly using oxygen. Its stages:

    The stages of aerobic respiration and where in the cell they happen
    The stages of aerobic respiration and where in the cell they happen
    • Glycolysis 糖酵解 (in the cytoplasm) splits glucose, making a little ATP.
    • The Krebs cycle 克雷布斯循环 (mitochondrial matrix) releases $\text{CO}_2$ and loads electron carriers.
    • The electron transport chain 电子传递链 (inner membrane) uses those electrons to pump protons and make most of the ATP, with oxygen as the final electron acceptor.

    Without oxygen, cells use fermentation 发酵 to keep glycolysis running, making far less ATP. Photosynthesis and respiration are complementary – the products of one are the reactants of the other.

    Worked example. Aerobic respiration of one glucose nets about 2 ATP from glycolysis, 2 ATP from the Krebs cycle, and about 28 ATP from oxidative phosphorylation, for $\approx$ 32 ATP total. With no oxygen only glycolysis runs, so fermentation nets just 2 ATP per glucose — roughly 16 times less energy, which is why aerobic pathways dominate in oxygen-rich cells.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ Hô hấp tế bào
    Glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ Quá trình đường phân
    Krebs cycle/krebz ˈsaɪkl/ chu trình Krebs
    electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ chuỗi truyền electron
    fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ lên men
    3.5

    Exam tips

    • An enzyme lowers the activation energy and is not used up; its active site is specific to one substrate (lock and key).
    • Rate rises with temperature only up to the optimum — beyond it the enzyme denatures and the rate falls (unlike an ordinary reaction).
    • Know the ATP↔ADP cycle: breaking a phosphate releases energy to power the cell.
    • Write the overall equations: photosynthesis stores energy (builds glucose); respiration releases it (breaks glucose down) — they are opposites.
    • Match each stage to its location and whether it needs oxygen.
  • 4

    Cell Communication and Cell Cycle · ⁨Tín hiệu tế bào và chu kỳ tế bào⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    4.1

    Cell Communication · ⁨Truyền tin tế bào⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 4.1.A: Describe the ways that cells can communicate with one another.

    • 4.1.A.1 Cells communicate with one another through direct contact with other cells or from a distance via chemical signaling.
      • Illustrative examples for 4.1.A.1:
        • Immune cells interact through cell-to-cell contact, antigen-presenting cells (APCs), helper T-cells, and killer T-cells.

    Learning Objective 4.1.B: Explain how cells communicate with one another over short and long distances.

    • 4.1.B.1 Cells communicate over short distances by using local regulators that target cells in the vicinity of the signal-emitting cell.
      • Illustrative examples for 4.1.B.1:
        • Neurotransmitters
        • Plant immune response
        • Quorum sensing in bacteria
        • Morphogens in embryonic development
    • 4.1.B.2 Signals released by one cell type can travel long distances to target cells of another type.
      • Illustrative examples for 4.1.B.2:
        • Insulin
        • Human growth hormone
        • Thyroid hormones
        • Testosterone
        • Estrogen
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 4.1.A: Mô tả các cách mà tế bào có thể giao tiếp với nhau.

    • 4.1.A.1 Tế bào giao tiếp với nhau thông qua tiếp xúc trực tiếp với các tế bào khác hoặc từ khoảng cách xa thông qua tín hiệu hóa học.
      • *Ví dụ minh họa cho 4.1.A.1:
        • Các tế bào miễn dịch tương tác thông qua tiếp xúc tế bào-tế bào, tế bào trình diện kháng nguyên (APCs), tế bào T hỗ trợ và tế bào T sát thương.

    Mục tiêu học tập 4.1.B: Giải thích cách tế bào giao tiếp với nhau trên khoảng cách ngắn và dài.

    • 4.1.B.1 Tế bào giao tiếp trên khoảng cách ngắn bằng cách sử dụng các chất điều tiết cục bộ nhằm nhắm vào các tế bào ở gần tế bào phát tín hiệu.
      • *Ví dụ minh họa cho 4.1.B.1:
        • Neurotransmitter
        • Phản ứng miễn dịch của thực vật
        • Cảm biến mật độ quần thể trong vi khuẩn
        • Morphogen trong sự phát triển phôi
    • 4.1.B.2 Tín hiệu được giải phóng bởi một loại tế bào có thể di chuyển khoảng cách xa để nhắm vào các tế bào đích của một loại khác.
      • *Ví dụ minh họa cho 4.1.B.2:
        • Insulin
        • Hormone tăng trưởng con người
        • Hormone tuyến giáp
        • Testosterone
        • Estrogen

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Cells coordinate by sending and receiving chemical signals 信号. A signaling cell releases a ligand 配体 that binds a receptor 受体 on a target cell. Signals travel over different ranges: direct contact (cell junctions), local signaling (nearby cells, like neurotransmitters), and long-distance signaling (hormones 激素 through the blood).

    Tiếng Việt

    Tế bào phối hợp bằng cách gửi và nhận các tín hiệu hóa học. Một tế bào tín hiệu giải phóng một ligand liên kết với thụ thể trên tế bào đích. Tín hiệu di chuyển qua các khoảng cách khác nhau: liên lạc trực tiếp (kết nối tế bào), tín hiệu cục bộ (tế bào lân cận, như neurotransmitters), và tín hiệu khoảng xa (hormones qua máu).

    Một phân tử tín hiệu (ligand) liên kết với thụ thể tương ứng trên tế bào đích
    Một phân tử tín hiệu (ligand) liên kết với thụ thể phù hợp trên tế bào đích
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    signals/ˈsɪɡnlz/ tín hiệu
    ligand/ˈlɪɡænd/ phối tử
    receptor/rɪˈseptə/ thụ thể
    hormones/ˈhɔːməʊnz/ hormone
    Signal transduction/ˈsɪɡnl trænsˈdʌkʃn/ truyền tín hiệu
    4.2

    Introduction to Signal Transduction · ⁨Giới thiệu về truyền dẫn tín hiệu⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 4.2.A: Describe the components of a signal transduction pathway.

    • 4.2.A.1 Signal transduction pathways link signal receptions with cellular responses.
    • 4.2.A.2 Many signal transduction pathways include protein modifications and involve phosphorylation cascades.

    Learning Objective 4.2.B: Describe the role of components of a signal transduction pathway in producing a cellular response.

    • 4.2.B.1 Signaling begins with the recognition of a chemical messenger—a ligand—by a receptor protein in a target cell.
      • i. The ligand-binding domain of a receptor recognizes a specific chemical messenger, which can be a peptide (protein) or a small molecule.
      • ii. G protein-coupled receptors are an example of a receptor protein in eukaryotes.
      • iii. Receptors may be located on the surface of a target cell or in the cytoplasm or nucleus of the target cell.
    • 4.2.B.2 Signaling cascades relay signals from receptors to cell targets, often amplifying the incoming signals, resulting in the appropriate responses by the cell. Responses could include cell growth, secretion of molecules, or gene expression.
      • i. After the ligand binds, the intracellular domain of a receptor protein changes shape, initiating transduction of the signal.
      • ii. Enzymes and second messengers such as cyclic AMP (cAMP) relay and amplify the intracellular signal.
      • iii. Hormones are an example of a signaling messenger that can travel long distances in the bloodstream.
      • iv. The binding of ligands to ligand-gated channels can cause the channel to open or close.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 4.2.A: Mô tả các thành phần của đường truyền dẫn tín hiệu.

    • 4.2.A.1 Các đường truyền dẫn tín hiệu kết nối việc nhận tín hiệu với các phản ứng của tế bào.
    • 4.2.A.2 Nhiều đường truyền dẫn tín hiệu bao gồm sự biến đổi protein và liên quan đến các chuỗi phosphoryl hóa.

    Mục tiêu học tập 4.2.B: Mô tả vai trò của các thành phần trong đường truyền dẫn tín hiệu trong việc tạo ra phản ứng tế bào.

    • 4.2.B.1 Truyền tín hiệu bắt đầu với việc nhận diện một chất dẫn truyền hóa học—a ligand—bởi một protein thụ thể trong tế bào đích.
      • i. Miền liên kết ligand của thụ thể nhận diện một chất dẫn truyền hóa học cụ thể, có thể là peptide (protein) hoặc phân tử nhỏ.
      • ii. Thụ thể liên kết protein G là ví dụ về một protein thụ thể ở sinh vật nhân thực.
      • iii. Thụ thể có thể nằm trên bề mặt tế bào đích hoặc trong bào tương hoặc nhân của tế bào đích.
    • 4.2.B.2 Các chuỗi truyền tín hiệu truyền tải tín hiệu từ thụ thể đến mục tiêu tế bào, thường khuếch đại các tín hiệu đi vào, dẫn đến các phản ứng phù hợp của tế bào. Các phản ứng có thể bao gồm sự phát triển của tế bào, sự bài tiết phân tử hoặc biểu hiện gen.
      • i. Sau khi ligand liên kết, miền nội bào của protein thụ thể thay đổi hình dạng, khởi động quá trình truyền dẫn tín hiệu.
      • ii. Enzyme và các chất truyền tin thứ hai như cyclic AMP (cAMP) truyền tải và khuếch đại tín hiệu nội bào.
      • iii. Hormone là ví dụ về một chất dẫn truyền tín hiệu có thể di chuyển khoảng cách xa trong máu.
      • iv. Sự liên kết của ligand với các kênh phụ thuộc ligand có thể khiến kênh mở hoặc đóng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Signal transduction 信号转导 converts an outside signal into a cellular response in three stages: reception (ligand binds receptor), transduction (a relay of molecules inside the cell), and response (a change in the cell's activity, such as switching on a gene). Receptors are specific, so a cell only responds to signals it can receive.

    Tiếng Việt

    Truyền dẫn tín hiệu chuyển đổi tín hiệu bên ngoài thành phản ứng tế bào qua ba giai đoạn: tiếp nhận (ligand liên kết thụ thể), truyền dẫn (sự tiếp nối của các phân tử bên trong tế bào), và phản hồi (sự thay đổi hoạt động của tế bào, chẳng hạn như bật một gen). Thụ thể có tính đặc hiệu, vì vậy tế bào chỉ phản ứng với các tín hiệu mà nó có thể tiếp nhận.

    Xung đột hóa học: truyền dẫn tín hiệu chuyển thông điệp qua khe hở bằng ligand và thụ thể
    Khớp thần kinh hóa học: truyền dẫn tín hiệu truyền tin qua khe hở với ligand và thụ thể
    4.3

    Signal Transduction Pathways · ⁨Con đường truyền dẫn tín hiệu⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 4.3.A: Describe the different types of cellular responses elicited by a signal transduction pathway.

    • 4.3.A.1 Signal transduction may result in changes in gene expressions and cell function, which may alter phenotype or result in programmed cell death (apoptosis).
      • Illustrative examples for 4.3.A.1:
        • Use of chemical messengers by microbes to communicate with other nearby cells and to regulate specific pathways in response to population density (quorum sensing)
        • Epinephrine stimulation of glycogen breakdown in mammals

    Learning Objective 4.3.B: Explain how a change in the structure of any signaling molecule affects the activity of the signaling pathway.

    • 4.3.B.1 Changes in signal transduction pathways can alter cellular responses. Mutations in any domain of the receptor protein or in any component of the signaling pathway may affect the downstream components by altering the subsequent transduction of the signal.
      • Illustrative examples for 4.3.B.1:
        • Cytokines regulate gene expression to allow for cell replication and division.
        • Mating pheromones in yeast trigger mating gene expression.
        • Ethylene levels cause changes in the production of different enzymes allowing fruits to ripen.
        • HOX genes regulate animal body plans during embryonic development.
    • 4.3.B.2 Chemicals that interact with any component of the signaling pathway may activate or inhibit the pathway.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 4.3.A: Mô tả các loại phản ứng tế bào khác nhau được kích hoạt bởi một đường truyền dẫn tín hiệu.

    • 4.3.A.1 Truyền dẫn tín hiệu có thể dẫn đến những thay đổi trong biểu hiện gen và chức năng tế bào, có thể làm thay đổi kiểu hình hoặc dẫn đến chết tế bào theo chương trình (apoptosis).
      • *Ví dụ minh họa cho 4.3.A.1:
        • Sử dụng chất dẫn truyền hóa học bởi vi sinh vật để giao tiếp với các tế bào lân cận khác và để điều chỉnh các đường dẫn cụ thể dựa trên mật độ quần thể (cảm biến mật độ)
        • Kích thích epinephrine đối với sự phân hủy glycogen ở động vật có vú

    Mục tiêu học tập 4.3.B: Giải thích cách sự thay đổi cấu trúc của bất kỳ phân tử nào dẫn truyền tín hiệu ảnh hưởng đến hoạt động của đường truyền dẫn tín hiệu.

    • 4.3.B.1 Những thay đổi trong các đường truyền dẫn tín hiệu có thể làm thay đổi các phản ứng tế bào. Đột biến ở bất kỳ miền nào của protein thụ thể hoặc ở bất kỳ thành phần nào của đường truyền dẫn tín hiệu có thể ảnh hưởng đến các thành phần hạ lưu bằng cách thay đổi quá trình truyền dẫn tín hiệu tiếp theo.
      • *Ví dụ minh họa cho 4.3.B.1:
        • Cytokine điều hòa biểu hiện gen để cho phép sự nhân lên và phân chia tế bào.
        • Pheromone giao phối trong nấm men kích hoạt biểu hiện gen giao phối.
        • Mức độ ethylene gây ra những thay đổi trong sản xuất các enzyme khác nhau cho phép trái cây chín.
        • Gen HOX điều kế hoạch cơ thể động vật trong quá trình phát triển phôi.
    • 4.3.B.2 Các hóa chất tương tác với bất kỳ thành phần nào của con đường tín hiệu có thể kích hoạt hoặc ức chế con đường đó.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    In the transduction stage, the signal passes through a pathway – often a cascade of proteins that activate one another, frequently amplifying the signal so a few ligands trigger a large response. Second messengers (like cyclic AMP or calcium ions) spread the signal quickly through the cell. A change in one step can alter the whole outcome.

    Tiếng Việt

    Trong giai đoạn truyền dẫn, tín hiệu đi qua một con đường — thường là một chuỗi cascades protein kích hoạt lẫn nhau, thường khuếch đại tín hiệu để vài ligand kích hoạt một phản ứng lớn. Tin nhắn thứ hai (như cyclic AMP hoặc ion canxi) lan truyền tín hiệu nhanh chóng khắp tế bào. Sự thay đổi ở một bước có thể làm thay đổi toàn bộ kết quả.

    A cascade truyền tín hiệu khuếch đại thông điệp bên trong tế bào
    A signalling cascade amplifies the message inside the cell
    4.4

    Feedback · ⁨Phản hồi⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 4.4.A: Explain how positive and negative feedback helps maintain homeostasis.

    • 4.4.A.1 Organisms use feedback mechanisms to maintain their internal environments in response to internal and external changes.
      • i. Negative feedback mechanisms maintain homeostasis by reducing the initial stimulus to regulate physiological processes. If a system is perturbed or disrupted, negative feedback mechanisms return the system back to its target set point. These processes operate at the molecular, cellular, and organismal levels.
        • Illustrative examples for 4.4.A.1.i:
          • Blood sugar regulation by insulin/glucagon
      • ii. Positive feedback mechanisms amplify responses and processes in biological organisms. The variable initiating the response is moved further away from the initial set point. Amplification occurs when the stimulus is further intensified, which, in turn, initiates an additional response that produces system change.
        • Illustrative examples for 4.4.A.1.ii:
          • Lactation in mammals
          • Onset of labor in childbirth
          • Ripening of fruit
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 4.4.A: Giải thích cách phản hồi dương và phản hồi âm giúp duy trì cân bằng nội môi.

    • 4.4.A.1 Sinh vật sử dụng các cơ chế phản hồi để duy trì môi trường bên trong ổn định trước những thay đổi bên trong và bên ngoài.
      • i. Cơ chế phản hồi âm duy trì cân bằng nội môi bằng cách giảm bớt kích thích ban đầu để điều hòa các quá trình sinh lý. Nếu một hệ thống bị xáo trộn, cơ chế phản hồi âm sẽ đưa hệ thống trở lại điểm đặt mục tiêu. Những quá trình này hoạt động ở cấp độ phân tử, tế bào và cơ thể.
        • Ví dụ minh họa cho 4.4.A.1.i:
          • Điều chỉnh đường huyết bởi insulin/glucagon
      • ii. Cơ chế phản hồi dương khuếch đại các phản ứng và quá trình trong sinh vật. Biến số khởi phát phản ứng bị đẩy xa hơn khỏi điểm đặt ban đầu. Sự khuếch đại xảy ra khi kích thích được tăng cường thêm, qua đó khởi phát một phản ứng bổ sung tạo ra sự thay đổi của hệ thống.
        • Ví dụ minh họa cho 4.4.A.1.ii:
          • Tiết sữa ở động vật có vú
          • Bắt đầu chuyển dạ trong sinh con
          • Chín trái cây

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Feedback 反馈 keeps systems balanced:

    • Negative feedback 负反馈 counteracts a change to restore a set point (like a thermostat) – it maintains homeostasis 稳态.
    • Positive feedback 正反馈 amplifies a change to push a process to completion (like childbirth contractions or blood clotting).
    Tiếng Việt

    Phản hồi giúp duy trì sự cân bằng cho hệ thống:

    Phản hồi âm phát hiện và sửa đổi một sự thay đổi
    Negative feedback detects and corrects a change
    • Phản hồi âm chống lại sự thay đổi để khôi phục điểm đặt (như máy điều hòa nhiệt độ) — nó duy trì homeostasis.
    • Phản hồi dương khuếch đại một thay đổi để đẩy quá trình đến khi hoàn thành (như co tử cung trong sinh nở hoặc đông máu).
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Negative feedback keeps things steady · ⁨Phản hồi âm giữ cho hệ thống ổn định⁩

    Negative feedback senses a change and reverses it, holding a variable (like blood glucose) near a set point. Push it away and watch the system correct. · ⁨Phản hồi âm cảm biến sự thay đổi và đảo ngược nó, giữ một đại lượng (như đường huyết) gần điểm thiết lập. Đẩy nó ra xa và xem hệ thống điều chỉnh.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Feedback/ˈfiːdbæk/ Phản hồi
    Negative feedback/ˈneɡətɪv ˈfiːdbæk/ Phản hồi âm
    homeostasis/ˌhəʊmiːəˈstɑːsiz/ cân bằng nội môi
    Positive feedback/ˈpɒzɪtɪv ˈfiːdbæk/ Phản hồi dương
    4.5

    Cell Cycle · ⁨Chu kỳ tế bào⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 4.5.A: Describe the events that occur in the cell cycle.

    • 4.5.A.1 The cell cycle is a highly regulated series of events that controls the growth and reproduction of eukaryotic cells.
      • i. The cell cycle consists of sequential stages of interphase (G1, S, G2), mitosis, and cytokinesis.
      • ii. G1 phase: The cell is metabolically active, duplicating organelles and cytosolic components.
      • iii. S phase: DNA is in the form of chromatin and replicates to form two sister chromatids connected at a centromere.
      • iv. G2 phase: Protein synthesis occurs, ATP is produced in large quantities, and centrosomes replicate.
      • v. A cell can enter a stage (G0) in which it no longer divides, but it can reenter the cell cycle in response to appropriate cues.
      • vi. Nondividing cells may exit the cell cycle or be held at a particular stage in the cell cycle.

    Learning Objective 4.5.B: Explain how mitosis results in the transmission of chromosomes from one generation of cells to the next.

    • 4.5.B.1 Mitosis is a process that ensures the transfer of a complete genome from a parent cell to two genetically identical daughter cells in eukaryotes.
      • i. Mitosis plays a role in growth, tissue repair, and asexual reproduction.
      • ii. Mitosis occurs in sequential steps (prophase, metaphase, anaphase, telophase) and alternates with interphase in the cell cycle.
      • iii. Prophase: Sister chromatids condense, mitotic spindle begins to form, and centrosomes move to opposite poles of the cell.
      • iv. Metaphase: Spindle fibers align chromosomes along the equator of the cell.
      • v. Anaphase: Paired sister chromatids separate as spindle fibers pull chromatids toward poles.
      • vi. Telophase: Mitotic spindle breaks down, a new nuclear envelope develops, and then the cytoplasm divides.
      • vii. Cytokinesis: A cleavage furrow forms in animal cells or a cell plate forms in plant cells, resulting in two new daughter cells.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 4.5.A: Mô tả các sự kiện diễn ra trong chu kỳ tế bào.

    • 4.5.A.1 Chu kỳ tế bào là một chuỗi sự kiện được kiểm soát chặt chẽ, điều khiển sự phát triển và sinh sản của tế bào nhân thực.
      • i. Chu kỳ tế bào bao gồm các giai đoạn tuần tự: pha gian (G1, S, G2), mitosis và phân chia tế bào chất (cytokinesis).
      • ii. Pha G1: Tế bào hoạt động trao đổi chất, sao chép các bào quan và các thành phần tế bào chất.
      • iii. Pha S: ADN ở dạng nhiễm sắc chất và sao chép để tạo thành hai nhiễm sắc chị nối với nhau tại tâm động.
      • iv. Pha G2: Tổng hợp protein diễn ra, ATP được sản xuất với lượng lớn, và trung tâm thể sao chép.
      • v. Một tế bào có thể đi vào giai đoạn (G0) nơi nó không còn phân chia nữa, nhưng có thể quay trở lại chu kỳ tế bào khi nhận được tín hiệu phù hợp.
      • vi. Các tế bào không phân chia có thể thoát khỏi chu kỳ tế bào hoặc bị giữ lại ở một giai đoạn cụ thể trong chu kỳ tế bào.

    Mục tiêu học tập 4.5.B: Giải thích làm thế nào mitosis dẫn đến việc truyền nhiễm sắc thể từ thế hệ tế bào này sang thế hệ tiếp theo.

    • 4.5.B.1 Mitosis là một quá trình đảm bảo việc truyền tải bộ gen hoàn chỉnh từ tế bào mẹ sang hai tế bào con giống hệt nhau về mặt di truyền ở sinh vật nhân thực.
      • i. Mitosis đóng vai trò trong sự phát triển, sửa chữa mô và sinh sản vô tính.
      • ii. Mitosis diễn ra theo từng bước tuần tự (kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau, kỳ cuối) và xen kẽ với pha gian trong chu kỳ tế bào.
      • iii. Kỳ đầu: Hai nhiễm sắc chị co đặc, thoi phân bào bắt đầu hình thành, và trung tâm thể di chuyển đến hai cực đối diện của tế bào.
      • iv. Kỳ giữa: Sợi thoi sắp xếp các nhiễm sắc thể dọc theo xích đạo của tế bào.
      • v. Kỳ sau: Hai nhiễm sắc chị tách nhau ra khi sợi thoi kéo các nhiễm sắc chị về hai cực.
      • vi. Kỳ cuối: Thoi phân bào tan rã, màng nhân mới được hình thành, sau đó tế bào chất phân chia.
      • vii. Phân chia tế bào chất: Vết rãnh phân chia hình thành ở động vật hoặc đĩa tế bào hình thành ở thực vật, tạo ra hai tế bào con mới.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    The cell cycle 细胞周期 is the life of a cell from one division to the next: interphase 间期 (G1 growth, S DNA replication, G2 preparation) followed by mitosis 有丝分裂 (M) and cytokinesis, which produce two identical daughter cells. Interphase takes most of the time; DNA is copied only in S phase.

    Tiếng Việt
    Tế bào đầu rễ hành ở các giai đoạn khác nhau của phân bào nguyên phân (kính hiển vi sáng)
    Tế bào đầu rễ hành ở các giai đoạn khác nhau của phân bào nguyên phân (kính hiển vi sáng)

    Chu kỳ tế bào là vòng đời của một tế bào từ lần phân chia này sang lần phân chia tiếp theo: giai đoạn giữa (tăng trưởng G1, sao chép DNA ở pha S, chuẩn bị G2) sau đó là phân bào nguyên phân (M) và phân chia tế bào chất, tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau. Giai đoạn giữa chiếm phần lớn thời gian; DNA chỉ được sao chép ở pha S.

    Chu kỳ tế bào: giai đoạn giữa, sau đó là phân bào nguyên phân và phân chia tế bào chất
    Chu kỳ tế bào: giai đoạn giữa, sau đó là phân bào nguyên phân và phân chia tế bào chất
    Một fibroblast đang phân chia: cytokinesis tách một tế bào thành hai sau khi mitosis hoàn tất
    A fibroblast dividing: cytokinesis splits one cell into two after mitosis finishes
    Đầu rễ hành ở kỳ giữa: các nhiễm sắc thể xếp thành hàng trước khi hai nhiễm sắc tử tách ra
    Đầu rễ hành ở trung kỳ: nhiễm sắc thể xếp hàng trước khi nhiễm sắc anh em tách rời
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Step through the cell cycle · ⁨Bước qua chu kỳ tế bào⁩

    The cell cycle copies the DNA (S phase) then splits it evenly in mitosis, producing two identical cells. Step through the stages. · ⁨Chu kỳ tế bào sao chép DNA (giai đoạn S) sau đó chia đều trong nguyên phân, tạo ra hai tế bào giống hệt nhau. Bước qua các giai đoạn.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    cell cycle/sel ˈsaɪkl/ chu kỳ tế bào
    interphase/ˌɪntəˈfeɪz/ chu kỳ tế bào
    mitosis/maɪˈtəʊsɪs/ nguyên phân
    checkpoints/ˈtʃekpɔɪnts/ checkpoint
    cancer/ˈkænsə/ ung thư
    4.6

    Regulation of Cell Cycle · ⁨Sự điều hòa chu kỳ tế bào⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 4.6.A: Describe the role of checkpoints in regulating the cell cycle.

    • 4.6.A.1 A number of internal controls or checkpoints regulate progression through the cell cycle.
    • 4.6.A.2 Interactions between cyclins and cyclin-dependent kinases control the cell cycle.
      • Exclusion statement: Knowledge of specific cyclin-CdK pairs or growth factors is beyond the scope of the AP Exam.

    Learning Objective 4.6.B: Describe the effects of disruptions to the cell cycle on the cell or organism.

    • 4.6.B.1 Disruptions to the cell cycle may result in cancer or apoptosis (programmed cell death).
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 4.6.A: Mô tả vai trò của các điểm kiểm tra trong việc điều hòa chu kỳ tế bào.

    • 4.6.A.1 Một số cơ chế kiểm soát bên trong hoặc các điểm kiểm tra điều hòa sự tiến triển qua chu kỳ tế bào.
    • 4.6.A.2 Tương tác giữa cyclin và các kinase phụ thuộc cyclin kiểm soát chu kỳ tế bào.
      • Lưu ý loại trừ: Kiến thức về các cặp cyclin-CdK cụ thể hoặc các yếu tố tăng trưởng nằm ngoài phạm vi đề thi AP.

    Mục tiêu học tập 4.6.B: Mô tả các ảnh hưởng của sự gián đoạn chu kỳ tế bào lên tế bào hoặc cơ thể.

    • 4.6.B.1 Sự gián đoạn chu kỳ tế bào có thể dẫn đến ung thư hoặc apoptosis (chết tế bào theo chương trình).

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    The cycle is controlled at checkpoints 检查点 that verify conditions before proceeding (Is the DNA intact? Are chromosomes attached?). Internal signals (cyclins and their kinases) and external signals drive the cycle forward. When this control fails – for example, a mutation that ignores a checkpoint – cells divide uncontrollably, which underlies cancer 癌症.

    Worked example. Signal amplification in a cascade: one hormone activates one receptor, which switches on about 100 relay proteins, and each of those makes about 1,000 second-messenger molecules — so a single signal produces roughly $100 \times 1000 = 10^{5}$ product molecules. This is why a hormone concentration as low as $10^{-9}\,\text{M}$ can trigger a large cellular response.

    Tiếng Việt

    Chu kỳ được kiểm soát tại các điểm kiểm tra xác minh điều kiện trước khi tiếp tục (DNA có nguyên vẹn không? Các nhiễm sắc thể đã gắn chưa?). Tín hiệu nội bộ (cyclin và kinase của chúng) và tín hiệu bên ngoài thúc đẩy chu kỳ tiến lên. Khi sự kiểm soát này thất bại – ví dụ, đột biến bỏ qua điểm kiểm tra – tế bào phân chia không kiểm soát được, đây là cơ sở của bệnh ung thư.

    Sự phân chia không kiểm soát từ việc bỏ qua các điểm kiểm tra tạo thành khối u
    Sự phân chia không kiểm soát từ các điểm kiểm tra thất bại tạo thành khối u

    Ví dụ minh họa. Khuếch đại tín hiệu trong cascade: một hormone kích hoạt một thụ thể, thứ này bật khoảng 100 protein chuyển tiếp, và mỗi protein đó tạo ra khoảng 1,000 phân tử tin nhắn thứ hai — vì vậy một tín hiệu đơn lẻ tạo ra khoảng $100 \times 1000 = 10^{5}$ sản phẩm. Đây là lý do tại sao nồng độ hormone thấp đến mức $10^{-9}\,\text{M}$ vẫn có thể kích hoạt phản ứng tế bào lớn.

    4.6

    Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

    English
    • In signal transduction name the three stages: reception → transduction → response.
    • Negative feedback reverses a change to keep conditions steady (homeostasis); positive feedback amplifies a change to completion (childbirth, clotting).
    • Order the cell cycle: interphase (grow, copy DNA in S phase) then mitosis → two identical daughter cells.
    • The DNA is copied once, in S phase, so each daughter gets a full copy.
    • Failed checkpoints allow uncontrolled division → cancer.
    Tiếng Việt
    • Trong truyền dẫn tín hiệu, hãy nêu ba giai đoạn: nhận → truyền dẫn → phản ứng.
    • Phản hồi âm đảo ngược một thay đổi để giữ cho điều kiện ổn định (cân bằng nội môi); phản hồi dương khuếch đại một thay đổi đến khi hoàn thành (sinh nở, đông máu).
    • Sắp xếp chu kỳ tế bào: giai đoạn giữa (tăng trưởng, sao chép DNA ở pha S) sau đó là phân bào nguyên phân → hai tế bào con giống hệt nhau.
    • DNA được sao chép một lần, ở pha S, nên mỗi tế bào con nhận được một bản sao đầy đủ.
    • Các điểm kiểm tra thất bại cho phép phân chia không kiểm soát → ung thư.
  • 5

    Heredity · ⁨Di truyền⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    5.1

    Meiosis · ⁨Phân bào giảm phân⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 5.1.A: Explain how meiosis results in the transmission of chromosomes from one generation to the next.

    • 5.1.A.1 Meiosis is a process that ensures the formation of haploid gamete cells, sometimes referred to as daughter cells, in sexually reproducing diploid organisms.
    • 5.1.A.2 Meiosis I involves the following steps:
      • i. Prophase I: Homologous chromosomes pair up and condense, synapsis occurs and then chiasmata may form, meiotic spindle begins to form, centrosomes move to opposite poles of the cell, and the nuclear envelope breaks down.
      • ii. Metaphase I: Meiotic spindle fibers align homologous pairs of chromosomes along the equator of the cell at the metaphase plate.
      • iii. Anaphase I: Homologous chromosomes separate, while sister chromatids remain attached, as meiotic spindle fibers pull chromosomes toward poles.
      • iv. Telophase I: Meiotic spindle breaks down, a new nuclear envelope develops, a cleavage furrow (animal cell) or cell plate (plant cell) forms, and cytokinesis occurs. Two haploid daughter cells are formed (at the end of meiosis I).
    • 5.1.A.3 Meiosis II involves the following steps:
      • i. Prophase II: Meiotic spindle forms; sister chromatids connected at the centromere attach to meiotic spindle.
      • ii. Metaphase II: Chromosomes align along the metaphase plate; the kinetochore of each chromatid is attached to a microtubule extending from the poles.
      • iii. Anaphase II: Proteins at the centromeres break down, and sister chromatids are pulled apart and toward opposite poles in the cell.
      • iv. Telophase II: Meiotic spindle breaks down, a new nuclear envelope develops, a cleavage furrow (animal cell) or a cell plate (plant cell) forms, chromatids begin to decondense, and cytokinesis occurs. Four haploid daughter cells are formed, each with an unduplicated chromatid.

    Learning Objective 5.1.B: Describe similarities and differences between the phases and outcomes of mitosis and meiosis.

    • 5.1.B.1 Mitosis and meiosis are similar in the use of a spindle apparatus to move chromosomes but differ in the number of cells produced and the genetic content of the daughter cells.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 5.1.A: Giải thích làm thế nào减数分裂 dẫn đến việc truyền nhiễm sắc thể từ thế hệ này sang thế hệ khác.

    • 5.1.A.1减数分裂 là một quá trình đảm bảo sự hình thành các tế bào giao tử đơn bội, đôi khi được gọi là tế bào con, ở các sinh vật lưỡng bội sinh sản hữu tính.
    • 5.1.A.2减数分裂 I bao gồm các bước sau:
      • i. Kỳ đầu I: Các nhiễm sắc thể tương đồng ghép đôi và co đặc, liên hợp xảy ra, sau đó chiasmata có thể hình thành, thoi减数分裂 bắt đầu hình thành, trung tâm thể di chuyển đến hai cực đối diện của tế bào, và màng nhân tan rã.
      • ii. Kỳ giữa I: Sợi thoi减数分裂 sắp xếp các cặp nhiễm sắc thể tương đồng dọc theo xích đạo của tế bào tại bàn metaphase.
      • iii. Kỳ sau I: Các nhiễm sắc thể tương đồng tách nhau ra, trong khi các nhiễm sắc chị vẫn gắn kết với nhau, khi sợi thoi减数分裂 kéo các nhiễm sắc thể về các cực.
      • iv. Kỳ cuối I: Thoi减数分裂 tan rã, màng nhân mới được hình thành, vết rãnh phân chia (tế bào động vật) hoặc đĩa tế bào (tế bào thực vật) hình thành, và cytokinesis diễn ra. Hai tế bào con đơn bội được hình thành (cuối减数分裂 I).
    • 5.1.A.3减数分裂 II bao gồm các bước sau:
      • i. Kỳ đầu II: Thoi减数分裂 hình thành; các nhiễm sắc chị nối với nhau tại tâm động gắn vào thoi减数分裂.
      • ii. Trung kỳ II: Các nhiễm sắc thể xếp thành hàng tại mặt xích đạo; kinetochore của mỗi chromatid gắn với một vi sợi kéo dài từ các cực tế bào.
      • iii. Anaphase II: Các protein tại tâm động phân rã, và các chromatid chị em bị kéo tách ra về hai cực đối diện trong tế bào.
      • iv. Telophase II: thoi phân ly bị phá vỡ, màng nhân mới hình thành, rãnh phân chia (tế bào động vật) hoặc tấm tế bào (tế bào thực vật) xuất hiện, các chromatid bắt đầu解开 xoắn, và quá trình phân chia tế bào chất diễn ra. Bốn tế bào con đơn bội được hình thành, mỗi tế bào chứa một chromatid chưa sao chép.

    Mục tiêu học tập 5.1.B: Mô tả sự tương đồng và khác biệt giữa các giai đoạn và kết quả của nguyên phân và giảm phân.

    • 5.1.B.1 Nguyên phân và giảm phân có sự tương đồng trong việc sử dụng bộ thoi để di chuyển nhiễm sắc thể, nhưng khác nhau về số lượng tế bào được tạo thành và nội dung di truyền của các tế bào con.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Meiosis 减数分裂 makes gametes 配子 (eggs and sperm) with half the chromosome number, so fertilization restores the full set. One diploid cell divides twice to give four haploid cells. Meiosis I separates homologous chromosomes 同源染色体 (reducing the number); meiosis II separates sister chromatids (like mitosis).

    Tiếng Việt
    Karyotype người: 22 cặp nhiễm sắc thể thường cùng với nhiễm sắc thể giới tính
    Karyotype người: 22 cặp NST thường plus NST giới tính

    Giảm phân tạo ra giao tử (trứng và tinh trùng) có nửa số lượng nhiễm sắc thể, giúp thụ tinh khôi phục bộ đầy đủ. Một tế bào lưỡng bội phân chia hai lần để tạo ra bốn tế bào đơn bội. Giảm phân I tách nhiễm sắc thể tương đồng (giảm số lượng); giảm phân II tách nhiễm sắc thể anh em (giống như phân bào nguyên phân).

    Giảm phân làm减半 số lượng nhiễm sắc thể trong hai lần phân chia
    Giảm phân làm减半 số lượng nhiễm sắc thể trong hai lần phân chia
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Divide a cell's chromosomes · ⁨Chia nhiễm sắc thể của tế bào⁩

    Meiosis halves the chromosome number and shuffles genes, making four genetically varied gametes. Step through to see the divisions. · ⁨Giảm phân làm giảm nửa số lượng nhiễm sắc thể và xáo trộn gen, tạo ra bốn giao tử đa dạng về mặt di truyền. Bước qua để xem các lần phân chia.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Meiosis/meɪˈəʊsɪs/ Giảm phân
    gametes/ˈɡæmiːts/ giao tử
    homologous chromosomes/həˈmɒləɡəs ˈkrəʊməsəʊmz/ nhiễm sắc thể tương đồng
    5.2

    Meiosis and Genetic Diversity · ⁨Giảm phân và Đa dạng di truyền⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 5.2.A: Explain how the process of meiosis generates genetic diversity.

    • 5.2.A.1 Correct separation of the homologous chromosomes in meiosis I and sister chromatids in meiosis II ensures that each gamete receives a haploid (1n) set of chromosomes that comprises an assortment of both maternal and paternal chromosomes. When incorrect separation occurs (nondisjunction), gametes are no longer haploid.
    • 5.2.A.2 During prophase I of meiosis, non-sister chromatids exchange genetic material via a process called crossing over (recombination), which increases genetic diversity among the resultant gametes.
    • 5.2.A.3 Sexual reproduction in eukaryotes increases genetic variation, including crossing over, random assortment of chromosomes during meiosis, and subsequent fertilization of gametes.
      • Exclusion statement: Knowledge of the details of sexual reproduction cycles in various plants and animals is beyond the scope of the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 5.2.A: Giải thích cách thức quá trình giảm phân tạo ra sự đa dạng di truyền.

    • 5.2.A.1 Sự phân ly chính xác của các nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân I và các chromatid chị em trong giảm phân II đảm bảo rằng mỗi giao tử nhận được một bộ nhiễm sắc thể đơn bội (1n) bao gồm sự phân tổ hợp cả nhiễm sắc thể mẹ và bố. Khi xảy ra phân ly sai (không phân ly), giao tử không còn là đơn bội nữa.
    • 5.2.A.2 Trong tiền kỳ I của giảm phân, các chromatid không chị em trao đổi vật liệu di truyền thông qua một quá trình gọi là hoán vị gen (tái tổ hợp), làm tăng sự đa dạng di truyền giữa các giao tử thu được.
    • 5.2.A.3 Sinh sản hữu tính ở sinh vật nhân thực làm tăng biến dị di truyền, bao gồm hoán vị gen, phân tổ hợp ngẫu nhiên của nhiễm sắc thể trong giảm phân, và quá thụ tinh sau đó của các giao tử.
      • Câu loại trừ: Kiến thức chi tiết về chu kỳ sinh sản hữu tính ở các loài thực vật và động vật khác nhau nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Meiosis shuffles genes three ways, so offspring differ from parents and each other:

    • Crossing over 交叉互换: homologous chromosomes swap segments in meiosis I.
    • Independent assortment 自由组合: each homologous pair lines up and separates randomly.
    • Random fertilization: any sperm can meet any egg.

    Together these create enormous variation – the raw material for evolution.

    Tiếng Việt

    Giảm phân xáo trộn gen theo ba cách, khiến thế hệ con khác với bố mẹ và khác nhau từng cá thể:

    Sắp xếp độc lập tạo ra nhiều tổ hợp giao tử
    Sắp xếp độc lập tạo ra nhiều tổ hợp giao tử
    Trộn chéo hoán vị đoạn giữa các nhiễm sắc thể tương đồng
    Trộn chéo hoán vị đoạn giữa các nhiễm sắc thể tương đồng
    • Trộn chéo (Crossing over): các nhiễm sắc thể tương đồng hoán vị đoạn ở giảm phân I.
    • Sắp xếp độc lập: mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng xếp hàng và tách rời ngẫu nhiên.
    • Thụ tinh ngẫu nhiên: bất kỳ tinh trùng nào cũng có thể gặp bất kỳ trứng nào.

    Cùng nhau, những yếu tố này tạo ra sự biến dị khổng lồ – nguyên liệu thô cho tiến hóa.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Crossing over/ˈkrɒsɪŋ ˈəʊvə/ Trao đổi đoạn
    Independent assortment/ˌɪndɪˈpendənt əˈsɔːtmənt/ Sắp xếp độc lập
    alleles/əˈliːlz/ alen
    genotype/ˈdʒenətaɪp/ kiểu gen
    phenotype/ˈfenətaɪp/ kiểu hình
    dominant/ˈdɒmɪnənt/ chiếm ưu thế
    recessive/rɪˈsesɪv/ lặn
    5.3

    Mendelian Genetics · ⁨Di truyền Mendel⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 5.3.A: Explain the inheritance of genes and traits as described by Mendel's laws.

    • 5.3.A.1 Mendel's laws of segregation and independent assortment can be applied to genes that are on different chromosomes.
    • 5.3.A.2 In most cases, fertilization involves the fusion of two haploid gametes, restoring the diploid number of chromosomes and increasing genetic variation in populations by creating new combinations of alleles in the zygote.
      • i. Rules of probability can be applied to analyze the passing of single-gene traits from parent to offspring.
      • ii. Monohybrid, dihybrid, and test crosses can be used to determine whether alleles are dominant or recessive.
      • iii. An organism's genotype is the set of alleles inherited for one or more genes by an individual organism. An organism's genotype can be homozygous or heterozygous for each gene.
      • iv. An organism's phenotype is the observable expression of the inherited traits.
      • v. Patterns of inheritance (autosomal, genetically linked, sex-linked) and whether an allele is dominant or recessive can often be predicted from data, including pedigrees. Punnett squares can be used to predict the genotypes and phenotypes of parents and offspring.
      • Equation (Laws of Probability): If $A$ and $B$ are mutually exclusive, then: $P(A \text{ or } B) = P(A) + P(B)$
      • Equation (Laws of Probability): If $A$ and $B$ are independent, then: $P(A \text{ and } B) = P(A) \times P(B)$
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 5.3.A: Giải thích sự di truyền của gen và tính trạng theo các định luật của Mendel.

    • 5.3.A.1 Các định luật phân ly và phân ly độc lập của Mendel có thể áp dụng cho các gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau.
    • 5.3.A.2 Trong hầu hết các trường hợp, thụ tinh liên quan đến sự fusion của hai giao tử đơn bội, khôi phục lại số lượng nhiễm sắc thể lưỡng bội và tăng sự đa dạng di truyền trong quần thể bằng cách tạo ra các tổ hợp alen mới trong hợp tử.
      • i. Các quy tắc xác suất có thể được áp dụng để phân tích sự truyền đạt các tính trạng đơn gen từ bố mẹ sang con cái.
      • ii. Các phép lai đơn, lai hai và phép lai kiểm tra có thể được sử dụng để xác định xem alen nào là trội hay lặn.
      • iii. Kiểu gen của một sinh vật là tập hợp các alen được di truyền cho một hoặc nhiều gen bởi cá thể đó. Kiểu gen của sinh vật có thể đồng hợp hoặc dị hợp cho mỗi gen.
      • iv. Kiểu hình của một sinh vật là biểu hiện quan sát được của các tính trạng đã di truyền.
      • v. Các mô hình di truyền (thường, liên kết gen, giới tính) và tính trội/lặn của một alen thường có thể được dự đoán từ dữ liệu, bao gồm phả hệ. Bảng Punnett có thể được sử dụng để dự đoán kiểu gen và kiểu hình của bố mẹ và con cái.
      • Phương trình (Các định luật Xác suất): Nếu $A$ và $B$ là các sự kiện loại trừ lẫn nhau, thì: $P(A \text{ or } B) = P(A) + P(B)$
      • Phương trình (Các định luật Xác suất): Nếu $A$ và $B$ là các sự kiện độc lập, thì: $P(A \text{ and } B) = P(A) \times P(B)$

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    A gene's alternative versions are alleles 等位基因. An organism's genotype 基因型 (its alleles) produces its phenotype 表型 (its traits). Mendel's rules: a dominant 显性 allele masks a recessive 隐性 one; the two alleles segregate into different gametes (law of segregation); genes for different traits assort independently. A Punnett square 庞纳特方格 predicts offspring ratios (a heterozygous cross gives 3:1). Homozygous 纯合 means two identical alleles; heterozygous 杂合 means two different.

    Worked example. For a dihybrid cross of two independent genes, $AaBb\times AaBb$, use the multiplication rule instead of a $16$-box square. Each gene alone gives $\tfrac34$ dominant, so the chance an offspring shows both dominant traits is $\tfrac34\times\tfrac34=\tfrac{9}{16}$, and the chance of the fully recessive $aabb$ is $\tfrac14\times\tfrac14=\tfrac{1}{16}$. Multiplying two independent $3{:}1$ ratios is what produces the classic $9{:}3{:}3{:}1$ pattern.

    Tiếng Việt
    Biến dị tự nhiên trong vân vỏ ốc - sự khác biệt có thể di truyền mà chọn lọc có thể tác động
    Biến dị tự nhiên trong vân vỏ ốc - sự khác biệt có thể di truyền mà chọn lọc có thể tác động

    Các phiên bản thay thế của một gen là allele. Kiểu gen của một sinh vật (các allele của nó) tạo ra kiểu hình (các đặc điểm của nó). Quy luật của Mendel: một allele trội che lấp một allele lặn; hai allele phân ly vào các giao tử khác nhau (quy luật phân ly); các gen quy định các tính trạng khác nhau sắp xếp độc lập. Bảng Punnett dự đoán tỷ lệ thế hệ con (phép lai dị hợp tử cho tỷ lệ 3:1). Đồng hợp tử nghĩa là hai allele giống nhau; dị hợp tử nghĩa là hai allele khác nhau.

    Bảng Punnett đơn lai cho tỷ lệ 3:1
    Bảng Punnett đơn lai cho tỷ lệ 3:1

    Ví dụ minh họa. Đối với phép lai dihybrid của hai gene độc lập, $AaBb\times AaBb$, sử dụng quy tắc nhân thay vì bảng vuông $16$. Mỗi gene riêng lẻ tạo ra $\tfrac34$ kiểu trội, vì vậy khả năng thế hệ con biểu hiện cả hai tính trạng trội là $\tfrac34\times\tfrac34=\tfrac{9}{16}$, và khả năng của kiểu lặn hoàn toàn $aabb$ là $\tfrac14\times\tfrac14=\tfrac{1}{16}$. Nhân hai tỷ lệ độc lập $3{:}1$ chính là điều tạo ra mô hình cổ điển $9{:}3{:}3{:}1$.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Cross two parents · ⁨Lai hai cá thể bố mẹ⁩

    A Punnett square combines each parent's alleles to predict the offspring ratios. Set the parent genotypes and read off the expected proportions. · ⁨A bảng Punnett kết hợp các alen của mỗi bố mẹ để dự đoán tỷ lệ con cái. Thiết lập kiểu gen của bố mẹ và đọc các tỷ lệ dự kiến.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Punnett square/ˈpʌnɪt skweə/ Ô Punnett
    Homozygous/ˌhɒməˈzɪɡəs/ homozygous
    heterozygous/ˌhetrəˈzɪɡəs/ dị hợp
    Incomplete dominance/ɪŋkəmˈpliːt ˈdɒmɪnəns/ Di truyền không hoàn toàn
    Codominance/ˈkəʊdəmɪnəns/ Đồng hiện tính
    polygenic/ˌpɒlɪˈdʒenɪk/ đa gen
    sex-linked/seks lɪŋkt/ liên kết giới tính
    5.4

    Non-Mendelian Genetics · ⁨Di truyền phi-Mendel⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 5.4.A: Explain deviations from Mendel's model of the inheritance of traits.

    • 5.4.A.1 Patterns of inheritance of many traits do not follow the ratios predicted by Mendel's laws and can be identified by quantitative analysis, when the observed phenotypic ratios statistically differ from the predicted ratios.
      • i. Genes located on the same chromosome are referred to as being genetically linked. The probability that these linked genes segregate together during meiosis can be used to calculate the map distance (or map units) between them on a chromosome. This calculation is called gene or genetic mapping.
      • ii. Codominance occurs when the phenotype from both alleles is expressed such that the heterozygote would have a different phenotype than either homozygote.
      • iii. Incomplete dominance occurs when neither allele of a gene can mask the other, so the phenotype of the heterozygote is a blended version of the dominant and recessive phenotypes.
    • 5.4.A.2 Some traits, known as sex-linked traits (X- or Y-linked), are determined by genes on sex chromosomes. The pattern of inheritance of sex-linked traits can often be predicted from data, including pedigrees, indicating the genotypes and phenotypes of both parents and offspring.
      • Illustrative examples for EK 5.4.A.2:
        • Sex-linked traits (X- or Y-linked) reside on sex chromosomes.
        • Sex-linked traits (X- or Y-linked) are inherited at higher rates in XY individuals than they are in XX individuals.
        • In certain species, the chromosomal basis of sex determination is not based on X and Y chromosomes (e.g., ZW in birds, haplodiploidy in bees).
    • 5.4.A.3 Pleiotropy is a phenomenon in which the expression of a single gene results in multiple traits or effects; these traits therefore do not segregate independently.
    • 5.4.A.4 Some traits result from non-nuclear inheritance.
      • i. Chloroplasts and mitochondria are randomly assorted to gametes and daughter cells; thus, traits determined by chloroplast and mitochondrial DNA do not follow simple Mendelian rules.
      • ii. In animals, mitochondria are usually transmitted by the egg and not by sperm; thus, traits determined by the mitochondrial DNA are typically maternally inherited.
      • iii. In plants, mitochondria and chloroplasts are transmitted in the ovule and not in the pollen; as such, mitochondria-determined and chloroplast-determined traits are typically maternally inherited.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 5.4.A: Giải thích các trường hợp lệch khỏi mô hình di truyền tính trạng của Mendel.

    • 5.4.A.1 Các mô hình di truyền của nhiều tính trạng không tuân theo tỷ lệ dự đoán bởi các định luật của Mendel và có thể được xác định thông qua phân tích định lượng, khi tỷ lệ kiểu hình quan sát được khác biệt về mặt thống kê so với tỷ lệ dự đoán.
      • i. Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể được gọi là liên kết gen. Xác suất các gen liên kết này phân ly cùng nhau trong giảm phân có thể được sử dụng để tính toán khoảng cách bản đồ (hoặc đơn vị bản đồ) giữa chúng trên nhiễm sắc thể. Phép tính này được gọi là lập bản đồ gen hoặc bản đồ di truyền.
      • ii. Đồng trội xảy ra khi kiểu hình từ cả hai alen đều được biểu hiện, khiến cho dị hợp tử có kiểu hình khác với cả hai đồng hợp tử.
      • iii. Trội không hoàn toàn xảy ra khi không có alen nào của gen có thể che khuất alen kia, do đó kiểu hình của dị hợp tử là phiên bản pha trộn của kiểu hình trội và lặn.
    • 5.4.A.2 Một số tính trạng, được gọi là tính trạng liên kết giới tính (liên kết X hoặc Y), được quyết định bởi các gen trên nhiễm sắc thể giới tính. Mô hình di truyền của tính trạng liên kết giới tính thường có thể được dự đoán từ dữ liệu, bao gồm phả hệ, chỉ ra kiểu gen và kiểu hình của cả bố mẹ và con cái.
      • *Ví dụ minh họa cho EK 5.4.A2:
        • Tính trạng liên kết giới tính (liên kết X hoặc Y) nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.
        • Tính trạng liên kết giới tính (liên kết X hoặc Y) được di truyền với tỷ lệ cao hơn ở cá thể XY so với cá thể XX.
        • Ở một số loài, cơ sở nhiễm sắc thể của việc xác định giới tính không dựa trên nhiễm sắc thể X và Y (ví dụ: ZW ở chim, haplodiploidy ở ong).
    • 5.4.A.3 Đa hiệu là hiện tượng mà sự biểu hiện của một gen duy nhất dẫn đến nhiều tính trạng hoặc tác động; do đó, các tính trạng này không phân ly độc lập.
    • 5.4.A.4 Một số tính trạng là kết quả của sự di truyền không nhân.
      • i. Lưới nội sinh và ti thể được phân tổ hợp ngẫu nhiên vào các giao tử và tế bào con; do đó, các tính trạng được quyết định bởi DNA lưới nội sinh và mitochondrial không tuân theo các quy tắc Mendel đơn giản.
      • ii. Ở động vật, ti thể thường được truyền qua trứng và không phải qua tinh trùng; do đó, các tính trạng do DNA ti thể quy định thường được di truyền theo dòng mẹ.
      • iii. Ở thực vật, ti thể và lục lạp được truyền qua noãn và không phải qua phấn hoa; vì vậy, các tính trạng do ti thể và lục lạp quy định thường được di truyền theo dòng mẹ.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Many traits do not follow simple dominance:

    • Incomplete dominance 不完全显性: heterozygotes are a blend (red × white → pink).
    • Codominance 共显性: both alleles show fully (AB blood type).
    • Multiple alleles, polygenic 多基因 traits (many genes, like height), pleiotropy (one gene, many effects), and sex-linked 伴性 genes (on the X chromosome) all give more complex ratios.

    Worked example (chi-square test). To check whether real data fit a predicted ratio, use $\chi^2=\sum\dfrac{(o-e)^2}{e}$. A monohybrid cross predicts $3{:}1$, so of $80$ offspring you expect $60$ dominant and $20$ recessive, but you observe $55$ and $25$. Then $\chi^2=\dfrac{(55-60)^2}{60}+\dfrac{(25-20)^2}{20}=\dfrac{25}{60}+\dfrac{25}{20}=0.42+1.25=1.67$. With $1$ degree of freedom the critical value at $p=0.05$ is $3.84$; since $1.67<3.84$, we fail to reject the null hypothesis – the deviation is within chance.

    Tiếng Việt

    Nhiều tính trạng không tuân theo quy luật trội lặn đơn giản:

    Liên kết giới tính mang lại kết quả khác nhau cho con trai và con gái
    Liên kết giới tính mang lại kết quả khác nhau cho con trai và con gái
    • Trội không hoàn toàn: dị hợp tử là sự pha trộn (đỏ × trắng → hồng).
    • Đồng trội: cả hai allele đều biểu hiện đầy đủ (nhóm máu AB).
    • Nhiều allele, tính trạng đa gen (nhiều gene, như chiều cao), pleiotropy (một gene, nhiều hiệu ứng), và gene liên kết giới tính (trên NST X) tất cả đều tạo ra các tỷ lệ phức tạp hơn.

    Ví dụ minh họa (kiểm định chi-square). Để kiểm tra xem dữ liệu thực tế có phù hợp với tỷ lệ dự đoán hay không, hãy sử dụng $\chi^2=\sum\dfrac{(o-e)^2}{e}$. Phép lai đơn tính trạng dự đoán $3{:}1$, nên trong $80$ con cái bạn mong đợi $60$ trội và $20$ lặn, nhưng quan sát được $55$ và $25$. Khi đó $\chi^2=\dfrac{(55-60)^2}{60}+\dfrac{(25-20)^2}{20}=\dfrac{25}{60}+\dfrac{25}{20}=0.42+1.25=1.67$. Với $1$ bậc tự do, giá trị tới hạn ở $p=0.05$ là $3.84$; vì $1.67<3.84$, chúng ta không bác bỏ giả thuyết không – sự chênh lệch nằm trong phạm vi ngẫu nhiên.

    5.5

    Environmental Effects on Phenotype · ⁨Ảnh hưởng của Môi trường lên Kiểu hình⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 4 — Systems Interactions): Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 5.5.A: Explain how the same genotype can result in multiple phenotypes under different environmental conditions.

    • 5.5.A.1 Environmental conditions influence gene expression and can lead to phenotypic plasticity (e.g., the ability of individual genotypes to produce different phenotypes).
      • Illustrative examples for EK 5.5.A.1:
        • Height and weight in humans
        • Flower color based on soil pH
        • Seasonal fur color in arctic animals
        • Sex determination in reptiles
        • Effect of increased UV on melanin production in animals
        • Presence of the opposite mating type on pheromone production in yeast and other fungi
    Tiếng Việt

    Hiểu biết bền vững (BIG IDEA 4 — Tương tác hệ thống): Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng biểu hiện những thuộc tính phức tạp.

    Mục tiêu học tập 5.5.A: Giải thích làm thế nào cùng một kiểu gen có thể dẫn đến nhiều kiểu hình khác nhau dưới các điều kiện môi trường khác nhau.

    • 5.5.A.1 Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen và có thể dẫn đến tính linh hoạt kiểu hình (ví dụ: khả năng của các kiểu gen đơn lẻ tạo ra các kiểu hình khác nhau).
      • Ví dụ minh họa cho EK 5.5.A.1:
        • Chiều cao và cân nặng ở người
        • Màu sắc hoa dựa trên độ pH của đất
        • Màu lông thay đổi theo mùa ở động vật vùng cực
        • Xác định giới tính ở bò sát
        • Tác động của việc tăng cường tia UV lên sản xuất melanin ở động vật
        • Sự hiện diện của loại giao phối đối lập trong sản xuất pheromone ở nấm men và các loại nấm khác

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Phenotype is not set by genes alone – the environment also matters. Temperature, nutrition, and other factors can change how genes are expressed (a Himalayan rabbit's dark fur where it is cold, a plant's height with more sunlight). So identical genotypes can give different phenotypes in different conditions.

    Tiếng Việt

    Kiểu hình không chỉ được quyết định bởi gen – môi trường cũng đóng vai trò quan trọng. Nhiệt độ, dinh dưỡng và các yếu tố khác có thể thay đổi cách thức biểu hiện của gen (lông sẫm của thỏ Himalaya khi lạnh, chiều cao của cây khi có nhiều ánh sáng). Do đó, cùng một kiểu gen có thể tạo ra các kiểu hình khác nhau trong các điều kiện môi trường khác nhau.

    5.5

    Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

    English
    • Contrast mitosis (2 identical, full chromosome number) with meiosis (4 non-identical gametes, half the number).
    • Explain variation from crossing over, independent assortment, and random fertilisation.
    • Use the multiplication rule for dihybrid crosses (each gene's $3{:}1$ multiplied), and a chi-square test ($\chi^2=\sum\frac{(o-e)^2}{e}$) to judge observed vs expected ratios.
    • Keep genotype (the alleles) separate from phenotype (what you see) — $AA$ and $Aa$ can look the same.
    • Recognise non-Mendelian patterns: incomplete dominance, codominance, and sex linkage.
    Tiếng Việt
    • Phân biệt mitosis (2 tế bào giống hệt nhau, bộ nhiễm sắc thể đầy đủ) với meiosis (4 giao tử khác nhau, nửa số lượng).
    • Giải thích sự biến dị từ phân đoạn, phân ly độc lập và thụ tinh ngẫu nhiên.
    • Sử dụng quy tắc nhân cho phép lai hai tính trạng (xác suất của mỗi gene $3{:}1$ nhân với nhau), và kiểm định chi-square ($\chi^2=\sum\frac{(o-e)^2}{e}$) để đánh giá tỷ lệ quan sát so với tỷ lệ kỳ vọng.
    • Phân biệt rõ kiểu gen (các alen) và kiểu hình (điều bạn thấy được) — $AA$ và $Aa$ có thể trông giống nhau.
    • Nhận biết các mô hình di truyền phi Mendel: biểu hiện không hoàn toàn, đồng trội và liên kết giới tính.
  • 6

    Gene Expression and Regulation · ⁨Biểu hiện gen và điều hòa gen⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    6.1

    DNA and RNA Structure

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.1.A: Describe the structures involved in passing hereditary information from one generation to the next.

    • 6.1.A.1 Genetic information is stored in and passed to subsequent generations through DNA molecules and, in some cases, RNA molecules.
      • 6.1.A.1.i Prokaryotic organisms typically have circular chromosomes.
      • 6.1.A.1.ii Eukaryotic organisms typically have multiple linear chromosomes that are comprised of DNA. These chromosomes are condensed using histones and associated proteins.
    • 6.1.A.2 Prokaryotes and eukaryotes can contain plasmids, which are extra-chromosomal circular molecules of DNA.

    Learning Objective 6.1.B: Describe the characteristics of DNA that allow it to be used as hereditary material.

    • 6.1.B.1 Nucleic acids exhibit specific nucleotide base pairing that is conserved through evolution.
      • 6.1.B.1.i Purines (guanine and adenine) have a double ring structure.
      • 6.1.B.1.ii Pyrimidines (cytosine, thymine, and uracil) have a single ring structure.
      • 6.1.B.1.iii Purines pair with pyrimidines: adenine with thymine (or uracil in RNA) and guanine with cytosine.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 6.1.A: Mô tả các cấu trúc tham gia vào việc truyền thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác.

    • 6.1.A.1 Thông tin di truyền được lưu trữ và truyền lại cho các thế hệ sau thông qua các phân tử DNA và, trong một số trường hợp, là các phân tử RNA.
      • 6.1.A.1.i Sinh vật nhân sơ thường có nhiễm sắc thể dạng vòng.
      • 6.1.A.1.ii Sinh vật nhân thực thường có nhiều nhiễm sắc thể dạng thẳng bao gồm DNA. Các nhiễm sắc thể này được co đặc bằng histon và các protein liên kết.
    • 6.1.A.2 Both sinh vật nhân sơ và nhân thực có thể chứa plasmid, là các phân tử DNA dạng vòng ngoài nhiễm sắc thể.

    Mục tiêu học tập 6.1.B: Mô tả các đặc điểm của DNA cho phép nó được sử dụng làm vật liệu di truyền.

    • 6.1.B.1 Axit nucleic thể hiện sự ghép đôi base nucleotide cụ thể được bảo tồn qua quá trình tiến hóa.
      • 6.1.B.1.i Purine (guanine và adenine) có cấu trúc vòng kép.
      • 6.1.B.1.ii Pyrimidine (cytosine, thymine và uracil) có cấu trúc vòng đơn.
      • 6.1.B.1.iii Purine ghép đôi với pyrimidine: adenine ghép đôi với thymine (hoặc uracil trong RNA) và guanine ghép đôi với cytosine.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Spooling precipitated DNA from a cell extract — DNA is a real, visible molecule
    Spooling precipitated DNA from a cell extract — DNA is a real, visible molecule

    DNA carries genetic information as a double helix 双螺旋 of two strands. Its nucleotides 核苷酸 pair by rule – A with T, G with C (complementary base pairing 互补配对) – so one strand specifies the other. The strands run antiparallel 反平行. RNA is single-stranded, uses uracil (U) instead of thymine, and has ribose sugar.

    DNA: two antiparallel strands held by complementary base pairs
    DNA: two antiparallel strands held by complementary base pairs

    How the DNA is packaged differs between the domains, and the CED asks for both.

    • Prokaryotic organisms typically have a single circular chromosome 环状染色体 in the cytoplasm, often with extra small circles called plasmids.
    • Eukaryotic organisms typically have multiple linear chromosomes 线性染色体, and each is condensed by wrapping around proteins called histones 组蛋白. That packing is what fits two metres of DNA into a nucleus a few micrometres across — and because a tightly wound region is hard for the transcription machinery to reach, the packing is itself a level of gene regulation.
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    double helix/ˈdʌbl ˈhiːlɪks/ xoắn kép
    nucleotides/ˈnjuːklɪɒtaɪdz/ nucleotid
    complementary base pairing/ˌkɒmplɪˈmentəri beɪs ˈpeərɪŋ/ complementary base pairing
    antiparallel/ˌæntɪˈpærəlel/ antiparallel
    single circular chromosome/ˈsɪŋɡl ˈsɜːkjʊlə ˈkrəʊməsəʊm/ một nhiễm sắc thể vòng đơn
    multiple linear chromosomes/ˈmʌltɪpl ˈlɪnɪə ˈkrəʊməsəʊmz/ nhiễm sắc thể tuyến tính nhiều
    condensed by wrapping around proteins called histones/kənˈdenst baɪ ˈræpɪŋ əˈraʊnd ˈprəʊtiːnz kɔːld ˈhɪstəʊnz/ co đặc bởi quấn quanh protein gọi là histone
    6.2

    DNA Replication

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.2.A: Describe the mechanisms by which genetic information is copied for transmission between generations.

    • 6.2.A.1 DNA replication ensures continuity of hereditary information.
      • 6.2.A.1.i DNA is synthesized in the 5' to 3' direction.
      • 6.2.A.1.ii Replication is a semiconservative process, meaning one strand of DNA serves as the template for a new strand of complementary DNA.
      • 6.2.A.1.iii Helicase unwinds the DNA strands.
      • 6.2.A.1.iv Topoisomerase relaxes supercoiling in front of the replication fork.
      • 6.2.A.1.v DNA polymerase requires RNA primers to initiate DNA synthesis.
      • 6.2.A.1.vi DNA polymerase synthesizes new strands of DNA continuously on the leading strand and discontinuously on the lagging strand.
      • 6.2.A.1.vii Ligase joins the fragments on the lagging strand.
      • Exclusion statement: The names of the steps and particular enzymes involved, excluding DNA polymerase, ligase, RNA polymerase, helicase, and topoisomerase, are beyond the scope of the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 6.2.A: Mô tả các cơ chế mà qua đó thông tin di truyền được sao chép để truyền giữa các thế hệ.

    • 6.2.A.1 Nhân đôi DNA đảm bảo tính liên tục của thông tin di truyền.
      • 6.2.A.1.i DNA được tổng hợp theo hướng 5' đến 3'.
      • 6.2.A.1.ii Nhân đôi là quá trình bán bảo tồn, nghĩa là một strand của DNA đóng vai trò làm khuôn cho một strand DNA bổ sung mới.
      • 6.2.A.1.iii Helicase giải xoắn các strand DNA.
      • 6.2.A.1.iv Topoisomerase giãn supercoiling phía trướcвилka nhân đôi.
      • 6.2.A.1.v DNA polymerase cần mồi RNA để khởi đầu tổng hợp DNA.
      • 6.2.A.1.vi DNA polymerase tổng hợp các strand DNA mới liên tục trên strand dẫn dắt và gián đoạn trên strand trễ.
      • 6.2.A.1.vii Ligase nối các mảnh trên strand trễ.
      • Câu loại trừ: Tên gọi của các bước và các enzyme cụ thể tham gia, ngoại trừ DNA polymerase, ligase, RNA polymerase, helicase và topoisomerase, nằm ngoài phạm vi của Đề thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Before a cell divides, DNA is copied semiconservatively 半保留复制: the helix unwinds and each old strand templates a new one, so each daughter helix has one old and one new strand. DNA polymerase 聚合酶 adds nucleotides following base-pairing rules, building the new strand and proofreading as it goes.

    Semi-conservative DNA replication at a replication fork
    Semi-conservative DNA replication at a replication fork
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    semiconservatively/ˌsemɪkənˈsɜːvətɪvli/ bán bảo tồn
    DNA polymerase/ˌdiː en ˈeɪ ˌpɒlɪməˈreɪz/ DNA polymerase
    6.3

    Transcription and RNA Processing

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.3.A: Describe the mechanisms by which genetic information flows from DNA to RNA to protein.

    • 6.3.A.1 The sequence of the RNA bases, together with the structure of the RNA molecule, determines RNA function.
      • 6.3.A.1.i Messenger RNA (mRNA) molecules carry information from DNA in the nucleus to the ribosome in the cytoplasm.
      • 6.3.A.1.ii Distinct transfer RNA (tRNA) molecules bind specific amino acids and have anticodon sequences that base pair with the codons of mRNA. tRNA is recruited to the ribosome during translation to generate the primary peptide sequence based on the mRNA sequence.
      • 6.3.A.1.iii Ribosomal RNA (rRNA) molecules are functional building blocks of ribosomes.
    • 6.3.A.2 RNA polymerases use a single template strand of DNA to direct the inclusion of bases in the newly formed RNA molecule. This process is known as transcription.
    • 6.3.A.3 The enzyme RNA polymerase synthesizes mRNA molecules in the 5' to 3' direction by reading the template DNA strand in the 3' to 5' direction.
    • 6.3.A.4 In eukaryotic cells the mRNA transcript undergoes a series of enzyme-mediated modifications.
      • 6.3.A.4.i The addition of a poly-A tail makes mRNA more stable.
      • 6.3.A.4.ii The addition of a GTP cap helps with ribosomal recognition.
      • 6.3.A.4.iii The excision of introns, along with the splicing and retention of exons, generates different versions of the resulting mature mRNA molecule. This process is known as alternative splicing.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 6.3.A: Mô tả các cơ chế mà qua đó thông tin di truyền chảy từ DNA đến RNA rồi đến protein.

    • 6.3.A.1 Trình tự các base RNA, cùng với cấu trúc của phân tử RNA, quyết định chức năng của RNA.
      • 6.3.A.1.i Phân tử ARN metavar (mRNA) mang thông tin từ DNA trong nhân tế bào đến ribosome trong bào tương.
      • 6.3.A.1.ii Các phân tử tRNA riêng biệt liên kết với các axit amin cụ thể và có trình tự anticodon ghép đôi với codons của mRNA. tRNA được tuyển dụng vào ribosome trong quá trình dịch mã để tạo ra chuỗi peptide nguyên ban đầu dựa trên trình tự mRNA.
      • 6.3.A.1.iii Phân tử ARN ribosome (rRNA) là các khối xây dựng chức năng của ribosome.
    • 6.3.A.2 RNA polymerase sử dụng một strand khuôn của DNA để chỉ đạo việc đưa các base vào phân tử RNA mới hình thành. Quá trình này được gọi là phiên mã.
    • 6.3.A.3 Enzyme RNA polymerase tổng hợp các phân tử mRNA theo hướng 5' đến 3' bằng cách đọc strand khuôn DNA theo hướng 3' đến 5'.
    • 6.3.A.4 Trong tế bào nhân thực, bản sao mRNA trải qua một loạt các biến đổi do enzyme xúc tác.
      • 6.3.A.4.i Việc thêm đuôi poly-A giúp mRNA ổn định hơn.
      • 6.3.A.4.ii Việc thêm mũ GTP hỗ trợ nhận diện bởi ribosome.
      • 6.3.A.4.iii Việc cắt bỏ intron, cùng với việc splicing và giữ lại exons, tạo ra các phiên bản khác nhau của phân tử mRNA trưởng thành thu được. Quá trình này được gọi là splicing thay thế.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Transcription 转录 copies a gene's DNA into messenger RNA 信使RNA (mRNA). RNA polymerase reads the template strand and builds a complementary RNA. In eukaryotes the mRNA is then processed: a cap and tail are added, and introns 内含子 (non-coding parts) are spliced out, leaving the exons 外显子.

    Introns are removed and exons joined to make mature mRNA
    Introns are removed and exons joined to make mature mRNA

    The 5′ cap added during processing is a modified guanine nucleotide — a GTP cap — and its job is recognition: it helps the ribosome recognise and bind the mRNA, as well as protecting the transcript from degradation as it leaves the nucleus.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Transcribe DNA into messenger RNA · ⁨Phiên mã DNA thành ARN metavaroid⁩

    Transcription copies a DNA template into mRNA, pairing A→U, T→A, C→G, G→C. Step through to build the RNA strand base by base. · ⁨Phiên mã sao chép khuôn DNA thành ARN metavaroid, ghép A→U, T→A, C→G, G→C. Bước qua để xây dựng strand ARN từng bazơ một.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Transcription/trænˈskrɪpʃn/ Phiên mã
    messenger RNA/ˈmesɪndʒə ˌɑː en ˈeɪ/ messenger RNA
    introns/ɪnˈtrɒnz/ introns
    exons/eɡˈzɒnz/ exons
    6.4

    Translation

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.4.A: Explain how the phenotype of an organism is determined by its genotype.

    • 6.4.A.1 Translation of the mRNA to generate a polypeptide occurs on ribosomes that are present in the cytoplasm of both prokaryotic and eukaryotic cells, as well as the cytoplasmic surface of the rough ER of eukaryotic cells.
    • 6.4.A.2 In prokaryotic organisms, translation of the mRNA molecule occurs while it is being transcribed.
    • 6.4.A.3 Translation involves many sequential steps, including initiation, elongation, and termination. The salient features of translation include:
      • 6.4.A.3.i Translation is initiated when the rRNA in the ribosome interacts with the mRNA at the start codon (AUG, coding for the amino acid methionine).
      • 6.4.A.3.ii The sequence of nucleotides on the mRNA is read in triplets, called codons.
      • 6.4.A.3.iii Each codon encodes a specific amino acid, which can be deduced by using a genetic code chart. Many amino acids are encoded by more than one codon.
      • 6.4.A.3.iv Nearly all living organisms use the same genetic code, which is evidence for the common ancestry of all living organisms.
      • 6.4.A.3.v tRNA brings the correct amino acid to the place specified by the codon on the mRNA.
      • 6.4.A.3.vi The amino acid is transferred to the growing polypeptide chain.
      • 6.4.A.3.vii The process continues along the mRNA until a stop codon is reached.
      • 6.4.A.3.viii Translation terminates with the release of the newly synthesized protein.
      • Exclusion statement: The details and names of the enzymes and factors involved in each of these steps are beyond the scope of the AP Exam.
      • Exclusion statement: Memorization of the genetic code, with the exception of the start codon AUG, is beyond the scope of the AP Exam.
    • 6.4.A.4 Genetic information in retroviruses is a special case and has an alternate flow of information: from RNA to DNA, made possible by reverse transcriptase, an enzyme that copies the viral RNA genome into DNA. This DNA integrates into the host genome and is transcribed and translated for the assembly of new viral progeny.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 6.4.A: Giải thích làm thế nào kiểu hình của một sinh vật được xác định bởi kiểu gen của nó.

    • 6.4.A.1 Dịch mã mRNA để tạo ra polypeptide diễn ra trên ribosome có mặt trong bào tương của cả tế bào nhân sơ và nhân thực, cũng như bề mặt bào tương của ER nhám của tế bào nhân thực.
    • 6.4.A.2 Ở sinh vật nhân sơ, dịch mã phân tử mRNA xảy ra trong khi nó đang được phiên mã.
    • 6.4.A.3 Dịch mã bao gồm nhiều bước tuần tự, bao gồm khởi đầu, kéo dài và kết thúc. Các đặc điểm nổi bật của dịch mã bao gồm:
      • 6.4.A.3.i Dịch mã được khởi động khi rRNA trong ribosome tương tác với mRNA tại codon khởi đầu (AUG, mã hóa cho amino acid methionine).
      • 6.4.A.3.ii Dãy nucleotide trên mRNA được đọc theo bộ ba, gọi là codons.
      • 6.4.A.3.iii Mỗi codon mã hóa một amino acid cụ thể, có thể xác định bằng cách sử dụng bảng mã di truyền. Nhiều amino acid được mã hóa bởi hơn một codon.
      • 6.4.A.3.iv Hầu hết các sinh vật sống đều sử dụng cùng một mã di truyền, đây là bằng chứng cho tổ tiên chung của tất cả các sinh vật sống.
      • 6.4.A.3.v tRNA mang amino acid đúng đến vị trí được chỉ định bởi codon trên mRNA.
      • 6.4.A.3.vi Amino acid được chuyển sang chuỗi polypeptide đang phát triển.
      • 6.4.A.3.vii Quá trình tiếp diễn dọc theo mRNA cho đến khi gặp codon dừng.
      • 6.4.A.3.viii Dịch mã kết thúc với việc giải phóng protein mới tổng hợp.
      • Khẳng định loại trừ: Chi tiết và tên gọi của các enzyme và yếu tố tham gia vào từng bước này nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.
      • Khẳng định loại trừ: Việc học thuộc lòng mã di truyền, ngoại trừ codon khởi đầu AUG, nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.
    • 6.4.A.4 Thông tin di truyền ở retrovirus là trường hợp đặc biệt và có dòng chảy thông tin thay thế: từ RNA sang DNA, được thực hiện nhờ reverse transcriptase, một enzyme sao chép bộ gen RNA virus thành DNA. DNA này tích hợp vào bộ gen chủ và được phiên mã và dịch mã để lắp ráp các thế hệ virus mới.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Translation 翻译 builds a protein from the mRNA at the ribosome 核糖体. The mRNA is read in three-base codons 密码子, each specifying one amino acid (the genetic code). Transfer RNA 转运RNA brings the matching amino acid, and the ribosome links them into a polypeptide until a stop codon ends it. This is the "central dogma": DNA → RNA → protein.

    mRNA is read by a ribosome to build a protein from amino acids
    mRNA is read by a ribosome to build a protein from amino acids
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Translation/trænˈsleɪʃn/ Dịch mã
    ribosome/ˈriːbəʊsəʊm/ ribosome
    codons/ˈkəʊdɒnz/ bộ ba mã di truyền
    Transfer RNA/ˈtrænsfɜː ˌɑː en ˈeɪ/ Transfer RNA
    6.5

    Regulation of Gene Expression

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.5.A: Describe the types of interactions that regulate gene expression.

    • 6.5.A.1 Regulatory sequences are stretches of DNA that interact with regulatory proteins to control transcription. Some genes are constitutively expressed, and others are inducible.
    • 6.5.A.2 Epigenetic changes can affect gene expression through reversible modifications of DNA or histones.
    • 6.5.A.3 The phenotype of a cell or an organism is determined by the combination of genes that are expressed and the levels at which they are expressed.
      • 6.5.A.3.i Observable cell differentiation results from the expression of genes for tissue-specific proteins.
      • 6.5.A.3.ii Induction of transcription factors during development results in sequential gene expression.
      • 6.5.A.3.iii The function and amount of gene products determine the phenotype of organisms.

    Learning Objective 6.5.B: Explain how the location of regulatory sequences relates to their function.

    • 6.5.B.1 Both prokaryotes and eukaryotes have groups of genes that are coordinately regulated.
      • 6.5.B.1.i Prokaryotes regulate operons in an inducible or repressible system.
      • 6.5.B.1.ii In eukaryotes, groups of genes may be influenced by the same transcription factors to coordinately regulate expression.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu Học tập 6.5.A: Mô tả các loại tương tác điều hòa biểu hiện gen.

    • 6.5.A.1 Các trình tự điều hòa là các đoạn DNA tương tác với các protein điều hòa để kiểm soát quá trình phiên mã. Một số gen được biểu hiện thường xuyên (constitutively), trong khi những gen khác được cảm ứng (inducible).
    • 6.5.A.2 Những thay đổi biểu sinh (epigenetic) có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen thông qua sự biến đổi có thể đảo ngược của DNA hoặc histone.
    • 6.5.A.3 Kiểu hình của một tế bào hay sinh vật được quyết định bởi sự kết hợp của các gen được biểu hiện và mức độ biểu hiện của chúng.
      • 6.5.A.3.i Sự phân hóa tế bào quan sát được là kết quả của việc biểu hiện các gen mã hóa cho protein đặc hiệu mô.
      • 6.5.A.3.ii Sự cảm ứng các yếu tố phiên mã trong quá trình phát triển dẫn đến biểu hiện gen theo thứ tự.
      • 6.5.A.3.iii Chức năng và lượng sản phẩm gen quyết định kiểu hình của sinh vật.

    Mục tiêu Học tập 6.5.B: Giải thích mối liên hệ giữa vị trí của các trình tự điều hòa và chức năng của chúng.

    • 6.5.B.1 Cả sinh vật nhân sơ và nhân thực đều có các nhóm gen được điều hòa đồng bộ.
      • 6.5.B.1.i Sinh vật nhân sơ điều hòa operon trong hệ thống cảm ứng hoặc ức chế.
      • 6.5.B.1.ii Ở sinh vật nhân thực, các nhóm gen có thể chịu ảnh hưởng bởi cùng các yếu tố phiên mã để điều hòa biểu hiện đồng bộ.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Cells control which genes are expressed and when. In prokaryotes, operons 操纵子 switch groups of genes on or off. In eukaryotes, regulation happens at many levels – which genes are transcribed (transcription factors, promoters, enhancers), RNA processing, and after translation. This lets a cell respond to its environment without changing its DNA.

    The lac operon switches genes on only when lactose is present
    The lac operon switches genes on only when lactose is present
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    operons/ˈɒpərənz/ operons
    6.6

    Gene Expression and Cell Specialization

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.6.A: Explain how the binding of transcription factors to promoter regions affects gene expression and the phenotype of the organism.

    • 6.6.A.1 RNA polymerase and transcription factors bind to promoter or enhancer DNA sequences to initiate transcription. These sequences can be upstream or downstream of the transcription start site.
    • 6.6.A.2 Negative regulatory molecules inhibit gene expression by binding to DNA and blocking transcription.

    Learning Objective 6.6.B: Explain the connection between the regulation of gene expression and phenotypic differences in cells and organisms.

    • 6.6.B.1 Gene regulation results in differential gene expression and influences cell products and functions.
    • 6.6.B.2 Certain small RNA molecules have roles in regulating gene expression.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu Học tập 6.6.A: Giải thích cách thức liên kết của các yếu tố phiên mã vào vùng promoter ảnh hưởng đến biểu hiện gen và kiểu hình của sinh vật.

    • 6.6.A.1 RNA polymerase và các yếu tố phiên mã liên kết với các trình tự DNA promoter hoặc enhancer để khởi động quá trình phiên mã. Các trình tự này có thể nằm ở phía trước (upstream) hoặc phía sau (downstream) của vị trí bắt đầu phiên mã.
    • 6.6.A.2 Các phân tử điều hòa âm tính ức chế biểu hiện gen bằng cách liên kết với DNA và ngăn cản quá trình phiên mã.

    Mục tiêu Học tập 6.6.B: Giải thích mối liên hệ giữa sự điều hòa biểu hiện gen và sự khác biệt về kiểu hình ở tế bào và sinh vật.

    • 6.6.B.1 Sự điều hòa gen dẫn đến biểu hiện gen khác nhau và ảnh hưởng đến sản phẩm cũng như chức năng của tế bào.
    • 6.6.B.2 Một số phân tử RNA kích có vai trò trong việc điều hòa biểu hiện gen.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Every cell in a body has the same DNA, yet cells differ because they express different genes – differential gene expression 差异表达. This is how one fertilized egg produces many specialized cell types (muscle, nerve, skin); signals during development turn specific genes on and off.

    A stem cell differentiates into specialised cell types
    A stem cell differentiates into specialised cell types
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    differential gene expression/ˌdɪfəˈrenʃl dʒiːn ekˈspreʃn/ biểu hiện gen khác biệt
    6.7

    Mutations

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.7.A: Describe the various types of mutation.

    • 6.7.A.1 Alterations in a DNA sequence are mutations that can cause changes in the type or amount of the protein produced and the consequent phenotype. DNA mutations can be beneficial, detrimental, or neutral based on the effect or the lack of effect they have on the resulting nucleic acid or protein and the phenotypes that are conferred by the protein.
      • 6.7.A.1.i Point mutations occur when one nucleotide has been substituted for a different nucleotide.
      • 6.7.A.1.ii Frameshift mutations occur when one or more nucleotides are inserted or deleted, causing the reading frame to be shifted.
      • 6.7.A.1.iii Nonsense mutations occur when there is a point mutation that causes a premature stop.
      • 6.7.A.1.iv Silent mutations occur when the change in the nucleotide sequence has no effect on the amino acid sequence.
      • Illustrative examples for 6.7.A.1:
        • Mutations in the CFTR gene disrupt ion transport and result in cystic fibrosis.
        • Mutations in the MC1R gene give adaptive melanism in pocket mice.
      • Exclusion statement: Knowledge of specific mutations and their effects is beyond the scope of the AP Exam.

    Learning Objective 6.7.B: Explain how changes in genotype may result in changes in phenotype.

    • 6.7.B.1 Errors in DNA replication or DNA repair mechanisms as well as external factors, including radiation and reactive chemicals, can cause random mutations in the DNA.
      • 6.7.B.1.i Whether a mutation is beneficial, detrimental, or neutral depends on the environmental context.
      • 6.7.B.1.ii Mutations are a source of genetic variation.
    • 6.7.B.2 Errors in mitosis or meiosis can result in changes in phenotype.
      • 6.7.B.2.i Changes in chromosome number resulting from nondisjunction often result in new phenotypes caused by triploidy (aneuploidy).
      • 6.7.B.2.ii Changes in chromosome number often result in disorders with developmental limitations.
      • 6.7.B.2.iii Alterations in chromosome structure lead to genetic disorders.
      • Exclusion statement: Knowledge of specific disorders related to changes in chromosome number is beyond the scope of the AP Exam.

    Learning Objective 6.7.C: Explain how alterations in DNA sequences contribute to variation that can be subject to natural selection.

    • 6.7.C.1 Changes in genotype may affect phenotypes that are subject to natural selection. Genetic changes that enhance survival and reproduction can be selected for by environmental conditions.
      • 6.7.C.1.i The horizontal acquisitions of genetic information in prokaryotes via transformation (uptake of DNA), transduction (viral transmission of genetic information), conjugation (cell-to-cell transfer of DNA), and transposition (movement of DNA segments within and between DNA molecules) increase genetic variation.
      • 6.7.C.1.ii Related viruses can recombine genetic information if they infect the same host cell.
      • 6.7.C.1.iii Reproductive processes that increase genetic variation are evolutionarily conserved and are shared by various organisms.
      • Illustrative examples for 6.7.C.1: Sickle cell anemia
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu Học tập 6.7.A: Mô tả các loại đột biến khác nhau.

    • 6.7.A.1 Sự thay đổi trong dãy DNA là đột biến có thể gây ra thay đổi về loại hoặc lượng protein được tạo thành và do đó làm thay đổi kiểu hình. Đột biến DNA có thể có lợi, có hại hoặc trung tính dựa trên tác động hoặc không có tác động của chúng lên axit nucleic hoặc protein thu được và các kiểu hình mà protein đó quy định.
      • 6.7.A.1.i Đột biến điểm xảy ra khi một nucleotide bị thay thế bằng một nucleotide khác.
      • 6.7.A.1.ii Đột biến lệch khung xảy ra khi một hoặc nhiều nucleotide được chèn vào hoặc xóa đi, khiến khung đọc bị dịch chuyển.
      • 6.7.A.1.iii Đột biến vô nghĩa xảy ra khi có đột biến điểm gây ra codon dừng sớm.
      • 6.7.A.1.iv Đột biến câm xảy ra khi sự thay đổi trong dãy nucleotide không ảnh hưởng gì đến dãy amino acid.
      • Ví dụ minh họa cho 6.7.A.1:
        • Đột biến trong gen CFTR làm gián đoạn vận chuyển ion và dẫn đến bệnh xơ nang.
        • Đột biến trong gen MC1R mang lại melanism thích nghi ở chuột túi.
      • Khẳng định loại trừ: Kiến thức về các đột biến cụ thể và tác động của chúng nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.

    Mục tiêu Học tập 6.7.B: Giải thích cách thay đổi kiểu gen có thể dẫn đến thay đổi kiểu hình.

    • 6.7.B.1 Lỗi trong quá trình sao chép DNA hoặc cơ chế sửa chữa DNA cũng như các yếu tố bên ngoài, bao gồm bức xạ và hóa chất phản ứng, có thể gây ra các đột biến ngẫu nhiên trong DNA.
      • 6.7.B.1.i Việc một đột biến có có lợi, có hại hay trung tính phụ thuộc vào bối cảnh môi trường.
      • 6.7.B.1.ii Đột biến là nguồn gốc của sự biến dị di truyền.
    • 6.7.B.2 Lỗi trong quá trình phân bào nguyên phân hoặc giảm phân có thể dẫn đến thay đổi kiểu hình.
      • 6.7.B.2.i Sự thay đổi số lượng nhiễm sắc thể do không phân ly thường dẫn đến các kiểu hình mới gây ra bởi tam bội (bất đẳng bội).
      • 6.7.B.2.ii Sự thay đổi số lượng nhiễm sắc thể thường dẫn đến các rối loạn với những hạn chế về phát triển.
      • 6.7.B.2.iii Những thay đổi cấu trúc nhiễm sắc thể dẫn đến các rối loạn di truyền.
      • Câu loại trừ: Kiến thức về các rối loạn cụ thể liên quan đến thay đổi số lượng nhiễm sắc thể nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.

    Mục tiêu học tập 6.7.C: Giải thích cách những thay đổi trong trình tự DNA đóng góp vào sự biến dị có thể chịu tác động của chọn lọc tự nhiên.

    • 6.7.C.1 Thay đổi genotype có thể ảnh hưởng đến các kiểu hình chịu tác động của chọn lọc tự nhiên. Những thay đổi di truyền làm tăng khả năng sinh tồn và sinh sản có thể được môi trường chọn lọc ưu tiên.
      • 6.7.C.1.i Việc tiếp thu thông tin di truyền theo chiều ngang ở prokaryote thông qua chuyển hóa (nhận DNA), chuyển dẫn (truyền thông tin di truyền qua virus), tiếp hợp (chuyển DNA từ tế bào này sang tế bào khác) và chuyển vị (di chuyển các đoạn DNA bên trong và giữa các phân tử DNA) làm tăng sự biến dị di truyền.
      • 6.7.C.1.ii Các virus liên quan có thể tái tổ hợp thông tin di truyền nếu chúng lây nhiễm cùng một tế bào chủ.
      • 6.7.C.1.iii Các quá trình sinh sản làm tăng sự biến dị di truyền đã được bảo tồn trong tiến hóa và được chia sẻ bởi nhiều loài sinh vật khác nhau.
      • Ví dụ minh họa cho 6.7.C.1: Thiếu máu hồng cầu镰状 (sickle cell anemia)

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    A mutation 突变 is a change in the DNA sequence. Point mutations change one base (silent, missense, or nonsense); insertions/deletions can cause a frameshift 移码 that garbles everything downstream. Mutations in gametes are heritable; they may be harmful, neutral, or beneficial – and beneficial ones supply the variation for natural selection.

    Substitution, deletion, and insertion mutations
    Substitution, deletion, and insertion mutations

    Whole-chromosome errors change the phenotype too. Mutation is not only a change of base: errors in mitosis or meiosis can result in changes in phenotype. If chromosomes fail to separate — nondisjunction 不分离 — a gamete receives an extra copy or none, and the resulting zygote has an abnormal chromosome number (aneuploidy 非整倍性). Trisomy 21 is the familiar example. Because a whole chromosome carries hundreds of genes, the phenotypic effect is far broader than a point mutation's.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    mutation/mjuːˈteɪʃn/ đột biến
    frameshift/ˈfreɪmʃɪft/ lệch khung đọc
    nondisjunction/ˌnɒndɪsˈdʒʌŋkʃn/ không phân ly
    aneuploidy/ˈeɪnəplɔɪdi/ aneuploidy
    6.8

    Biotechnology

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 3 — Information Storage and Transmission): Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 6.8.A: Explain the use of genetic engineering techniques in analyzing or manipulating DNA.

    • 6.8.A.1 Genetic engineering techniques can be used to analyze and manipulate DNA and RNA.
      • 6.8.A.1.i Gel electrophoresis is a process that separates DNA fragments by size and charge.
      • 6.8.A.1.ii During polymerase chain reaction (PCR), DNA fragments are amplified by denaturing DNA, annealing primers to the original strand, and extending the new DNA molecule.
      • 6.8.A.1.iii Bacterial transformation introduces foreign DNA into bacterial cells.
      • 6.8.A.1.iv DNA sequencing technology determines the order of nucleotides in a DNA molecule. Typically, these techniques result in a DNA fingerprint that allows for the comparison of DNA sequences from various samples.
      • Illustrative examples for 6.8.A.1:
        • Amplified DNA fragments can be used to identify organisms and perform phylogenetic analysis.
        • Analysis of DNA can be used for forensic identification.
        • Genetically modified organisms include transgenic animals.
        • Gene cloning allows propagation of DNA fragments.
      • Exclusion statement: Knowledge of the details of each of these genetic engineering techniques is beyond the scope of the AP Exam.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết cốt lõi (BIG IDEA 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin): Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi với thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 6.8.A: Giải thích việc sử dụng các kỹ thuật kỹ thuật di truyền để phân tích hoặc thao tác với DNA.

    • 6.8.A.1 Các kỹ thuật kỹ thuật di truyền có thể được sử dụng để phân tích và thao tác với DNA và RNA.
      • 6.8.A.1.i Điện di gel là một quá trình tách các mảnh DNA theo kích thước và điện tích.
      • 6.8.A.1.ii Trong phản ứng chuỗi polymerase (PCR), các mảnh DNA được khuếch đại bằng cách phá vỡ liên kết hydro của DNA, gắn mồi vào strand gốc, và kéo dài phân tử DNA mới.
      • 6.8.A.1.iii Biến đổi vi khuẩn đưa DNA ngoại lai vào các tế bào vi khuẩn.
      • 6.8.A.1.iv Công nghệ trình tự DNA xác định thứ tự nucleotide trong một phân tử DNA. Thông thường, các kỹ thuật này tạo ra dấu vân tay DNA cho phép so sánh trình tự DNA từ các mẫu khác nhau.
      • Ví dụ minh họa cho 6.8.A.1:
        • Các mảnh DNA được khuếch đại có thể được sử dụng để xác định sinh vật và thực hiện phân tích hệ thống phát sinh loài.
        • Phân tích DNA có thể được sử dụng để định danh pháp y.
        • Sinh vật biến đổi gen bao gồm động vật transgenic.
        • Nhân bản gen cho phép nhân rộng các mảnh DNA.
      • Câu loại trừ: Kiến thức chi tiết về từng kỹ thuật kỹ thuật di truyền này nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    A thermal cycler repeatedly heats and cools samples to amplify DNA (PCR)
    A thermal cycler repeatedly heats and cools samples to amplify DNA (PCR)
    Agarose gel under UV light: DNA fragments separate by size as bright bands
    Agarose gel under UV light: DNA fragments separate by size as bright bands

    Biotechnology 生物技术 tools manipulate genetic material: PCR 聚合酶链反应 copies DNA, gel electrophoresis 凝胶电泳 separates DNA fragments by size, restriction enzymes and cloning move genes between organisms, and CRISPR edits sequences. These techniques enable genetic testing, engineered organisms, and medical treatments.

    Gel electrophoresis separates DNA fragments by length
    Gel electrophoresis separates DNA fragments by length
    The polymerase chain reaction doubles the DNA each cycle
    The polymerase chain reaction doubles the DNA each cycle

    Worked example. A template DNA strand 3'-TAC GGA TTC-5' is transcribed into mRNA 5'-AUG CCU AAG-3'. A ribosome reads three codons: AUG = Met (start), CCU = Pro, AAG = Lys — coding for Met–Pro–Lys. Changing the third base of a codon often gives the same amino acid, because the genetic code is degenerate, which softens the effect of many mutations.

    Reading DNA identifies individuals. Because the number of repeats at certain non-coding loci varies from person to person, analysis of DNA can be used for forensic identification: amplify those regions by PCR, separate the fragments by gel electrophoresis, and compare the pattern of band positions with a reference sample. A match is a statement about probability rather than certainty, which is why several loci are tested rather than one.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/ Công nghệ sinh học
    PCR/ˌpiː siː ˈɑː/ PCR
    gel electrophoresis/dʒel ɪˌlektrəʊfɔːˈriːsɪs/ điện di gel
    6.8

    Exam tips

    • Know the central dogma DNA → RNA → protein: transcription makes mRNA, translation reads it in three-base codons at the ribosome.
    • Remember RNA is single-stranded and uses U instead of T; replication is semiconservative.
    • Every cell has the same DNA — cells differ because they express different genes (differential gene expression).
    • A mutation is a change in the DNA sequence and may be harmful, neutral, or beneficial (the raw material for selection).
    • Link biotech tools to their jobs: PCR copies DNA; gel electrophoresis separates fragments by size.
  • 7

    Natural Selection · ⁨Chọn lọc tự nhiên⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    7.1

    Introduction to Natural Selection

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.1.A: Describe the causes of natural selection.

    • 7.1.A.1 Natural selection is a major mechanism of evolution.
    • 7.1.A.2 According to Darwin's theory of natural selection, competition for limited resources results in differential survival. Individuals with more favorable phenotypes are more likely to survive and produce more offspring, thus passing on those favorable traits to subsequent generations.

    Learning Objective 7.1.B: Explain how natural selection affects populations.

    • 7.1.B.1 Evolutionary fitness is measured by reproductive success.
    • 7.1.B.2 Biotic and abiotic environments can fluctuate, affecting the rate and direction of evolution. Different genetic variations can be selected in each generation.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.1.A: Mô tả các nguyên nhân của chọn lọc tự nhiên.

    • 7.1.A.1 Chọn lọc tự nhiên là cơ chế chính của tiến hóa.
    • 7.1.A.2 Theo thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin, sự cạnh tranh vì tài nguyên hạn chế dẫn đến sự sống sót khác biệt. Các cá thể có kiểu hình thuận lợi hơn có khả năng sinh tồn cao hơn và sinh sản nhiều con cái hơn, do đó truyền lại các tính trạng thuận lợi đó cho các thế hệ sau.

    Mục tiêu học tập 7.1.B: Giải thích cách chọn lọc tự nhiên ảnh hưởng đến quần thể.

    • 7.1.B.1 Khả năng sinh tồn tiến hóa được đo lường bằng thành công sinh sản.
    • 7.1.B.2 Môi trường sinh học và phi sinh học có thể dao động, ảnh hưởng đến tốc độ và hướng tiến hóa. Các biến dị di truyền khác nhau có thể được chọn lọc trong mỗi thế hệ.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Evolution 进化 is a change in the heritable traits of a population over generations. Natural selection 自然选择 is its main driver: individuals vary, some variations are heritable, more offspring are produced than survive, and those with traits better suited to the environment survive and reproduce more. Over time, helpful traits become more common.

    Natural selection: the best-adapted survive, reproduce, and pass on their alleles
    Natural selection: the best-adapted survive, reproduce, and pass on their alleles
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Evolution/ɪvəˈluːʃn/ Tiến hóa
    Natural selection/ˈnætʃərəl sɪˈlekʃn/ Chọn lọc tự nhiên
    7.2

    Natural Selection

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.2.A: Describe the importance of phenotypic variation in a population.

    • 7.2.A.1 Natural selection acts on phenotypic variations in populations.
    • 7.2.A.2 Environments change and apply selective pressures to populations.
      • Illustrative examples for 7.2.A.2: Flowering time in relation to global climate change
    • 7.2.A.3 Some phenotypic variations can increase or decrease the fitness of an organism in particular environments.
      • Illustrative examples for 7.2.A.3: Sickle cell anemia; DDT resistance in insects

    Learning Objective 7.2.B: Explain how variation in molecules within cells connects to the fitness of an organism.

    • 7.2.B.1 Variation in the number and types of molecules within cells can provide populations a greater ability to survive and reproduce in different environments.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.2.A: Mô tả tầm quan trọng của biến dị kiểu hình trong một quần thể.

    • 7.2.A.1 Chọn lọc tự nhiên tác động lên các biến dị kiểu hình trong quần thể.
    • 7.2.A.2 Môi trường thay đổi và tạo ra áp lực chọn lọc lên quần thể.
      • Ví dụ minh họa cho 7.2.A.2: Thời điểm ra hoa liên quan đến biến đổi khí hậu toàn cầu
    • 7.2.A.3 Một số biến dị kiểu hình có thể làm tăng hoặc giảm độ thích nghi của sinh vật trong các môi trường cụ thể.
      • Ví dụ minh họa cho 7.2.A.3: Thiếu máu tế bào liềm; Kháng DDT ở côn trùng

    Mục tiêu học tập 7.2.B: Giải thích cách sự biến dị của các phân tử bên trong tế bào liên kết với độ thích nghi của sinh vật.

    • 7.2.B.1 Sự biến dị về số lượng và loại phân tử bên trong tế bào có thể giúp quần thể có khả năng sinh tồn và sinh sản tốt hơn trong các môi trường khác nhau.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Peppered moth dark form (carbonaria) — industrial melanism is a classic natural-selection case study
    Peppered moth dark form (carbonaria) — industrial melanism is a classic natural-selection case study

    Selection acts on variation 变异. Fitness 适合度 means reproductive success, not strength. Selection comes in modes: directional (favors one extreme), stabilizing (favors the average), and disruptive (favors both extremes). The environment does the "selecting," so a trait that helps in one setting may not in another. Well-suited traits are adaptations 适应.

    Stabilising, directional, and disruptive selection
    Stabilising, directional, and disruptive selection
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Watch selection shift a population · ⁨Quan sát sự chọn lọc dịch chuyển quần thể⁩

    Natural selection: individuals better suited to the environment survive and reproduce more, so helpful traits spread. Change the environment and watch the population adapt. · ⁨Chọn lọc tự nhiên: cá thể phù hợp hơn với môi trường sống sót và sinh sản nhiều hơn, nên tính trạng có lợi lan rộng. Thay đổi môi trường và xem quần thể thích nghi.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    variation/ˌveərɪˈeɪʃn/ biến tấu
    Fitness/ˈfɪtnəs/ Thích nghi
    adaptations/ˌædæpˈteɪʃnz/ đặc điểm thích nghi
    7.3

    Artificial Selection

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.3.A: Explain how humans can affect diversity within a population.

    • 7.3.A.1 Through artificial selection, humans affect variation in other species.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.3.A: Giải thích cách con người có thể ảnh hưởng đến sự đa dạng trong một quần thể.

    • 7.3.A.1 Thông qua chọn lọc nhân tạo, con người ảnh hưởng đến sự biến dị ở các loài khác.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    In artificial selection 人工选择, humans – not nature – choose which individuals breed, selecting for desired traits (crops, livestock, dogs). It works the same way as natural selection and, being fast and visible, is strong evidence that selection can reshape populations.

    Selective breeding makes a wanted feature more common over generations
    Selective breeding makes a wanted feature more common over generations
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    artificial selection/ˌɑːtɪˈfɪʃl sɪˈlekʃn/ artificial selection
    7.4

    Population Genetics

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.4.A: Explain how random occurrences affect the genetic makeup of a population.

    • 7.4.A.1 Evolution is also driven by random occurrences.
      • i. Mutation is a random process that adds new genetic variation to a population.
      • ii. Genetic drift is a change in allele frequencies attributable to a nonselective process occurring in small populations.
      • iii. The bottleneck effect is a type of genetic drift that occurs when a population size is reduced to a small number of individuals for at least one generation.
      • iv. The founder effect is a type of genetic drift that occurs when a population is separated from other members of the population. The frequency of genes and traits will shift based on the genes in this new founder population.
      • v. Migration can result in gene flow (the addition or removal of alleles from a population).

    Learning Objective 7.4.B: Describe the role of random processes in the evolution of specific populations.

    • 7.4.B.1 Random processes can lead to changes in allele frequencies in a population.
      • i. Mutations result in genetic variation, which provides phenotypes on which natural selection acts.
      • ii. Genetic drift can allow a small population to diverge from other populations of the same species.
      • iii. Gene flow between two populations prevents them from diverging into separate species.

    Learning Objective 7.4.C: Describe the change in the genetic makeup of a population over time.

    • 7.4.C.1 Changes in allele frequencies provide evidence for the occurrence of evolution in a population.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.4.A: Giải thích cách các sự kiện ngẫu nhiên ảnh hưởng đến cấu trúc di truyền của một quần thể.

    • 7.4.A.1 Tiến hóa cũng bị thúc đẩy bởi các sự kiện ngẫu nhiên.
      • i. Đột biến là một quá trình ngẫu nhiên bổ sung biến dị di truyền mới cho quần thể.
      • ii. Trôi dãn gen là sự thay đổi tần số alen quy định bởi một quá trình phi chọn lọc xảy ra trong các quần thể nhỏ.
      • iii. Hiệu ứng cổ chai là một loại trôi dãn gen xảy ra khi kích thước quần thể bị thu hẹp xuống còn một số lượng nhỏ cá thể trong ít nhất một thế hệ.
      • iv. Hiệu ứng người sáng lập là một loại trôi dãn gen xảy ra khi một phần của quần thể tách khỏi các thành viên còn lại. Tần số gen và tính trạng sẽ thay đổi dựa trên bộ gen của quần thể người sáng lập mới này.
      • v. Di cư có thể dẫn đến dòng gen (sự thêm vào hoặc loại bỏ alen khỏi quần thể).

    Mục tiêu học tập 7.4.B: Mô tả vai trò của các quá trình ngẫu nhiên trong tiến hóa của các quần thể cụ thể.

    • 7.4.B.1 Các quá trình ngẫu nhiên có thể dẫn đến sự thay đổi tần số alen trong quần thể.
      • i. Đột biến tạo ra biến dị di truyền, cung cấp các kiểu hình để chọn lọc tự nhiên tác động.
      • ii. Trôi dãn gen có thể khiến một quần thể nhỏ phân ly so với các quần thể khác cùng loài.
      • iii. Dòng gen giữa hai quần thể ngăn chặn chúng phân ly thành các loài riêng biệt.

    Mục tiêu học tập 7.4.C: Mô tả sự thay đổi cấu trúc di truyền của một quần thể theo thời gian.

    • 7.4.C.1 Sự thay đổi tần số alen cung cấp bằng chứng cho việc tiến hóa đã xảy ra trong quần thể.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Population genetics 群体遗传学 studies the pool of alleles in a population. Evolution is a change in allele frequencies 等位基因频率 over time. Besides natural selection, allele frequencies change through mutation (new alleles), gene flow 基因流 (migration), and genetic drift 遗传漂变 (random change, strongest in small populations – the bottleneck and founder effects).

    A population bottleneck reduces genetic variety
    A population bottleneck reduces genetic variety
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Population genetics/ˌpɒpjʊˈleɪʃn dʒɪˈnetɪks/ di truyền học quần thể
    allele frequencies/əˈliːl ˈfriːkwənsiz/ tần số allele
    gene flow/dʒiːn fləʊ/ dòng gen
    genetic drift/dʒɪˈnetɪk drɪft/ trôi dạt di truyền
    7.5

    Hardy-Weinberg Equilibrium

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.5.A: Describe the conditions under which allele and genotype frequencies will change in populations.

    • 7.5.A.1 The Hardy–Weinberg Equilibrium is a model for describing and predicting allele frequencies in a non-evolving population. Conditions for a population or an allele to be in Hardy–Weinberg equilibrium are:

      • i. A large population size
      • ii. No migration
      • iii. No new mutations
      • iv. Random mating
      • v. No natural selection

      These conditions are never met, but they provide a valuable null hypothesis.

    • 7.5.A.2 Allele frequencies in a nonevolving population can be calculated from genotype frequencies.

      • Equation: Hardy–Weinberg Equation— $p^2 + 2pq + q^2 = 1$; $p + q = 1$, where: $p$ = frequency of allele 1 in the population; $q$ = frequency of allele 2 in the population
      • Illustrative examples for 7.5.A.2: Graphic analysis of allele frequencies in a population
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.5.A: Mô tả các điều kiện mà tần số alen và kiểu gen sẽ thay đổi trong quần thể.

    • 7.5.A.1 Cân bằng Hardy–Weinberg là một mô hình dùng để mô tả và dự đoán tần số alen trong một quần thể không tiến hóa. Các điều kiện để một quần thể hoặc một alen nằm trong cân bằng Hardy–Weinberg là:

      • i. Kích thước quần thể lớn
      • ii. Không có di cư
      • iii. Không có đột biến mới
      • iv. Giao phối ngẫu nhiên
      • v. Không có chọn lọc tự nhiên

      Những điều kiện này không bao giờ được đáp ứng hoàn toàn, nhưng chúng cung cấp một giả thuyết không giá trị quan trọng.

    • 7.5.A.2 Tần số alen trong một quần thể không tiến hóa có thể được tính toán từ tần số kiểu gen.

      • Phương trình: Phương trình Hardy–Weinberg— $p^2 + 2pq + q^2 = 1$; $p + q = 1$, trong đó: $p$ = tần số alen 1 trong quần thể; $q$ = tần số alen 2 trong quần thể
      • Ví dụ minh họa cho 7.5.A.2: Phân tích biểu đồ tần số alen trong quần thể

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    The Hardy–Weinberg 哈迪-温伯格 model gives the allele and genotype frequencies expected when a population is not evolving. With allele frequencies $p$ and $q$ ($p+q=1$):

    $$p^2 + 2pq + q^2 = 1,$$
    where $p^2$ and $q^2$ are the homozygotes and $2pq$ the heterozygotes. It holds only under five conditions (no selection, no mutation, no migration, random mating, large population); when real data differ from the prediction, the population is evolving.

    Worked example. In a population, $16\%$ of individuals show the recessive phenotype, so $q^2=0.16$ and $q=\sqrt{0.16}=0.4$. Then $p=1-q=0.6$. The predicted carrier frequency (heterozygotes) is $2pq=2(0.6)(0.4)=0.48$, i.e. $48\%$, and the homozygous dominants are $p^2=0.6^2=0.36$, i.e. $36\%$. As a check, $0.36+0.48+0.16=1$. This is the standard route: recessive phenotype $\to q^2\to q\to p\to$ everything else.

    Hardy–Weinberg: allele frequencies p and q give genotype frequencies p², 2pq, q²
    Hardy–Weinberg: allele frequencies p and q give genotype frequencies p², 2pq, q²
    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Allele frequencies across a cross · ⁨Tần số alen qua một phép lai⁩

    Hardy-Weinberg predicts genotype frequencies ($p^2+2pq+q^2$) in a population that isn't evolving. A Punnett square shows the same allele combining at the population scale. · ⁨Hardy-Weinberg dự đoán tần số kiểu gen ($p^2+2pq+q^2$) trong một quần thể không tiến hóa. Bảng Punnett cho thấy cùng một alen kết hợp ở quy mô quần thể.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Hardy–Weinberg/ˈhɑːdi ˈwaɪnbɜːɡ/ Hardy–Weinberg
    7.6

    Evidence of Evolution

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.6.A: Describe the types of data that provide evidence for evolution.

    • 7.6.A.1 Evolution is supported by scientific evidence from many disciplines (geographical, geological, physical, biochemical, and mathematical data).

    Learning Objective 7.6.B: Explain how morphological, biochemical, and geological data provide evidence that organisms have changed over time.

    • 7.6.B.1 Molecular, morphological, and genetic evidence from extant and extinct organisms adds to our understanding of evolution.
      • i. Fossils can be dated by a variety of methods. These include 1) the age of the rocks where a fossil is found; 2) the rate of decay of isotopes including carbon-14; and 3) geographical data.
      • ii. Morphological homologies, including vestigial structures, provide evidence of common ancestry.
    • 7.6.B.2 A comparison of DNA nucleotide sequences and protein amino acid sequences provides evidence for evolution and common ancestry.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.6.A: Mô tả các loại dữ liệu cung cấp bằng chứng cho tiến hóa.

    • 7.6.A.1 Tiến hóa được hỗ trợ bởi bằng chứng khoa học từ nhiều lĩnh vực (dữ liệu địa lý, địa chất, vật lý, sinh hóa và toán học).

    Mục tiêu học tập 7.6.B: Giải thích cách dữ liệu hình thái, sinh hóa và địa chất cung cấp bằng chứng rằng các sinh vật đã thay đổi theo thời gian.

    • 7.6.B.1 Bằng chứng phân tử, hình thái và di truyền từ các sinh vật còn sống và tuyệt chủng làm tăng sự hiểu biết của chúng ta về tiến hóa.
      • i. Hóa thạch có thể được xác định tuổi bằng nhiều phương pháp khác nhau. Bao gồm: 1) độ tuổi của lớp đá nơi tìm thấy hóa thạch; 2) tốc độ phân rã của đồng vị bao gồm carbon-14; và 3) dữ liệu địa lý.
      • ii. Sự tương đồng hình thái, bao gồm cả cấu trúc thoái hóa, là bằng chứng về tổ tiên chung.
    • 7.6.B.2 So sánh trình tự nucleotide DNA và trình tự axit amin protein cung cấp bằng chứng cho tiến hóa và tổ tiên chung.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Archaeopteryx fossil: feathers plus reptilian features — evidence of common ancestry
    Archaeopteryx fossil: feathers plus reptilian features — evidence of common ancestry

    Multiple independent lines support evolution: the fossil record 化石记录, homologous structures 同源结构 (shared anatomy from common ancestry), vestigial structures 痕迹器官, shared embryology, and molecular evidence – the near-universal genetic code and matching DNA/protein sequences.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    fossil record/ˈfɒsl ˈrekɔːd/ bản ghi hóa thạch
    homologous structures/həˈmɒləɡəs ˈstrʌktʃəz/ homologous structures
    vestigial structures/ˈvestɪdʒl ˈstrʌktʃəz/ cấu trúc thoái hóa
    7.7

    Common Ancestry

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.7.A: Describe structural and functional evidence on cellular and molecular levels that provides evidence for the common ancestry of all eukaryotes.

    • 7.7.A.1 Structural and functional evidence indicates common ancestry of all eukaryotes. This evidence includes:
      • i. Membrane-bound organelles
      • ii. Linear chromosomes
      • iii. Genes that contain introns
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.7.A: Mô tả bằng chứng về cấu trúc và chức năng ở cấp độ tế bào và phân tử cung cấp bằng chứng cho tổ tiên chung của tất cả sinh vật nhân thực.

    • 7.7.A.1 Bằng chứng về cấu trúc và chức năng chỉ ra tổ tiên chung của tất cả sinh vật nhân thực. Những bằng chứng này bao gồm:
      • i. Các bào quan có màng bao bọc
      • ii. nhiễm sắc thể dạng tuyến tính
      • iii. Gen chứa intron

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    All life shares a common ancestor 共同祖先, shown by universal features: the same DNA/RNA machinery, the same genetic code, ribosomes, and core metabolic pathways in all organisms. The more features and sequences two species share, the more recently they diverged.

    Archaeopteryx: transitional fossils link major groups and support common ancestry
    Archaeopteryx: transitional fossils link major groups and support common ancestry
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    common ancestor/ˈkɒmən ˈænsestə/ 组织 tổ tiên chung
    7.8

    Continuing Evolution

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.8.A: Explain how evolution is an ongoing process in all living organisms.

    • 7.8.A.1 All species have evolved and continue to evolve. Examples include:
      • i. Genomic changes over time
      • ii. Continuous change in the fossil record
      • iii. Evolution of resistance to antibiotics, pesticides, herbicides, or chemotherapy drugs
      • iv. Pathogens evolving and causing emergent diseases
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.8.A: Giải thích tiến hóa là một quá trình đang diễn ra ở tất cả các sinh vật sống.

    • 7.8.A.1 Tất cả các loài đã tiến hóa và tiếp tục tiến hóa. Ví dụ bao gồm:
      • i. Thay đổi bộ gen theo thời gian
      • ii. Sự thay đổi liên tục trong hồ sơ hóa thạch
      • iii. Tiến hóa kháng thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ hoặc thuốc hóa trị
      • iv. Mầm bệnh tiến hóa và gây ra các bệnh mới nổi

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Antibiotic sensitivity plate: clear zones show which antibiotics kill the bacteria
    Antibiotic sensitivity plate: clear zones show which antibiotics kill the bacteria

    Evolution is ongoing and observable: antibiotic-resistant bacteria, pesticide-resistant insects, and rapid changes in fast-breeding species. Because environments keep changing, selection keeps acting – evolution has no endpoint.

    How antibiotic resistance spreads through a population by natural selection
    How antibiotic resistance spreads through a population by natural selection
    7.9

    Phylogeny

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.9.A: Describe the types of evidence that can be used to infer an evolutionary relationship.

    • 7.9.A.1 Phylogenetic trees and cladograms show hypothetical evolutionary relationships among lineages that can be tested.
    • 7.9.A.2 Phylogenetic trees show the amount of change over time calibrated by fossils or a molecular clock, whereas cladograms do not show time scale or the evolutionary difference between groups.
    • 7.9.A.3 Traits that are either gained or lost during evolution can be used to construct phylogenetic trees and cladograms. The out-group represents the lineage that is least closely related to the remainder of the organisms in the phylogenetic tree or cladogram.
      • i. Shared derived characters can be present in more than one lineage and indicate common ancestry. These are informative for the construction of phylogenetic trees and cladograms.
      • ii. Molecular data typically provide more accurate and reliable evidence than morphological traits in the construction of phylogenetic trees or cladograms.

    Learning Objective 7.9.B: Explain how phylogenetic trees and cladograms can be used to infer evolutionary relatedness.

    • 7.9.B.1 Phylogenetic trees and cladograms can be used to illustrate speciation that has occurred. The nodes on a tree represent the most recent common ancestor of any two groups or lineages.
    • 7.9.B.2 Phylogenetic trees and cladograms can be constructed from morphological similarities of living or fossil species and from DNA and protein sequence similarities.
    • 7.9.B.3 Phylogenetic trees and cladograms represent hypotheses that are constantly being revised based on evidence.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.9.A: Mô tả các loại bằng chứng có thể được sử dụng để suy luận mối quan hệ tiến hóa.

    • 7.9.A.1 Cây phát sinh loài và cladogram thể hiện các mối quan hệ tiến hóa giả thuyết giữa các dòng dõi mà có thể được kiểm chứng.
    • 7.9.A.2 Cây phát sinh loài thể hiện mức độ thay đổi theo thời gian được hiệu chuẩn bởi hóa thạch hoặc đồng hồ phân tử, trong khi cladogram không thể hiện thang đo thời gian hay sự khác biệt tiến hóa giữa các nhóm.
    • 7.9.A.3 Các đặc điểm bị mất đi hoặc xuất hiện trong quá trình tiến hóa có thể được sử dụng để xây dựng cây phát sinh loài và cladogram. Nhóm ngoại (out-group) đại diện cho dòng dõi ít liên quan nhất với phần còn lại của các sinh vật trong cây phát sinh loài hoặc cladogram.
      • i. Các đặc điểm dẫn xuất chung có thể xuất hiện ở hơn một dòng dõi và chỉ ra tổ tiên chung. Những đặc điểm này hữu ích cho việc xây dựng cây phát sinh loài và cladogram.
      • ii. Dữ liệu phân tử thường cung cấp bằng chứng chính xác và đáng tin cậy hơn so với các đặc điểm hình thái trong việc xây dựng cây phát sinh loài hoặc cladogram.

    Mục tiêu học tập 7.9.B: Giải thích cách cây phát sinh loài và cladogram có thể được sử dụng để suy luận mức độ liên quan tiến hóa.

    • 7.9.B.1 Cây phát sinh loài và cladogram có thể được sử dụng để minh họa sự hình thành loài đã xảy ra. Các nút trên cây đại diện cho tổ tiên chung gần nhất của bất kỳ hai nhóm hoặc dòng dõi nào.
    • 7.9.B.2 Cây phát sinh loài và cladogram có thể được xây dựng dựa trên sự tương đồng hình thái của các loài còn sống hoặc hóa thạch, cũng như sự tương đồng trình tự DNA và protein.
    • 7.9.B.3 Cây phát sinh loài và cladogram đại diện cho các giả thuyết luôn được điều chỉnh dựa trên bằng chứng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    A phylogenetic tree 系统发育树 (cladogram) diagrams evolutionary relationships, with branch points marking common ancestors and shared derived traits grouping related species. Trees are hypotheses, revised as new (especially molecular) data arrive.

    The tree of life: phylogeny groups organisms by shared ancestry from a common origin
    The tree of life: phylogeny groups organisms by shared ancestry from a common origin
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    phylogenetic tree/ˌfaɪləʊdʒˈnetɪk triː/ cây phylogenetic
    7.10

    Speciation

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 1 — Evolution): The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 7.10.A: Describe the conditions under which new species may arise.

    • 7.10.A.1 Speciation occurs when two populations become reproductively isolated from each other.
    • 7.10.A.2 The biological species concept provides a commonly used definition of a species for sexually reproducing organisms. It states that species can be defined as a group capable of interbreeding and exchanging genetic information to produce viable, fertile offspring.

    Learning Objective 7.10.B: Describe the rate of evolution and speciation under different ecological conditions.

    • 7.10.B.1 Punctuated equilibrium is when evolution occurs rapidly after a long period of stasis. Gradualism is when evolution occurs slowly over hundreds of thousands or millions of years.
    • 7.10.B.2 Divergent evolution occurs when adaptation to new habitats results in phenotypic diversification. Speciation rates can be especially rapid during times of adaptive radiation as new habitats become available.
    • 7.10.B.3 Convergent evolution occurs when similar selective pressures result in similar phenotypic adaptations in different populations or species.

    Learning Objective 7.10.C: Explain the processes and mechanisms that drive speciation.

    • 7.10.C.1 Sympatric speciation occurs in populations with geographic overlap. Allopatric speciation occurs in populations that are geographically isolated.
    • 7.10.C.2 Various pre-zygotic and post-zygotic mechanisms can maintain reproductive isolation and prevent gene flow between populations.
    • Illustrative examples for 7.10.C: Hawaiian Drosophila; Caribbean Anolis; Apple maggot Rhagoletis
    Tiếng Việt

    Hiểu biết Bền vững (Ý TƯỞNG LỚN 1 — Tiến hóa): Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 7.10.A: Mô tả các điều kiện dưới đó các loài mới có thể xuất hiện.

    • 7.10.A.1 Hình thành loài xảy ra khi hai quần thể trở nên cách ly sinh sản khỏi nhau.
    • 7.10.A.2 Khái niệm loài sinh học cung cấp một định nghĩa phổ biến cho một loài đối với các sinh vật sinh sản hữu tính. Nó nêu rằng loài có thể được định nghĩa là một nhóm có khả năng giao phối và trao đổi thông tin di truyền để tạo ra con cái có khả năng sinh tồn và sinh sản.

    Mục tiêu học tập 7.10.B: Mô tả tốc độ tiến hóa và hình thành loài dưới các điều kiện sinh thái khác nhau.

    • 7.10.B.1 Cân bằng gián đoạn là khi tiến hóa diễn ra nhanh chóng sau một khoảng thời gian dài ổn định. Chủ nghĩa dần dần là khi tiến hóa diễn ra chậm rãi trong hàng trăm nghìn hoặc hàng triệu năm.
    • 7.10.B.2 Tiến hóa phân nhánh xảy ra khi thích nghi với môi trường sống mới dẫn đến sự đa dạng kiểu hình. Tốc độ hình thành loài có thể đặc biệt nhanh trong các thời kỳ phóng xạ thích nghi khi các môi trường sống mới trở nên sẵn có.
    • 7.10.B.3 Tiến hóa hội tụ xảy ra khi các áp lực chọn lọc tương tự dẫn đến các thích nghi kiểu hình tương tự ở các quần thể hoặc loài khác nhau.

    Mục tiêu học tập 7.10.C: Giải thích các quá trình và cơ chế thúc đẩy hình thành loài.

    • 7.10.C.1 Hình thành loài đồng sinh xảy ra ở các quần thể có sự chồng lấn về địa lý. Hình thành loài dị sinh xảy ra ở các quần thể bị cô lập về mặt địa lý.
    • 7.10.C.2 Các cơ chế tiền hợp tử và hậu hợp tử khác nhau có thể duy trì sự cách ly sinh sản và ngăn chặn dòng chảy gen giữa các quần thể.
    • Ví dụ minh họa cho 7.10.C: Drosophila Hawaii; Anolis Caribbean; Ruồi tảo táo Rhagoletis

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Speciation 物种形成 is the origin of new species, usually when populations become reproductively isolated 生殖隔离 and diverge. Allopatric speciation follows a geographic split; sympatric speciation happens without one. Once populations can no longer interbreed, they are separate species.

    Allopatric and sympatric speciation
    Allopatric and sympatric speciation
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Speciation/ˌspiːʃɪˈeɪʃn/ Hình thành loài mới
    reproductively isolated/rɪprəˈdʌktɪvli ˈaɪsəleɪtɪd/ cách ly về mặt sinh sản
    7.11

    Variations in Populations

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 4 — Systems Interactions): Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 7.11.A: Explain how the genetic diversity of a species or population affects its ability to withstand environmental pressures.

    • 7.11.A.1 The level of variation in a population affects population dynamics.
      • i. The ability of a population to respond to changes in the environment is influenced by genetic diversity. Species and populations with little genetic diversity are at risk of decline or extinction.
      • ii. Genetically diverse populations are more resilient to environmental perturbation because they are more likely to contain individuals that can withstand the environmental pressure.
      • iii. Alleles that are adaptive in one environmental condition may be deleterious in another because of different selective pressures.
      • Illustrative examples for 7.11.A.1: California condors; Black-footed ferrets; Prairie chickens; Potato blight; Corn rust; Genetic diversity and selective pressures; Antibiotic resistance in bacteria (not all individuals in a diverse population are susceptible to a disease outbreak)
    Tiếng Việt

    Hiểu biết bền vững (BIG IDEA 4 — Tương tác hệ thống): Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng biểu hiện những thuộc tính phức tạp.

    Mục tiêu học tập 7.11.A: Giải thích cách sự đa dạng di truyền của một loài hoặc quần thể ảnh hưởng đến khả năng chống chịu với các áp lực môi trường.

    • 7.11.A.1 Mức độ biến dị trong quần thể ảnh hưởng đến động thái của quần thể.
      • i. Khả năng phản ứng của một quần thể trước những thay đổi của môi trường phụ thuộc vào sự đa dạng di truyền. Các loài và quần thể có ít đa dạng di truyền đang đối mặt với nguy cơ suy giảm hoặc tuyệt chủng.
      • ii. Các quần thể có đa dạng di truyền cao có khả năng phục hồi tốt hơn trước các xáo trộn môi trường vì chúng có nhiều khả năng chứa đựng các cá thể có thể chịu được áp lực môi trường.
      • iii. Các alen có lợi cho thích nghi trong điều kiện môi trường này có thể gây hại trong điều kiện khác do các áp lực chọn lọc khác nhau.
      • Ví dụ minh họa cho 7.11.A.1: Chim đại bàng California; Chồn chân đen; Gà đồng cỏ; Bệnh thối lá khoai tây; Rễ vàng ngô; Đa dạng di truyền và áp lực chọn lọc; Kháng thuốc kháng sinh ở vi khuẩn (không phải tất cả các cá thể trong một quần thể đa dạng đều nhạy cảm với dịch bệnh)

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Genetic diversity 多样性 helps a population survive change – if conditions shift, some variants may already be suited to them. Low diversity (as in an endangered species) leaves a population vulnerable. Variation arises from mutation and the reshuffling of meiosis and sexual reproduction.

    Discontinuous and continuous variation
    Discontinuous and continuous variation
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    diversity/daɪˈvɜːsɪti/ đa dạng
    7.12

    Origins of Life on Earth

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Enduring Understanding (BIG IDEA 4 — Systems Interactions): Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 7.12.A: Describe the scientific evidence that supports models of the origin of life on Earth.

    • 7.12.A.1 The origin of life on Earth is supported by scientific evidence.
      • i. Geological evidence reinforces models of the origin of life on Earth.
      • ii. Earth formed approximately 4.6 billion years ago (bya). The environment was too hostile for life until about 3.9 bya, and the earliest fossil evidence for life dates to 3.5 bya. Taken together, this evidence provides a plausible range of dates for the origin of life.
    • 7.12.A.2 The RNA world hypothesis proposes that RNA could have been the earliest genetic material. There are three assumptions:
      • i. At some point in time, genetic continuity was assured by the replication of RNA.
      • ii. Base-pairing is necessary for replication.
      • iii. Genetically encoded proteins were not involved as catalysts.
    Tiếng Việt

    Hiểu biết bền vững (BIG IDEA 4 — Tương tác hệ thống): Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng biểu hiện những thuộc tính phức tạp.

    Mục tiêu học tập 7.12.A: Mô tả bằng chứng khoa học hỗ trợ các mô hình về nguồn gốc sự sống trên Trái Đất.

    • 7.12.A.1 Nguồn gốc sự sống trên Trái Đất được hỗ trợ bởi bằng chứng khoa học.
      • i. Bằng chứng địa chất củng cố các mô hình về nguồn gốc sự sống trên Trái Đất.
      • ii. Trái Đất hình thành cách đây khoảng 4.6 tỷ năm (bya). Môi trường quá khắc nghiệt đối với sự sống cho đến khoảng 3.9 tỷ năm trước, và bằng chứng hóa thạch sớm nhất về sự sống có từ 3.5 tỷ năm trước. Kết hợp các bằng chứng này cung cấp một phạm vi thời gian khả thi cho nguồn gốc của sự sống.
    • 7.12.A.2 Giả thuyết thế giới RNA đề xuất rằng RNA có thể là vật liệu di truyền đầu tiên. Có ba giả định:
      • i. Ở một thời điểm nào đó, tính liên tục di truyền được đảm bảo thông qua quá trình sao chép RNA.
      • ii. Cặp base là cần thiết cho quá trình sao chép.
      • iii. Các protein mã hóa di truyền không tham gia như các xúc tác.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    Evidence suggests early Earth's conditions could form simple organic molecules (the Miller–Urey type experiments), which assembled into polymers, then self-replicating RNA (the "RNA world"), and eventually membrane-bound cells. The first cells were prokaryotes; eukaryotes arose later through endosymbiosis 内共生.

    Stromatolites: layered microbial mats are among the oldest evidence of life on Earth
    Stromatolites: layered microbial mats are among the oldest evidence of life on Earth
    A hydrothermal vent: hot chemical-rich water may have powered early metabolism at life's origin
    A hydrothermal vent: hot chemical-rich water may have powered early metabolism at life's origin
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    endosymbiosis/ˌendəʊˌsɪmbaɪˈəʊsɪs/ nội cộng sinh
    7.12

    Exam tips

    • State natural selection cleanly: variation → differential survival and reproduction → helpful traits become common.
    • Fitness = reproductive success, not strength or health.
    • Evolution is a change in allele frequencies in a population — individuals do not evolve.
    • Use Hardy–Weinberg ($p^2+2pq+q^2=1$): start from the recessive phenotype $q^2\to q\to p$.
    • Cite independent evidence (fossils, homologous structures, DNA) and explain speciation via reproductive isolation.
  • 8

    Ecology · ⁨Hệ sinh thái⁩

    Watch lesson · ⁨Xem bài học⁩
    8.1

    Responses to the Environment · ⁨Phản ứng với Môi trường⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 8.1.A: Explain how the behavioral and physiological response of an organism is related to changes in internal or external environment.

    • 8.1.A.1 Organisms respond to changes in their environment through behavioral and physiological mechanisms.
      • Exclusion statement: Knowledge of specific behavioral or physiological mechanisms is beyond the scope of the AP Exam.
      • Illustrative examples for 8.1.A.1:
        • Photoperiodism and phototropism in plants
        • Taxis and kinesis in animals
        • Nocturnal and diurnal activity
    • 8.1.A.2 Organisms exchange information with one another in response to internal changes and external cues, which can change behavior.
      • Illustrative examples for 8.1.A.2:
        • Fight-or-flight response
        • Predator warnings
        • Plant responses to herbivory

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 8.1.B: Explain how the behavioral responses of organisms affect their overall fitness and may contribute to the success of a population.

    • 8.1.B.1 Organisms communicate through various mechanisms (visual, audible, tactile, electrical, and/or chemical signals).
      • i. Organisms have a variety of signaling behaviors that produce changes in the behavior of other organisms and can result in differential reproductive success.
      • ii. Animals use signals to indicate dominance, find food, establish territory, and ensure reproductive success.
      • Exclusion statement: Knowledge of specific mechanisms of communication is beyond the scope of the AP Exam.
      • Illustrative examples for 8.1.B.1:
        • Territorial marking in mammals
        • Coloration in flowering plants and animals
        • Bird songs
        • Pack behaviors in animals
        • Predatory warnings
    • 8.1.B.2 Responses to information and communication of information are vital to natural selection and evolution.
      • i. Fitness favors innate and learned behaviors that increase survival and reproductive success.
      • ii. Cooperative behavior tends to increase the fitness of the individual and the survival of the population.
      • Exclusion statement: The details of the various communications and community behavioral systems are beyond the scope of the AP Exam.
      • Illustrative examples for 8.1.B.2.i:
        • Parent and offspring interactions
        • Courtship and mating behaviors
        • Foraging by bees and other animals
      • Illustrative examples for 8.1.B.2.ii:
        • Pack behavior in animals
        • Herd, flock, and schooling behavior in animals
        • Predator warnings
        • Colony and swarming behavior in insects
        • Kin selection
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 8.1.A: Giải thích cách phản ứng hành vi và sinh lý của sinh vật liên quan đến những thay đổi trong môi trường bên trong hoặc bên ngoài.

    • 8.1.A.1 Sinh vật phản ứng với những thay đổi trong môi trường thông qua các cơ chế hành vi và sinh lý.
      • Câu loại trừ: Kiến thức về các cơ chế hành vi hoặc sinh lý cụ thể nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.
      • Ví dụ minh họa cho 8.1.A.1:
        • Photoperiodism và phototropism ở thực vật
        • Taxis và kinesis ở động vật
        • Hoạt động ban đêm và ban ngày
    • 8.1.A.2 Sinh vật trao đổi thông tin với nhau để đáp lại những thay đổi bên trong và kích thích bên ngoài, điều này có thể làm thay đổi hành vi.
      • Ví dụ minh họa cho 8.1.A.2:
        • Phản ứng chiến đấu hoặc bỏ chạy
        • Cảnh báo kẻ thù
        • Phản ứng của thực vật trước việc bị ăn lá

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 8.1.B: Giải thích cách các phản ứng hành vi của sinh vật ảnh hưởng đến sức khỏe tổng thể của chúng và có thể đóng góp vào sự thành công của một quần thể.

    • 8.1.B.1 Sinh vật giao tiếp thông qua nhiều cơ chế khác nhau (tín hiệu thị giác, âm thanh, xúc giác, điện và/hoặc hóa học).
      • i. Sinh vật có nhiều loại hành vi tín hiệu tạo ra sự thay đổi trong hành vi của các sinh vật khác và có thể dẫn đến sự thành công sinh sản khác nhau.
      • ii. Động vật sử dụng tín hiệu để thể hiện quyền lực, tìm kiếm thức ăn, thiết lập lãnh thổ và đảm bảo thành công sinh sản.
      • Câu loại trừ: Kiến thức về các cơ chế giao tiếp cụ thể nằm ngoài phạm vi của kỳ thi AP.
      • Ví dụ minh họa cho 8.1.B.1:
        • Đánh dấu lãnh thổ ở động vật có vú
        • Màu sắc ở thực vật có hoa và động vật
        • Tiếng hót của chim
        • Hành vi bầy đàn ở động vật
        • Cảnh báo săn mồi
    • 8.1.B.2 Phản ứng với thông tin và sự truyền đạt thông tin rất quan trọng đối với chọn lọc tự nhiên và tiến hóa.
      • i. Sự thích nghi ưu tiên các hành vi bẩm sinh và học được làm tăng khả năng sống sót và thành công trong sinh sản.
      • ii. Hành vi hợp tác có xu hướng làm tăng độ thích nghi của cá thể và khả năng sống sót của quần thể.
      • Câu loại trừ: Chi tiết về các hệ thống giao tiếp và hành vi cộng đồng khác nhau nằm ngoài phạm vi đề thi AP.
      • *Ví dụ minh họa cho 8.1.B.2.i:
        • Tương tác giữa cha mẹ và con cái
        • Hành vi courting và giao phối
        • Tìm kiếm thức ăn của ong và các động vật khác
      • *Ví dụ minh họa cho 8.1.B.2.ii:
        • Hành vi theo bầy đàn ở động vật
        • Hành vi tập đoàn, bầy đàn và bầy cá ở động vật
        • Cảnh báo kẻ thù
        • Hành vi tổ và bầy ở côn trùng
        • Chọn lọc họ hàng

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Organisms sense and respond to their surroundings in ways that aid survival and reproduction. Behaviors may be innate (inherited, like reflexes and instincts) or learned. Responses such as migration, hibernation, and phototropism, and signals between organisms, are shaped by natural selection because they improve fitness.

    The behaviours the CED lists by name

    These are the illustrative behaviours an exam question builds its scenario from, so learn what each one is and what it buys the organism:

    Behaviour What it is Why it aids fitness
    taxis 趋性 movement directed towards or away from a stimulus reaches food, light or moisture, or escapes a hazard
    kinesis 动性 a change in the rate of random movement, with no direction keeps the animal in favourable conditions by moving less there and more elsewhere
    nocturnal and diurnal activity 夜行性与昼行性 being active at night, or by day avoids predators or heat, and matches activity to when food is available
    territorial marking 领域标记 scent, sound or visual marks that claim an area secures food, nesting sites and mates without repeated fighting
    coloration 体色 pigmentation in animals and flowering plants warning, camouflage, mate attraction — and in flowers, attracting pollinators
    foraging 觅食 by bees and others searching for and collecting food efficient foraging returns more energy than it costs, which is what selection acts on

    ⚠️ Taxis and kinesis are the pair most often confused. Taxis has a direction: the woodlouse walks towards the damp. Kinesis has only a rate: the woodlouse moves quickly and turns often in dry air and slows down in damp air, so it ends up in the damp without ever steering there.

    Life-history strategy 生活史策略 is the pattern of when an organism grows, reproduces and dies, and it too is shaped by selection: a biennial plant stores resources in its first year and flowers in its second; reproductive diapause pauses development until conditions improve, so offspring arrive when they can survive. Both trade the timing of reproduction against the chance that it succeeds.

    Tiếng Việt

    Sinh vật cảm nhận và phản ứng với môi trường xung quanh theo những cách giúp tăng cường sinh tồn và sinh sản. Hành vi có thể là bản năng (di truyền, như phản xạ và bản năng) hoặc học được. Các phản ứng như di cư, ngủ đông, và hướng quang, cũng như tín hiệu giữa các sinh vật, đều được định hình bởi chọn lọc tự nhiên vì chúng cải thiện mức độ phù hợp.

    Hoa hướng dương quay về phía ánh sáng: sinh vật phát hiện và phản ứng với kích thích môi trường
    Hoa hướng dương quay về phía ánh sáng: sinh vật phát hiện và phản ứng với kích thích môi trường

    Các hành vi CED liệt kê theo tên gọi

    Đây là các hành vi mẫu mà câu hỏi thi xây dựng tình huống dựa vào, vì vậy hãy học cách mỗi cái là gì và nó mang lại lợi ích gì cho sinh vật:

    Hành vi Ý nghĩa Tại sao nó hỗ trợ mức độ phù hợp
    taxis chuyển động định hướng về phía hoặc tránh xa kích thích tiếp cận thức ăn, ánh sáng hoặc độ ẩm, hoặc trốn tránh hiểm họa
    kinesis sự thay đổi trong tốc độ chuyển động ngẫu nhiên, không có định hướng giữ động vật trong điều kiện thuận lợi bằng cách ít di chuyển ở đó và nhiều hơn ở nơi khác
    hoạt động ban đêm và ban ngày hoạt động vào ban đêm, hoặc ban ngày tránh kẻ thù hoặc nhiệt độ cao, và khớp hoạt động với thời điểm thức ăn có sẵn
    dấu hiệu lãnh thổ mùi, âm thanh hoặc dấu hiệu thị giác để tuyên bố một khu vực đảm bảo nguồn thức ăn, nơi làm tổ và bạn tình mà không cần chiến đấu lặp lại
    màu sắc sắc tố trong động vật và thực vật có hoa cảnh báo, ngụy trang, thu hút bạn tình — và ở hoa, thu hút côn trùng thụ phấn
    tìm kiếm thức ăn của ong và các loài khác tìm kiếm và thu thập thức ăn tìm kiếm thức ăn hiệu quả mang lại nhiều năng lượng hơn mức tiêu hao, đó chính là điều chọn lọc tác động lên

    ⚠️ Taxis và kinesis là cặp thuật ngữ hay bị nhầm lẫn nhất. Taxis có hướng: con rùa biển bò về phía vùng ẩm. Kinesis chỉ có tốc độ: con rùa di chuyển nhanh và quay thường xuyên trong không khí khô và chậm lại trong không khí ẩm, vì vậy nó kết thúc ở vùng ẩm mà chưa bao giờ định hướng trực tiếp đến đó.

    Chiến lược lịch sử sống là mô hình thời điểm sinh trưởng, sinh sản và chết đi của sinh vật, và nó cũng chịu ảnh hưởng bởi chọn lọc: một thực vật hai năm tích trữ tài nguyên trong năm đầu tiên và ra hoa vào năm thứ hai; ngừng sinh sản (diapause) tạm dừng phát triển cho đến khi điều kiện cải thiện, để con cái xuất hiện khi chúng có thể sinh tồn. Cả hai đều đánh đổi thời điểm sinh sản với khả năng thành công của nó.

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    taxis/ˈtæksiz/ hướng động (taxis)
    kinesis/kəˈniːsɪs/ kinesis
    nocturnal and diurnal activity/nɒkˈtɜːnl ænd ˈdɪɜːnl ækˈtɪvɪti/ hoạt động ban đêm và ban ngày
    territorial marking/ˌterɪˈtɔːrɪəl ˈmɑːkɪŋ/ đánh dấu lãnh thổ
    coloration/ˌkʌləˈreɪʃn/ màu sắc
    foraging/ˈfɒrɪdʒɪŋ/ tìm kiếm thức ăn
    Life-history strategy/laɪf ˈhɪstəri ˈstrætədʒi/ chiến lược lịch sử sống
    ecosystems/ˈiːkəʊsɪstəmz/ hệ sinh thái
    producers/prəˈdjuːsəz/ nhà sản xuất
    consumers/kənˈsuːməz/ người tiêu dùng
    food chain/fuːd tʃeɪn/ chuỗi thức ăn
    trophic level/ˈtrəʊfɪk ˈlevl/ mức dinh dưỡng
    8.2

    Energy Flow Through Ecosystems · ⁨Dòng chảy Năng lượng qua Hệ sinh thái⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 8.2.A: Describe the strategies organisms use to acquire and use energy.

    • 8.2.A.1 Organisms use energy to organize, grow, reproduce, and maintain homeostasis.
      • i. Organisms use different strategies to regulate body temperature and metabolism. Endotherms use thermal energy generated by metabolism to maintain homeostatic body temperatures. Ectotherms lack efficient internal mechanisms for maintaining body temperature, although they may regulate their temperature behaviorally by moving into the sun or shade or by aggregating with other individuals.
      • ii. A net gain in energy results in energy storage, the growth of an organism, and increased reproductive output.
      • iii. A net loss of energy results in loss of mass, a decrease in reproductive output, and, eventually, the death of an organism.
    • 8.2.A.2 Different organisms use various reproductive strategies in response to energy availability. Some organisms alternate between asexual and sexual reproduction in response to energy availability.
      • Illustrative examples for 8.2.A:
        • Seasonal reproduction in animals and plants
        • Life-history strategy (biennial plants, reproductive diapause)

    Learning Objective 8.2.B: Explain how energy flows and matter cycles through trophic levels.

    • 8.2.B.1 Ecological levels of organization include populations, communities, ecosystems, and biomes.
    • 8.2.B.2 Energy flows through ecosystems, while matter and nutrients cycle between the environment and organisms via biogeochemical cycles. The cycles are essential for life, and each cycle demonstrates the conservation of matter. The cycles are interdependent.
    • 8.2.B.3 Biogeochemical cycles include abiotic and biotic reservoirs, as well as processes that cycle matter between reservoirs.
    • 8.2.B.4 The hydrologic (water) cycle involves water movement and storage within the hydrosphere. Reservoirs include oceans, surface water, the atmosphere, and living organisms. Processes include evaporation, condensation, precipitation, and transpiration.
    • 8.2.B.5 The carbon cycle involves recycling carbon atoms through Earth's biosphere into organisms as carbohydrates and back into the atmosphere as carbon dioxide $\left(\mathrm{CO_2}\right)$. At the highest levels of organization, the carbon cycle can be simplified into four parts: photosynthesis, cellular respiration, decomposition, and combustion.
    • 8.2.B.6 The nitrogen cycle involves several steps, including nitrogen fixation, assimilation, ammonification, nitrification, and denitrification. These steps are performed by microorganisms in the soil. The largest reservoir of nitrogen is the atmosphere. In nitrogen fixation, nitrogen gas $\left(\mathrm{N_2}\right)$ is fixed into ammonia $\left(\mathrm{NH_3}\right)$, which ionizes to ammonium $\left(\mathrm{NH_4^+}\right)$ by acquiring hydrogen ions from the soil solution.
    • 8.2.B.7 The phosphorus cycle involves weathering rocks releasing phosphate $\left(\mathrm{PO_4^{3-}}\right)$ into soil and groundwater. Producers take in phosphate, which is incorporated into biological molecules; consumers eat producers, transferring phosphate to animals. Phosphorus returns to the soil via decomposition of biomass, or excretion. Phosphate can also be incorporated back into the environment via decomposition of decaying organic matter.

    Learning Objective 8.2.C: Explain how changes in energy availability affect populations, communities, and ecosystems.

    • 8.2.C.1 Changes in energy availability can result in changes in population size.
    • 8.2.C.2 Changes in energy availability can result in disruptions to an ecosystem.
      • i. A change in energy resources such as sunlight can affect the number and size of the trophic levels. Trophic levels include producers; primary, secondary, tertiary, and quaternary consumers; and decomposers.
      • ii. A change in the biomass or number of producers in a given geographic area can affect the number and size of other trophic levels.

    Learning Objective 8.2.D: Explain how the activities of autotrophs and heterotrophs enable the flow of energy within an ecosystem.

    • 8.2.D.1 Autotrophs capture energy from physical or chemical sources in the environment.
      • i. Photosynthetic organisms capture energy present in sunlight contributing to primary productivity.
      • ii. Chemosynthetic organisms capture energy from small inorganic molecules present in their environment, which can occur in the absence of oxygen.
    • 8.2.D.2 Heterotrophs, which include carnivores, herbivores, omnivores, decomposers, and scavengers, metabolize carbohydrates, lipids, and proteins as sources of energy. Heterotrophs capture the energy present in carbon compounds by consuming organic matter derived from autotrophs incorporating matter into their tissues.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 8.2.A: Mô tả các chiến lược mà sinh vật sử dụng để thu nhận và sử dụng năng lượng.

    • 8.2.A.1 Sinh vật sử dụng năng lượng để tổ chức, phát triển, sinh sản và duy trì cân bằng nội môi.
      • i. Sinh vật sử dụng các chiến lược khác nhau để điều hòa nhiệt độ cơ thể và quá trình trao đổi chất. Động vật biến nhiệt (Endotherms) sử dụng năng lượng nhiệt do trao đổi chất tạo ra để duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định. Động vật ngoại nhiệt (Ectotherms) thiếu các cơ chế nội bộ hiệu quả để duy trì nhiệt độ cơ thể, tuy nhiên chúng có thể điều chỉnh nhiệt độ bằng hành vi như di chuyển vào vùng ánh nắng hoặc bóng râm, hoặc tụ tập cùng các cá thể khác.
      • ii. Lãi ròng về năng lượng dẫn đến việc lưu trữ năng lượng, sự phát triển của sinh vật và tăng năng suất sinh sản.
      • iii. Th失 ròng về năng lượng dẫn đến giảm khối lượng, giảm năng suất sinh sản và cuối cùng là cái chết của sinh vật.
    • 8.2.A.2 Các sinh vật khác nhau sử dụng các chiến lược sinh sản khác nhau tùy thuộc vào mức năng lượng có sẵn. Một số sinh vật luân phiên giữa sinh sản vô tính và hữu tính dựa trên mức năng lượng có sẵn.
      • *Ví dụ minh họa cho 8.2.A:
        • Sinh sản theo mùa ở động vật và thực vật
        • Chiến lược lịch sử sống (thực vật hai năm, trạng thái ngừng sinh sản)

    Mục tiêu học tập 8.2.B: Giải thích cách năng lượng chảy qua các cấp dinh dưỡng và vật chất tuần hoàn.

    • 8.2.B.1 Các cấp tổ chức sinh thái bao gồm quần thể, quần xã, hệ sinh thái và sinh vật địa cầu.
    • 8.2.B.2 Năng lượng chảy qua hệ sinh thái, trong khi vật chất và chất dinh dưỡng tuần hoàn giữa môi trường và sinh vật thông qua các chu trình sinh địa hóa. Các chu trình này thiết yếu cho sự sống và mỗi chu trình đều chứng minh nguyên lý bảo toàn vật chất. Các chu trình có mối liên hệ tương hỗ.
    • 8.2.B.3 Các chu trình sinh địa hóa bao gồm các kho chứa phi sinh học và sinh học, cũng như các quá trình tuần hoàn vật chất giữa các kho chứa.
    • 8.2.B.4 Chu trình thủy văn (chu trình nước) liên quan đến sự di chuyển và lưu trữ nước trong thủy quyển. Các kho chứa bao gồm đại dương, nước mặt, khí quyển và các sinh vật sống. Các quá trình bao gồm bay hơi, ngưng tụ,降水 và thoát hơi nước.
    • 8.2.B.5 Chu trình carbon liên quan đến việc tái循环 các nguyên tử carbon qua biosphere của Trái Đất thành các sinh vật dưới dạng carbohydrate và quay trở lại khí quyển dưới dạng carbon dioxide $\left(\mathrm{CO_2}\right)$. Ở các cấp tổ chức cao nhất, chu trình carbon có thể được đơn giản hóa thành bốn phần: quang hợp, hô hấp tế bào, phân hủy và đốt cháy.
    • 8.2.B.6 Chu trình nitơ bao gồm nhiều bước, như cố định nitơ, đồng hóa, amoni hóa, nitrat hóa và phản nitrat hóa. Các bước này do vi sinh vật trong đất thực hiện. Kho chứa nitơ lớn nhất là khí quyển. Trong quá trình cố định nitơ, khí nitơ $\left(\mathrm{N_2}\right)$ được cố định thành amoniac $\left(\mathrm{NH_3}\right)$, ion hóa thành amoni $\left(\mathrm{NH_4^+}\right)$ bằng cách thu nhận ion hydro từ dung dịch đất.
    • 8.2.B.7 Chu trình phốt pho liên quan đến quá trình phong hóa đá giải phóng photphat $\left(\mathrm{PO_4^{3-}}\right)$ vào đất và nước ngầm. Sản xuất thu nhận photphat, được tích hợp vào các phân tử sinh học; tiêu thụ ăn sản xuất, chuyển photphat sang động vật. Phốt pho trở lại đất qua quá trình phân hủy sinh khối hoặc bài tiết. Photphat cũng có thể được tích hợp lại vào môi trường thông qua sự phân hủy của các chất hữu cơ đang mục nát.

    Mục tiêu học tập 8.2.C: Giải thích cách những thay đổi trong mức năng lượng có sẵn ảnh hưởng đến quần thể, quần xã và hệ sinh thái.

    • 8.2.C.1 Những thay đổi trong mức năng lượng có sẵn có thể dẫn đến những thay đổi về quy mô quần thể.
    • 8.2.C.2 Những thay đổi trong mức năng lượng có sẵn có thể dẫn đến sự gián đoạn hệ sinh thái.
      • i. Sự thay đổi về nguồn năng lượng như ánh sáng mặt trời có thể ảnh hưởng đến số lượng và kích thước của các cấp dinh dưỡng. Các cấp dinh dưỡng bao gồm sinh vật sản xuất; người tiêu thụ sơ cấp, thứ cấp, tertiary và quaternary; và sinh vật phân giải.
      • ii. Sự thay đổi về sinh khối hoặc số lượng sinh vật sản xuất trong một khu vực địa lý cụ thể có thể ảnh hưởng đến số lượng và kích thước của các cấp dinh dưỡng khác.

    Mục tiêu học tập 8.2.D: Giải thích cách hoạt động của autotrophs và heterotrophs cho phép dòng chảy năng lượng diễn ra bên trong hệ sinh thái.

    • 8.2.D.1 Autotrophs thu nhận năng lượng từ các nguồn vật lý hoặc hóa học trong môi trường.
      • i. Các sinh vật quang hợp thu nhận năng lượng có trong ánh sáng mặt trời, đóng góp vào năng suất sơ cấp.
      • ii. Các sinh vật hóa tổng hợp thu nhận năng lượng từ các phân tử vô cơ nhỏ có trong môi trường của chúng, điều này có thể xảy ra trong điều kiện không có oxy.
    • 8.2.D.2 Heterotrophs, bao gồm động vật ăn thịt, động vật ăn cỏ, động vật ăn tạp, sinh vật phân giải và động vật ăn xác thối, chuyển hóa carbohydrates, lipids và protein như các nguồn năng lượng. Heterotrophs thu nhận năng lượng có trong các hợp chất carbon bằng cách tiêu thụ các chất hữu cơ có nguồn gốc từ autotrophs và tích hợp vật chất vào mô của chúng.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Energy enters most ecosystems 生态系统 as sunlight, is captured by producers 生产者 (photosynthesizers), and passes to consumers 消费者 along a food chain 食物链. Each level is a trophic level 营养级. Only about 10% of energy transfers up each level (the rest is lost as heat), so food chains are short and producers are the most abundant. Energy flows through and is lost, while matter (carbon, nitrogen) cycles.

    Worked example. Suppose producers capture $10{,}000\ \text{kcal}$. Applying the $10\%$ rule, primary consumers receive about $1{,}000\ \text{kcal}$, secondary consumers $100\ \text{kcal}$, and tertiary consumers only $10\ \text{kcal}$. Losing $90\%$ as heat at every step is exactly why food chains rarely exceed four or five levels – there is too little energy left to support another.

    Tiếng Việt

    Năng lượng đi vào hầu hết các hệ sinh thái dưới dạng ánh sáng mặt trời, được sinh vật sản xuất (sinh vật quang hợp) thu nhận, và truyền tới sinh vật tiêu thụ dọc theo chuỗi thức ăn. Mỗi cấp là một cấp dinh dưỡng. Chỉ khoảng 10% năng lượng được chuyển lên cấp tiếp theo (phần còn lại bị mất dưới dạng nhiệt), vì vậy chuỗi thức ăn ngắn và sinh vật sản xuất phong phú nhất. Năng lượng chảy qua và bị mất, trong khi vật chất (carbon, nitơ) lưu thông.

    Chỉ khoảng 10% năng lượng được chuyển lên cấp dinh dưỡng tiếp theo
    Chỉ khoảng 10% năng lượng được chuyển lên cấp dinh dưỡng tiếp theo

    Ví dụ minh họa. Giả sử sinh vật sản xuất thu nhận $10{,}000\ \text{kcal}$. Áp dụng quy tắc $10\%$, sinh vật tiêu thụ sơ cấp nhận được khoảng $1{,}000\ \text{kcal}$, sinh vật tiêu thụ thứ cấp $100\ \text{kcal}$, và sinh vật tiêu thụ bậc ba chỉ nhận được $10\ \text{kcal}$. Mất $90\%$ dưới dạng nhiệt ở mỗi bước là lý do tại sao chuỗi thức ăn hiếm khi vượt quá bốn hoặc năm cấp – còn quá ít năng lượng để duy trì thêm một cấp nữa.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Energy up a food chain · ⁨Năng lượng đi lên chuỗi thức ăn⁩

    Only about 10% of energy passes to the next trophic level; the rest is lost as heat. That's why food chains are short and top predators are few. · ⁨Chỉ khoảng 10% năng lượng truyền đến cấp dinh dưỡng tiếp theo; phần còn lại bị mất dưới dạng nhiệt. Đó là lý do tại sao chuỗi thức ăn ngắn và động vật ăn thịt đỉnh cao ít ỏi.⁩

    8.3

    Population Ecology · ⁨Sinh thái Học Quần thể⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 3 — Information Storage and Transmission: Living systems store, retrieve, transmit, and respond to information essential to life processes.

    Learning Objective 8.3.A: Describe factors that influence growth dynamics of populations.

    • 8.3.A.1 Populations comprise individual organisms of the same species that interact with one another and with the environment in complex ways.
    • 8.3.A.2 Many adaptations in organisms are related to obtaining and using energy and matter in a particular environment.
      • i. Population growth dynamics depend on birth rate, death rate, and population size.
        • Equation: Population Growth — $\dfrac{dN}{dt} = B - D$ where $dt$ = chage in time; $B$ = birth rate; $D$ = death rate; $N$ = population size; $dN$ = change in population size
      • ii. Reproduction without constraints results in the exponential growth of a population.
        • Equation: Exponential Growth — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N$ where $dt$ = change in time; $N$ = population size; $dN$ = change in population size; $r_{max}$ = maximum per capita growth rate of population
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 3 — Lưu trữ và Truyền tải Thông tin: Các hệ thống sống lưu trữ, truy xuất, truyền tải và phản hồi thông tin thiết yếu cho các quá trình sống.

    Mục tiêu học tập 8.3.A: Mô tả các yếu tố ảnh hưởng đến động thái tăng trưởng của quần thể.

    • 8.3.A.1 Quần thể bao gồm các cá thể cùng loài tương tác với nhau và với môi trường theo những cách phức tạp.
    • 8.3.A.2 Nhiều đặc điểm thích nghi ở sinh vật liên quan đến việc thu nhận và sử dụng năng lượng cũng như vật chất trong một môi trường cụ thể.
      • i. Động thái tăng trưởng quần thể phụ thuộc vào tỷ lệ sinh, tỷ lệ tử và quy mô quần thể.
        • Công thức: Tăng trưởng Quần thể — $\dfrac{dN}{dt} = B - D$ trong đó $dt$ = thay đổi thời gian; $B$ = tỷ lệ sinh; $D$ = tỷ lệ tử; $N$ = quy mô quần thể; $dN$ = thay đổi quy mô quần thể
      • ii. Sinh sản không bị giới hạn dẫn đến sự tăng trưởng cấp số nhân của quần thể.
        • Công thức: Tăng trưởng Cấp số nhân — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N$ trong đó $dt$ = thay đổi thời gian; $N$ = quy mô quần thể; $dN$ = thay đổi quy mô quần thể; $r_{max}$ = tốc độ tăng trưởng đầu người tối đa của quần thể

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    A population 种群 is the individuals of one species in an area. Its growth depends on birth, death, immigration, and emigration. Exponential growth 指数增长 ($J$-shaped) happens with unlimited resources; logistic growth 逻辑斯蒂增长 ($S$-shaped) levels off at the carrying capacity 环境容纳量 $K$ – the maximum the environment can sustain – following $\dfrac{dN}{dt}=r_{\max}N\dfrac{K-N}{K}$.

    Worked example. A population has $r_{\max}=0.5\ \text{yr}^{-1}$, carrying capacity $K=1000$, and current size $N=400$. Then $\dfrac{dN}{dt}=0.5\times400\times\dfrac{1000-400}{1000}=0.5\times400\times0.6=120$ individuals per year. The $\frac{K-N}{K}$ term is why growth is fastest near $N=K/2$ and slows toward zero as $N$ approaches $K$.

    Tiếng Việt

    Một quân thể là tập hợp các cá thể thuộc một loài trong một khu vực. Sự tăng trưởng của nó phụ thuộc vào sinh sản, tử vong, nhập cư và xuất cư. Tăng trưởng hàm mũ (dạng $J$) xảy ra khi nguồn lực vô hạn; tăng trưởng logis (dạng $S$) đi ngang ở sức chứa môi trường $K$ – mức tối đa mà môi trường có thể duy trì – sau khi đạt $\dfrac{dN}{dt}=r_{\max}N\dfrac{K-N}{K}$.

    Tăng trưởng quần thể: giai đoạn chậm ban đầu, tăng theo hàm mũ, sau đó đi ngang tại sức chứa môi trường
    Quân thể tăng trưởng: giai đoạn lag, hàm mũ, sau đó đi ngang ở sức chứa môi trường

    Ví dụ minh họa. Một quân thể có $r_{\max}=0.5\ \text{yr}^{-1}$, sức chứa môi trường $K=1000$, và kích thước hiện tại $N=400$. Khi đó $\dfrac{dN}{dt}=0.5\times400\times\dfrac{1000-400}{1000}=0.5\times400\times0.6=120$ cá thể mỗi năm. Thuật ngữ $\frac{K-N}{K}$ là lý do tại sao tăng trưởng nhanh nhất gần $N=K/2$ và chậm dần về bằng 0 khi $N$ tiến tới $K$.

    Explore · ⁨Khám phá⁩

    Grow a population to carrying capacity · ⁨Phát triển quần thể đến sức chứa môi trường⁩

    A population grows fast when small, then slows as it nears its carrying capacity $K$ — logistic growth. Raise the growth rate and watch it level off. · ⁨Quần thể phát triển nhanh khi còn nhỏ, sau đó chậm lại khi gần sức chứa môi trường $K$ — tăng trưởng logarit. Tăng tốc độ tăng trưởng và xem nó đi ngang.⁩

    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ dân số
    Exponential growth/ˌekspəˈnenʃl ɡrəʊθ/ Tăng trưởng lũy thừa
    logistic growth/ləˈdʒɪstɪk ɡrəʊθ/ sự tăng trưởng logarit
    carrying capacity/ˈkæriɪŋ kəˈpæsɪti/ sức chứa môi trường
    Density-dependent/ˈdensɪti dɪˈpendənt/ phụ thuộc mật độ
    Density-independent/ˈdensɪti ˌɪndɪˈpendənt/ không phụ thuộc mật độ
    community/kəˈmjuːnɪti/ cộng đồng
    competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ cạnh tranh
    predation/prɪˈdeɪʃn/ săn mồi
    symbiosis/ˌsɪmbaɪˈəʊsɪs/ hội sinh
    8.4

    Effect of Density on Populations · ⁨Ảnh hưởng của Mật độ lên Quân thể⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 8.4.A: Explain how the density of a population affects and is determined by resource availability in the environment.

    • 8.4.A.1 Carrying capacity is the sustainable abundance of a species that can be supported by the ecosystem's total available resources.
    • 8.4.A.2 As limits to growth attributable to density-dependent and density-independent factors are imposed, a logistic growth model typically ensues.
      • Equation: Logistical Growth — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N \left( \dfrac{K - N}{K} \right)$ where $dt$ = change in time; $N$ = population size; $dN$ = change in population size; $r_{max}$ = maximum per capita growth rate of population; $K$ = carrying capacity
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 8.4.A: Giải thích cách mật độ quần thể ảnh hưởng và được xác định bởi mức độ sẵn có của tài nguyên trong môi trường.

    • 8.4.A.1 Tải dung là mức độ phong phú bền vững của một loài mà tổng nguồn lực sẵn có của hệ sinh thái có thể duy trì.
    • 8.4.A.2 Khi các giới hạn tăng trưởng do các yếu tố phụ thuộc mật độ và độc lập với mật độ được áp đặt, mô hình tăng trưởng logistic thường xuất hiện.
      • Công thức: Tăng trưởng Logistic — $\dfrac{dN}{dt} = r_{max} N \left( \dfrac{K - N}{K} \right)$ trong đó $dt$ = thay đổi thời gian; $N$ = quy mô quần thể; $dN$ = thay đổi quy mô quần thể; $r_{max}$ = tốc độ tăng trưởng đầu người tối đa của quần thể; $K$ = tải dung

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Some factors depend on crowding, others do not:

    • Density-dependent 密度制约 factors intensify as a population grows – competition, predation, disease.
    • Density-independent 非密度制约 factors act regardless of density – weather, natural disasters.

    These factors regulate population size around the carrying capacity.

    Tiếng Việt

    Một số yếu tố phụ thuộc vào mật độ, một số thì không:

    • Các yếu tố phụ thuộc mật độ trở nên gay gắt hơn khi quần thể tăng trưởng – cạnh tranh, săn mồi, bệnh tật.
    • Các yếu tố không phụ thuộc mật độ tác động bất kể mật độ – thời tiết, thiên tai.

    Các yếu tố này điều chỉnh kích thước quần thể quanh sức chứa môi trường.

    Một đàn hươu dày đặc: các yếu tố phụ thuộc mật độ như bệnh tật và cạnh tranh thức ăn gia tăng khi số lượng tăng lên
    Một đàn nai dày đặc: các yếu tố phụ thuộc mật độ như bệnh tật và cạnh tranh thức ăn trở nên gay gắt hơn khi số lượng tăng
    8.5

    Community Ecology · ⁨Sinh thái Học Cộng đồng⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

    Learning Objective 8.5.A: Describe the structure of a community according to its species composition and diversity.

    • 8.5.A.1 The structure of a community is measured and described in terms of species composition and species diversity.
      • Equation: Simpson's Diversity Index — $\text{Diversity Index} = 1 - \sum \left( \dfrac{n}{N} \right)^2$ where $n$ = total number of organisms of a particular species; $N$ = total number of organisms of all species

    Learning Objective 8.5.B: Explain how interactions within and among populations influence community structure.

    • 8.5.B.1 Communities are groups of interacting populations of different species that change over time based on the interactions between those populations.
    • 8.5.B.2 Interactions among populations determine how they access energy and matter within a community.
    • 8.5.B.3 Relationships among interacting populations can be characterized by positive and negative effects and can be modeled. Examples include predator/prey interactions, cooperation, trophic cascades, and niche partitioning.
    • 8.5.B.4 Competition, predation, and symbioses, including parasitism, mutualism, and commensalism, can drive population dynamics.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 2 — Năng lượng: Các hệ thống sinh học sử dụng năng lượng và các khối xây dựng phân tử để phát triển, sinh sản và duy trì trạng thái cân bằng động (dynamic homeostasis).

    Mục tiêu học tập 8.5.A: Mô tả cấu trúc của một cộng đồng dựa trên thành phần loài và tính đa dạng của nó.

    • 8.5.A.1 Cấu trúc của một cộng đồng được đo lường và mô tả thông qua thành phần loài và đa dạng loài.
      • Công thức: Chỉ số Đa dạng Simpson — $\text{Diversity Index} = 1 - \sum \left( \dfrac{n}{N} \right)^2$ trong đó $n$ = tổng số cá thể của một loài cụ thể; $N$ = tổng số cá thể của tất cả các loài

    Mục tiêu học tập 8.5.B: Giải thích cách các tương tác bên trong và giữa các quần thể ảnh hưởng đến cấu trúc cộng đồng.

    • 8.5.B.1 Cộng đồng là các nhóm quần thể tương tác của các loài khác nhau thay đổi theo thời gian dựa trên các tương tác giữa các quần thể đó.
    • 8.5.B.2 Các tương tác giữa các quần thể xác định cách chúng tiếp cận năng lượng và vật chất bên trong một cộng đồng.
    • 8.5.B.3 Mối quan hệ giữa các quần thể tương tác có thể được đặc trưng hóa bằng các tác động tích cực và tiêu cực, và có thể được mô hình hóa. Ví dụ bao gồm tương tác động vật ăn thịt/con mồi, hợp tác, thác trophic và phân chia ổ sinh thái.
    • 8.5.B.4 Cạnh tranh, động vật ăn thịt và các mối quan hệ cộng sinh, bao gồm ký sinh, cộng sinh và hội sinh, có thể thúc đẩy động thái quần thể.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    A community 群落 is all the interacting populations in an area. Key interactions: competition 竞争 (for shared resources), predation 捕食, symbiosis 共生 – mutualism (both benefit), commensalism (one benefits, other unaffected), and parasitism (one benefits, other harmed). These relationships shape which species coexist.

    Tiếng Việt
    Cá clown giữa TENTACLE của san hô biển — một ví dụ điển hình về cộng sinh
    Cá clown giữa các xúc tu san hô biển — một ví dụ điển hình về cộng sinh

    Một cộng đồng là tất cả các quần thể tương tác trong một khu vực. Các tương tác chính: cạnh tranh (về nguồn tài nguyên chung), săn mồi, cộng sinh – cộng sinh cùng có lợi (cả hai bên đều có lợi), hội sinh (một bên có lợi, bên kia không bị ảnh hưởng), và ký sinh (một bên có lợi, bên kia bị hại). Những mối quan hệ này định hình việc các loài nào cùng tồn tại.

    Lưới thức ăn liên kết nhiều chuỗi thức ăn với nhau
    Mạng lưới thức ăn liên kết nhiều chuỗi thức ăn lại với nhau
    8.6

    Biodiversity · ⁨Đa dạng sinh học⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 8.6.A: Describe the relationship between ecosystem diversity and its resilience to changes in the environment.

    • 8.6.A.1 Natural and artificial ecosystems with fewer component parts, and with little diversity among the parts, are often less resilient to changes in the environment.
    • 8.6.A.2 Keystone species, producers, and essential abiotic and biotic factors contribute to maintaining the diversity of an ecosystem.

    Learning Objective 8.6.B: Explain how the addition or removal of any component of an ecosystem will affect its overall short-term and long-term structure.

    • 8.6.B.1 The effects of keystone species on the ecosystem are disproportionate relative to their abundance in the ecosystem. When they are removed from the ecosystem, it often collapses.
    Tiếng Việt

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 8.6.A: Mô tả mối quan hệ giữa đa dạng hệ sinh thái và khả năng phục hồi trước những thay đổi của môi trường.

    • 8.6.A.1 Các hệ sinh thái tự nhiên và nhân tạo có ít thành phần hơn, và có ít đa dạng giữa các thành phần, thường kém bền vững hơn trước những thay đổi của môi trường.
    • 8.6.A.2 Các loài chủ chốt, nhà sản xuất và các yếu tố phi sinh học và sinh học thiết yếu đóng góp vào việc duy trì sự đa dạng của một hệ sinh thái.

    Mục tiêu học tập 8.6.B: Giải thích cách việc bổ sung hoặc loại bỏ bất kỳ thành phần nào của hệ sinh thái sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc ngắn hạn và dài hạn tổng thể của nó.

    • 8.6.B.1 Tác động của các loài chủ chốt lên hệ sinh thái mang tính không cân đối so với sự phong phú của chúng trong hệ sinh thái. Khi chúng bị loại bỏ khỏi hệ sinh thái, hệ sinh thái thường sụp đổ.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Biodiversity 生物多样性 is the variety of life – genes, species, and ecosystems. Higher diversity generally makes a community more resilient 有韧性, better able to withstand and recover from disturbance. A keystone species 关键种 has an outsized effect, so losing it can collapse the community.

    Tiếng Việt
    Vùng san hô nổi: đa dạng sinh học cao trong hệ sinh thái biển có năng suất lớn
    Rạn san hô nhô lên: đa dạng sinh học cao trong hệ sinh thái biển năng suất

    Đa dạng sinh học là sự đa dạng của sự sống – gen, loài và hệ sinh thái. Đa dạng cao hơn nói chung làm cho cộng đồng bền vững hơn, có khả năng chịu đựng và phục hồi tốt hơn sau xáo trộn. Một loài chủ chốt có tác động vượt trội, vì vậy việc mất đi loài này có thể khiến cộng đồng sụp đổ.

    Đa dạng sinh học ở ba mức độ: di truyền, loài, và môi trường sống
    Đa dạng sinh học ở ba cấp độ: di truyền, loài và môi trường sống
    Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
    English Tiếng Việt
    Biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ Đa dạng sinh học
    resilient/rɪˈsɪlɪənt/ khả năng phục hồi
    keystone species/ˈkiːstəʊn ˈspiːsiːz/ loài chủ chốt
    ecological succession/ˌekəˈlɒdʒɪkl səkˈseʃn/ diễn tiến sinh thái
    8.7

    Disruptions in Ecosystems · ⁨Xáo trộn trong Hệ sinh thái⁩

    Syllabus · ⁨Chương trình⁩
    English

    Big Idea 1 — Evolution: The process of evolution drives the diversity and unity of life.

    Learning Objective 8.7.A: Explain the interaction between the environment and random or preexisting variations in populations.

    • 8.7.A.1 An adaptation is a genetic variation that is favored by selection and manifests as a trait that provides an advantage to an organism in a particular environment.
    • 8.7.A.2 Heterozygote advantage is when the heterozygous genotype has a higher relative fitness than either the homozygous dominant or homozygous recessive genotype.
    • 8.7.A.3 Mutations are not directed by specific environmental pressures.

    Big Idea 4 — Systems Interactions: Biological systems interact, and these systems and their interactions exhibit complex properties.

    Learning Objective 8.7.B: Explain how invasive species affect ecosystem dynamics.

    • 8.7.B.1 The intentional or unintentional introduction of an invasive species can allow the species to exploit a new niche free of predators or competitors or to outcompete native species for resources.
      • Illustrative examples for 8.7.B.1:
        • Kudzu
        • Zebra mussels

    Learning Objective 8.7.C: Describe human activities that lead to changes in ecosystem structure and dynamics.

    • 8.7.C.1 Human impact accelerates changes at local and global levels. These activities can drive changes in ecosystems, such as the following, that cause extinctions to occur:
      • i. Biomagnification
      • ii. Eutrophication
      • Illustrative examples for 8.7.C.1:
        • Dutch elm disease
        • Potato blight

    Learning Objective 8.7.D: Explain how geological and meteorological activity leads to changes in ecosystem structure and dynamics.

    • 8.7.D.1 Geological and meteorological events affect habitat change and ecosystem distribution. Biogeographical studies illustrate these changes.
      • Illustrative examples for 8.7.D.1:
        • Global climate change
        • Logging
        • Urbanization
        • Monocropping
        • El Nino
        • Continental drift
        • Meteor impact on dinosaurs
    Tiếng Việt

    Ý tưởng Lớn 1 — Tiến hóa: Quá trình tiến hóa thúc đẩy sự đa dạng và tính thống nhất của sự sống.

    Mục tiêu học tập 8.7.A: Giải thích sự tương tác giữa môi trường và các biến dị ngẫu nhiên hoặc đã tồn tại từ trước trong quần thể.

    • 8.7.A.1 Một đặc điểm thích nghi là một biến dị di truyền được chọn lọc ưu tiên và biểu hiện dưới dạng một tính trạng mang lại lợi thế cho một sinh vật trong một môi trường cụ thể.
    • 8.7.A.2 Lợi thế dị hợp tử xảy ra khi kiểu gen dị hợp tử có độ thích nghi tương đối cao hơn cả kiểu gen đồng hợp trội hay đồng hợp lặn.
    • 8.7.A.3 Các đột biến không bị định hướng bởi các áp lực môi trường cụ thể.

    Ý tưởng lớn 4 — Tương tác Hệ thống: Các hệ thống sinh học tương tác với nhau, và các hệ thống cũng như sự tương tác của chúng thể hiện các tính chất phức tạp.

    Mục tiêu học tập 8.7.B: Giải thích cách các loài xâm lấn ảnh hưởng đến động thái hệ sinh thái.

    • 8.7.B.1 Việc đưa có chủ đích hoặc vô tình một loài xâm lấn vào có thể cho phép loài này khai thác một ổ sinh thái mới không có động vật ăn thịt hoặc kẻ thù cạnh tranh, hoặc vượt qua các loài bản địa để giành tài nguyên.
      • Ví dụ minh họa cho 8.7.B.1:
        • Cỏ Kudzu
        • Trai zebra

    Mục tiêu học tập 8.7.C: Mô tả các hoạt động của con người dẫn đến những thay đổi về cấu trúc và động thái hệ sinh thái.

    • 8.7.C.1 Tác động của con người làm gia tốc các thay đổi ở cấp địa phương và toàn cầu. Những hoạt động này có thể thúc đẩy những thay đổi trong hệ sinh thái, chẳng hạn như những thay đổi sau, gây ra tuyệt chủng:
      • i. Bù trừ sinh học
      • ii. Phú dưỡng
      • Ví dụ minh họa cho 8.7.C.1:
        • Bệnh thối cây sồi Hà Lan
        • Bệnh thối lá khoai tây

    Mục tiêu học tập 8.7.D: Giải thích cách các hoạt động địa chất và khí tượng dẫn đến những thay đổi về cấu trúc và động thái hệ sinh thái.

    • 8.7.D.1 Các sự kiện địa chất và khí tượng ảnh hưởng đến sự thay đổi môi trường sống và sự phân bố hệ sinh thái. Các nghiên cứu địa lý sinh học minh họa những thay đổi này.
      • Ví dụ minh họa cho 8.7.D.1:
        • Biến đổi khí hậu toàn cầu
        • Khai thác rừng
        • Đô thị hóa
        • Trồng monoculture
        • Hiện tượng El Nino
        • Chuyển động kiến tạo
        • Va chạm thiên thạch với khủng long

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨Nguồn: Mô tả Khóa học và Bài thi College Board AP⁩

    English

    Ecosystems change from natural and human causes – climate shifts, invasive species, habitat loss, and pollution. A disturbance can trigger ecological succession 生态演替 (the community rebuilds over time). Because species are interconnected, a change to one – especially a keystone or a trophic level – can ripple through the whole ecosystem.

    Tiếng Việt
    Phong cảnh bị phá rừng — mất môi trường sống là một sự gián đoạn lớn đối với hệ sinh thái
    Phong cảnh bị chặt phá rừng – mất môi trường sống là một xáo trộn lớn đối với hệ sinh thái

    Hệ sinh thái thay đổi do nguyên nhân tự nhiên và từ con người – biến đổi khí hậu, loài xâm lấn, mất môi trường sống và ô nhiễm. Một cuộc xáo trộn có thể kích hoạt sự thay thế sinh thái (cộng đồng tái thiết theo thời gian). Vì các loài liên kết với nhau, sự thay đổi ở một loài – đặc biệt là loài chủ chốt hoặc một cấp dinh dưỡng – có thể tạo ra sóng lan truyền khắp toàn bộ hệ sinh thái.

    Phá rừng làm giảm đa dạng sinh học và gây xói mòn, lũ lụt, cũng như tăng nồng độ CO2
    Chặt phá rừng làm giảm đa dạng sinh học và gây xói mòn, lũ lụt, cũng như tăng CO2
    8.7

    Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

    English
    • Apply the 10% rule: about 90% of energy is lost at each trophic level, so food chains are short.
    • Distinguish exponential ($J$) from logistic ($S$) growth; the latter levels off at the carrying capacity ($\frac{dN}{dt}=r_{\max}N\frac{K-N}{K}$).
    • Separate density-dependent (competition, disease, predation) from density-independent (weather) limiting factors.
    • Name community interactions (competition, predation, symbiosis) and the effect of a keystone species.
    • Explain how disturbing one species — especially a keystone or a whole trophic level — ripples through the ecosystem.
    Tiếng Việt
    • Áp dụng quy tắc 10%: khoảng 90% năng lượng bị mất ở mỗi cấp dinh dưỡng, vì vậy chuỗi thức ăn ngắn.
    • Phân biệt tăng trưởng hàm mũ ($J$) và tăng trưởng logis ($S$); loại sau đi ngang ở sức chứa môi trường ($\frac{dN}{dt}=r_{\max}N\frac{K-N}{K}$).
    • Phân biệt các yếu tố giới hạn phụ thuộc vào mật độ (cạnh tranh, bệnh tật, săn mồi) và không phụ thuộc vào mật độ (thời tiết).
    • Nêu tên các tương tác trong quần xã (cạnh tranh, săn mồi, cộng sinh) và tác động của một loài chủ chốt.
    • Giải thích cách việc xáo trộn một loài — đặc biệt là loài chủ chốt hoặc toàn bộ cấp dinh dưỡng — tạo ra hiệu ứng lan truyền khắp hệ sinh thái.

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP