Перейти к содержанию
Предметы

AQA · GCSE · Biology

Тренировать всю лексику
  • 1

    Клеточная биология

    1.1

    Cell biology: the unit of life

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

    How the exam treats this topic:

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

    Cell structure: eukaryotes and prokaryotes

    Программа

    Строение клетки, специализация, микроскопия и культивирование (заявления AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Описывать растительные, животные и бактериальные клетки, называя структуры и их функции.
    2. Сопоставлять структуру специализированных клеток с их функциями.
    3. Объяснять важность дифференцировки клеток.
    4. Вычислять увеличение, реальный размер и размер изображения, используя стандартный вид и префиксы.
    5. Описывать асептическую технику с обоснованием, подсчет деления бактерий и площади зон (только биология).

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

    English Русский
    eukaryotic/ˌjuːkərɪˈɒtɪk/ эукариотический
    prokaryotic/ˌprɒkərɪˈɒtɪk/ прокариотический
    1.1

    Cell specialisation, differentiation and microscopy

    Программа

    Строение клетки, специализация, микроскопия и культивирование (заявления AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Описывать растительные, животные и бактериальные клетки, называя структуры и их функции.
    2. Сопоставлять структуру специализированных клеток с их функциями.
    3. Объяснять важность дифференцировки клеток.
    4. Вычислять увеличение, реальный размер и размер изображения, используя стандартный вид и префиксы.
    5. Описывать асептическую технику с обоснованием, подсчет деления бактерий и площади зон (только биология).

    Источник: Программа Cambridge International

    Специализированные клетки relate structure to function (learn one feature ↔ one advantage each):

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

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    Differentiation/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn/ дифференцировка
    resolving power/rɪˈzɒlvɪŋ ˈpaʊə/ разрешающая способность
    1.1

    Culturing microorganisms (biology only)

    Программа

    Строение клетки, специализация, микроскопия и культивирование (заявления AQA 8461 4.1.1.1-4.1.1.6, RP1, RP2).

    1. Описывать растительные, животные и бактериальные клетки, называя структуры и их функции.
    2. Сопоставлять структуру специализированных клеток с их функциями.
    3. Объяснять важность дифференцировки клеток.
    4. Вычислять увеличение, реальный размер и размер изображения, используя стандартный вид и префиксы.
    5. Описывать асептическую технику с обоснованием, подсчет деления бактерий и площади зон (только биология).

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    binary fission/ˈbaɪnəri ˈfɪʃn/ бинарное деление
    Aseptic technique/æˈseptɪk tekˈniːk/ азептическая техника
    1.2

    Cell division: chromosomes, mitosis and the cell cycle

    Программа

    Cell division and stem cells (AQA 8461 statements 4.1.2.1-4.1.2.3).

    1. Describe chromosomes and their pairing in body cells.
    2. Describe the cell cycle including the three overall stages and mitosis.
    3. Describe stem cell function in embryos, adult animals and plant meristems.
    4. Evaluate stem cell use in medicine and plant cloning, including risks and ethical objections.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

    English Русский
    chromosomes/ˈkrəʊməsəʊmz/ Хромосомы
    mitosis/maɪˈtəʊsɪs/ митоз
    1.2

    Стволовые клетки

    Программа

    Cell division and stem cells (AQA 8461 statements 4.1.2.1-4.1.2.3).

    1. Describe chromosomes and their pairing in body cells.
    2. Describe the cell cycle including the three overall stages and mitosis.
    3. Describe stem cell function in embryos, adult animals and plant meristems.
    4. Evaluate stem cell use in medicine and plant cloning, including risks and ethical objections.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

    Transport in cells

    Программа

    Транспорт в клетках (заявление AQA 8461 4.1.3, RP3).

    1. Давать определения диффузии, осмоса и активного транспорта с примерами и различием по энергетическому обеспечению.
    2. Объяснять факторы, влияющие на скорость диффузии.
    3. Вычислять и сравнивать соотношения площади поверхности к объему; объяснять адаптации поверхностей обмена.
    4. Исследовать влияние концентрации растворенного вещества на массу растительной ткани и вычислять процентное изменение (RP3).

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    diffusion/dɪˈfjuːʒn/ диффузия
    osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ осмос
    active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ активный транспорт
    1.3

    Checklist before you call this topic done

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

    Организация

    2.1

    Организация: от клеток до систем

    Клетки образуют ткани, ткани образуют органы, органы образуют системы — и пищеварительная система, кровь и растения демонстрируют эту закономерность. Этот справочник охватывает AQA GCSE Biology 8461, тема 4.2 Организация.

    Как экзамен рассматривает эту тему:

    • Билет 1 содержит тему «Организация». Обязательные практические работы: RP4 (тесты на питательные вещества) и RP5 (pH и скорость действия амилазы).
    • Вы должны оценивать методы лечения сердечно-сосудистых заболеваний и данные о рисках, связанных со стволовыми клетками и образом жизни, а также интерпретировать графики и таблицы факторов риска.
    • Точно вспомнить: таблицу ферментов, сосуды сердца, состав крови, растительные ткани, факторы транспирации.
    English Русский
    enzyme/ˈenzaɪm/ Ферменты
    tissue/ˈtɪʃuː/ ткань
    organ/ˈɔːɡən/ Органы
    organ systems/ˈɔːɡən ˈsɪstəmz/ Системы органов
    Bile/baɪl/ Желчь
    alveoli/ˈælvɪɒli/ Альвеолы
    plasma/ˈplæzmə/ плазма крови
    red blood cells/red blʌd selz/ Эритроциты
    white blood cells/waɪt blʌd selz/ Лейкоциты
    platelets/ˈpleɪtlɪts/ Тромбоциты
    stents/stents/ Стенты
    statins/ˈstætɪnz/ Статины
    Risk factors/rɪsk ˈfæktəz/ Факторы риска
    palisade mesophyll/ˈpælɪseɪd ˈmesəfɪl/ палочкообразная мезофилла
    Xylem/ˈzaɪləm/ Ксилема
    Phloem/ˈfləʊɪm/ Флоэма
    Guard cells/ɡɑːd selz/ Защитные клетки
    stomata/ˈstəʊmətə/ Устьица
    Transpiration/trænspəˈreɪʃn/ Транспирация
    translocation/trænsləʊˈkeɪʃn/ транслокация
    2.1

    Принципы организации

    Программа

    Принципы организации и пищеварительная система (заявления AQA 8461 4.2.1-4.2.2.1, RP4, RP5).

    1. Расставлять в порядке клетки, ткани, органы, системы органов и организмы.
    2. Описывать природу ферментов и механизм действия «ключ-замок»; связывать активность с температурой и pH.
    3. Вспомнить места и действия амилазы, протеаз и липаз с использованием словесных уравнений.
    4. Объяснить две функции желчи; проверить продукты питания (RP4) и исследовать влияние pH на амилазу (RP5).

    Источник: Программа Cambridge International

    Клетки → ткани → органы → системы органов → организм.

    • Ткань — это группа клеток с похожей структурой и функцией.
    • Орган объединяет ткани, выполняющие определенные функции.
    • Системы органов работают совместно, образуя единый организм.

    Пищеварительная система является названным примером системы органов.

    2.1

    Пищеварительная система человека (4.2.2.1)

    Программа

    Принципы организации и пищеварительная система (заявления AQA 8461 4.2.1-4.2.2.1, RP4, RP5).

    1. Расставлять в порядке клетки, ткани, органы, системы органов и организмы.
    2. Описывать природу ферментов и механизм действия «ключ-замок»; связывать активность с температурой и pH.
    3. Вспомнить места и действия амилазы, протеаз и липаз с использованием словесных уравнений.
    4. Объяснить две функции желчи; проверить продукты питания (RP4) и исследовать влияние pH на амилазу (RP5).

    Источник: Программа Cambridge International

    Ферменты — биологические катализаторы: белки с активным центром, форма которого подходит только к одному субстрату — модель «ключ и замок». Температура и pH влияют на скорость реакции; при отклонении от оптимума фермент денатурирует (меняется форма активного центра).

    Фермент Синтезируется в Действует на Продукты
    амилаза (карбогидраза) слюнные железы, поджелудочная железа, тонкий кишечник крахмал простые сахара (глюкоза)
    протеаза желудок, поджелудочная железа, тонкий кишечник белок аминокислоты
    липаза поджелудочная железа, тонкий кишечник липиды глицерин + 3 жирных кислот

    Пищеварительные ферменты превращают пищу в мелкие растворимые молекулы, которые могут всасываться в кровь. Продукты используются для синтеза новых углеводов, липидов и белков; часть глюкозы расходуется в процессе дыхания.

    Желчь: вырабатывается в печени, хранится в желчном пузыре. Она имеет щелочную среду, нейтрализуя соляную кислоту из желудка, и эмульгирует жиры на мелкие капли, увеличивая площадь поверхности — оба фактора повышают скорость расщепления жиров липазой.

    RP4 тесты на вещества (выучить реагент, изменение цвета, определяемое вещество):

    Тест Реагент Положительный результат
    сахара (восстанавливающие) Бенедикт, нагревание синий → кирпично-красный
    крахмал йод оранжево-коричневый → сине-черный
    белок Бийе синий → фиолетовый
    липиды Судан III окрашенный в красный цвет слой сверху

    RP5 (pH и амилаза): буферные растворы при различных значениях pH, амилаза + крахмал, непрерывный отбор проб на плитку для точечного анализа с йодом; зафиксировать время исчезновения крахмала — наименьшее время = наибольшая скорость при оптимальном значении pH.

    2.2

    Сердце, кровеносные сосуды и кровь (4.2.2.2–4.2.2.3)

    Программа

    Сердце, кровеносные сосуды, кровь и ишемическая болезнь сердца (AQA 8461 утверждения 4.2.2.2-4.2.2.4).

    1. Описать сердце и двойное кровообращение с пятью названными сосудами и клетками-пейсмейкерами.
    2. Связать строение артерий, вен и капилляров с их функциями.
    3. Знать плазму, эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а также их адаптации.
    4. Объяснить ИБС и оценить стенты, статины, клапаны, трансплантацию и искусственные сердца.

    Источник: Программа Cambridge International

    Человеческое сердце с четырьмя камерами и пятью названными сосудами.
    Правая сторона направлена к легким; левая — к остальному телу.
    • Сердце перекачивает кровь по двойной системе кровообращения: правый желудочек перекачивает кровь в легкие (газообмен); левый желудочек перекачивает ее по всему остальному организму.
    • Сосуды, которые нужно знать: аорта, полые вены, легочная артерия, легочная вена, коронарные артерии.
    • Частоту сердечных сокращений в покое задают клетки в правом предсердии — естественный водитель ритма; искусственные кардиостимуляторы корректируют нерегулярный пульс.
    • Легкие: трахея → бронхи → альвеолы, окруженные капиллярами; альвеолы адаптированы благодаря большой площади поверхности, тонким стенкам, хорошему кровоснабжению и вентиляции.
    Сосуд Строение Функция
    артерия толстые, эластичные, мышечные стенки; малый просвет переносит кровь от сердца под высоким давлением
    вена тонкие стенки, большой просвет, клапаны возвращает кровь под низким давлением
    капилляр толщина в одну клетку обмен веществ с тканями
    Эритроциты, лейкоциты, плазма и тромбоциты.

    Кровь — это ткань: плазма (переносит растворенные сахара, аминокислоты, CO₂, мочевину, гормоны и тепло), эритроциты (без ядра, насыщенные гемоглобином, двояковогнутые — большая площадь поверхности для транспорта кислорода), лейкоциты (поглощают патогены или вырабатывают антитела), тромбоциты (свертывание крови).

    2.2

    Ишемическая болезнь сердца (4.2.2.4) и методы лечения

    Программа

    Сердце, кровеносные сосуды, кровь и ишемическая болезнь сердца (AQA 8461 утверждения 4.2.2.2-4.2.2.4).

    1. Описать сердце и двойное кровообращение с пятью названными сосудами и клетками-пейсмейкерами.
    2. Связать строение артерий, вен и капилляров с их функциями.
    3. Знать плазму, эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а также их адаптации.
    4. Объяснить ИБС и оценить стенты, статины, клапаны, трансплантацию и искусственные сердца.

    Источник: Программа Cambridge International

    При ИБС слои жировых отложений накапливаются внутри коронарных артерий, сужая их — меньше крови, следовательно, меньше кислорода для сердечной мышцы. Оцените каждое лечение с учетом преимуществ и рисков:

    Метод лечения Преимущество Риск/ограничение
    стенты удерживают артерию открытой, восстанавливают кровоток риск хирургического вмешательства; не устраняют причину
    статины снижают уровень холестерина в крови, замедляя образование жировых отложений длительный прием лекарств с побочными эффектами (для печени)
    замена клапана (биологическая или механическая) восстанавливает односторонний кровоток крупная операция; механический клапан требует пожизненного приема препаратов для разжижения крови
    трансплантация (сердца / сердца и легких) излечивает отказ органов нехватка доноров; отторжение — иммуносупрессанты
    искусственное сердце поддерживает жизнь пациента до пересадки или позволяет сердцу отдыхать инфекция, образование тромбов, громоздкость устройства
    2.3

    Здоровье, образ жизни и рак (4.2.2.5–4.2.2.7)

    Программа

    Здоровье, образ жизни и рак (AQA 8461 утверждения 4.2.2.5-4.2.2.7).

    1. Дать определение здоровью и описать взаимодействия между болезнями и другими факторами.
    2. Назвать факторы риска с доказанными механизмами причинно-следственной связи для неинфекционных заболеваний.
    3. Различать доброкачественные и злокачественные опухоли и описывать вторичные опухоли.
    4. Интерпретировать данные факторов риска, различая корреляцию и причинно-следственную связь.

    Источник: Программа Cambridge International

    Здоровье — это состояние физического и психического благополучия, а не просто отсутствие болезней. Питание, стресс и жизненные обстоятельства влияют на оба аспекта; различные заболевания взаимодействуют (дефекты иммунитета → частые инфекции; вирусы → некоторые виды рака; иммунные реакции провоцируют астму; тяжелое физическое заболевание → депрессия).

    Факторы риска связаны с повышенным риском развития болезни — это особенности образа жизни или вещества в организме/окружающей среде. Доказанный причинно-следственный механизм установлен для некоторых факторов, но не для всех: питание/курение/физическая активность → сердечно-сосудистые заболевания; ожирение → сахарный диабет типа 2; алкоголь → повреждение печени и нарушение работы мозга; курение → заболевания легких и рак легких; курение и алкоголь → вред для плода; канцерогены, включая ионизирующее излучение → рак. Интерпретируйте данные о факторах риска как корреляцию; доказанный механизм делает связь причинно-следственной.

    Рак возникает в результате изменений в клетках, приводящих к неконтролируемому росту и делению:

    • Доброкачественные опухоли: ограничены одной областью, обычно находятся внутри оболочки; не инвазируют окружающие ткани.
    • Злокачественные опухоли (рак) инвазируют соседние ткани и распространяются по кровотоку, образуя вторичные опухоли (метастазы).

    К факторам риска относятся образ жизни и, для некоторых видов рака, генетика.

    2.4

    Растительные ткани и транспорт веществ (4.2.3)

    Программа

    Растительные ткани, органы и транспорт (AQA 8461 утверждение 4.2.3).

    1. Связать растительные ткани (эпидермис, палисадная ткань, губчатая ткань, ксилема, флоэма, меристема, защитные клетки) с функциями.
    2. Объяснить адаптации корневого волоска, ксилемы и флоэмы, а также процессы транспирации и транспорта веществ.
    3. Объяснить влияние температуры, влажности, движения воздуха и интенсивности света на скорость транспирации.

    Источник: Программа Cambridge International

    Лист в поперечном разрезе с обозначенными тканями.
    У каждой ткани основная функция одна.
    • Эпидермальная ткань: защитное покрытие; восковой кутикула сверху.
    • Пalisade мезофилл: плотно упакованные хлоропласты — место основной фотосинтеза.
    • Губчатый мезофилл: воздушные пространства для газообмена.
    • Ксилема: полые трубки, укрепленные лигнином — транспортирует воду и минеральные ионы от корней к листьям в рамках транспирационного тока.
    • ** флоэма**: ситовидные трубки — транспортирует растворимые сахара от листьев ко всем остальным частям растения (транслокация).
    • Меристема: находится на кончиках побегов и корней (стволовые клетки).
    • Защитные клетки окружают устьица, регулируя газообмен и потерю воды.
    • Клетки корневых волосков: большая площадь поверхности; вода поступает путём осмоса, минеральные ионы — путём активного транспорта.

    Транспирация — это испарение водяного пара с листьев (преимущественно через устьица); она создаёт тягу для транспирационного потока. Скорость увеличивается при: температуре ↑, движении воздуха ↑, интенсивности света ↑ (устьица открываются); уменьшается при повышении влажности. Скорость измеряют по поглощению воды с помощью порометра.

    2.4

    Чек-лист перед завершением этой темы

    • Порядок: клетки → ткани → органы → системы с примером каждого уровня.
    • Таблица ферментов: название, место действия, субстрат, продукты; модель «ключ-замок»; денатурация.
    • Желчь: две функции с обоснованием; тесты RP4 и их цвета; метод RP5.
    • Подписать сердце всеми пятью названными сосудами; двойной круг кровообращения; водители ритма.
    • Структура артерий/вен/капилляров ↔ функция; четыре компонента крови и их адаптации.
    • Врождённая порок сердца: причина + преимущества и риски каждого метода лечения.
    • Факторы риска с механизмами воздействия; доброкачественные и злокачественные опухоли.
    • Растительные ткани и их функции; ксилема против флоэмы; четыре фактора транспирации.
  • 3

    Инфекция и иммунный ответ

    3.1

    Инфекция и иммунный ответ: война внутри организма

    Патогены проникают в организм, защита реагирует, а медицина вооружает борьбу. Этот справочник охватывает AQA GCSE Биология 8461, тема 4.3 Инфекция и иммунный ответ.

    Как экзамен рассматривает эту тему:

    • Билет 1 включает эту тему; RP2 (антибиотики/антисептики на агаре) связан с темой 1.
    • Моноклональные антитела (4.3.2) и болезни растений (4.3.3) — только биология; моноклональные антитела и выявление болезней растений — только повышенный уровень (HT).
    • Точно вспомнить: каждая названная болезнь → тип патогена, симптомы и пути распространения; системы защиты; этапы тестирования лекарств.
    3.1

    Инфекционные заболевания и патогены (4.3.1.1)

    Программа

    Инфекционные заболевания, типы возбудителей и названия болезней (AQA 8461 утверждения 4.3.1.1-4.3.1.5).

    1. Объяснить, как вирусы, бактерии, простейшие и грибы распространяются у животных и растений, и как распространение предотвращается.
    2. Вспомнить корь, ВИЧ, TMV, сальмонеллез, гонорею, черную пятнистость роз и малярию, указав тип возбудителя, пути распространения, симптомы и меры контроля.

    Источник: Программа Cambridge International

    Четыре типа патогенов с их ключевыми особенностями.

    Патогены — микроорганизмы, вызывающие инфекционные болезни: вирусы, бактерии, простейшие, грибы. Они поражают растения или животных и распространяются через прямой контакт, воду или воздух. Бактерии могут выделять токсины, повреждающие ткани; вирусы живут и размножаются внутри клеток.

    Снижение распространения: гигиена (мытье рук), стерилизация ран, чистая вода, очистка сточных вод, использование презервативов, контроль переносчиков (москитные сетки, осушение воды).

    English Русский
    Pathogens/ˈpæθədʒnz/ Патогены
    toxins/ˈtɒksɪnz/ Токсины
    phagocytosis/ˌfæɡəsɪˈtəʊsɪs/ фагоцитоз
    antibody production/ˈæntɪbɒdi prəˈdʌkʃn/ Выработка антител
    antitoxin production/ˌæntɪˈtɒksɪn prəˈdʌkʃn/ выработка антитоксина
    Vaccination/ˌvæksɪˈneɪʃn/ вакцинация
    Antibiotics/ˌæntɪbaɪˈɒtɪks/ антибиотики
    Monoclonal antibodies/ˈmɒnəʊklɒnl ˈæntɪbɒdiz/ моноклональные антитела
    hybridoma/ˌhaɪbrɪˈdəʊmə/ гибридома
    aphids/ˈeɪfɪdz/ тлями
    chlorosis/ˈklɔːrəʊsiz/ хлороз
    3.1

    Названные болезни (4.3.1.2–4.3.1.5)

    Программа

    Инфекционные заболевания, типы возбудителей и названия болезней (AQA 8461 утверждения 4.3.1.1-4.3.1.5).

    1. Объяснить, как вирусы, бактерии, простейшие и грибы распространяются у животных и растений, и как распространение предотвращается.
    2. Вспомнить корь, ВИЧ, TMV, сальмонеллез, гонорею, черную пятнистость роз и малярию, указав тип возбудителя, пути распространения, симптомы и меры контроля.

    Источник: Программа Cambridge International

    Болезнь Возбудитель Пути передачи Симптомы/признаки Меры контроля
    Корь Вирус Воздушно-капельный (чихание, кашель) Лихорадка, красная кожная сыпь; может быть смертельной Вакцинация детей раннего возраста
    ВИЧ Вирус Половые контакты, обмен биологическими жидкостями (общие иглы) Гриппоподобное заболевание; атакует иммунные клетки → СПИД на поздней стадии Антиретровирусные препараты; безопасный секс; стерильные иглы
    TMV (вирус мозаики табака) Вирус (растения) Контакт между растениями Мозаичная изменённая окраска листьев; снижение фотосинтеза и роста Устойчивые сорта; гигиена
    Сальмонеллёз Бактерия Попадание с пищей в негигиеничных условиях Лихорадка, спазмы, рвота, диарея (бактерии + токсины) Вакцинация птицы (Великобритания); гигиена при приготовлении пищи
    Гонорея Бактерия Половые контакты Густые желтовато-зелёные выделения, боль при мочеиспускании Антибиотики (рост устойчивости); презервативы
    Чёрная пятнистость роз Грибок (растения) Споры в воде/воздухе Чёрные пятна на листьях; пожелтение и опадание листьев Удаление/сжигание листьев; фунгициды
    Малярия Протист Комар-переносчик Периодические лихорадки; может быть смертельной Сетчатые москитные сетки; уничтожение мест размножения комаров
    3.2

    Иммунная защита организма и иммунитет (4.3.1.6–4.3.1.7)

    Программа

    Защитные системы организма человека, вакцинация и лекарства (AQA 8461 утверждения 4.3.1.6-4.3.1.9).

    1. Опишите неспецифические системы защиты и три вида действий белых кровяных телец.
    2. Объясните вакцинацию на индивидуальном уровне и её влияние на популяцию.
    3. Различайте антибиотики и обезболивающие; объясните, почему антибиотики не действуют на вирусы; опишите устойчивость.
    4. Опишите источники открытия лекарств и этапы доклинических/клинических испытаний, включая двойные слепые испытания.

    Источник: Программа Cambridge International

    Слои защиты и цепочка тестирования лекарств.

    Неспецифические защиты: кожа (барьер, образование корок); нос (волоски, слизь); трахея и бронхи (слизь, реснички); желудок (соляная кислота).

    Иммунная система уничтожает возбудителей, попавших внутрь. Лейкоциты защищают путём:

    1. фагоцитоза — захвата возбудителей;
    2. выработки антител — белков, связывающихся со специфическим антигеном;
    3. выработки антитоксинов — нейтрализации токсинов.

    Вакцинация: малые количества мертвого или инактивированного возбудителя стимулируют лейкоциты к выработке антител; при повторном заражении клеточная память реагирует быстро, вырабатывая нужные антитела, предотвращая инфекцию. Коллективный иммунитет: вакцинация значительной части населения снижает распространение болезни для всех. Оценка: преимущества (контроль эпидемий, например, кори) против редких побочных эффектов.

    3.2

    Антибиотики, обезболивающие и разработка лекарств (4.3.1.8–4.3.1.9)

    Программа

    Защитные системы организма человека, вакцинация и лекарства (AQA 8461 утверждения 4.3.1.6-4.3.1.9).

    1. Опишите неспецифические системы защиты и три вида действий белых кровяных телец.
    2. Объясните вакцинацию на индивидуальном уровне и её влияние на популяцию.
    3. Различайте антибиотики и обезболивающие; объясните, почему антибиотики не действуют на вирусы; опишите устойчивость.
    4. Опишите источники открытия лекарств и этапы доклинических/клинических испытаний, включая двойные слепые испытания.

    Источник: Программа Cambridge International

    • Антибиотики (например, пенициллин) лечат бактериальные заболевания, убивая бактерии внутри организма — конкретные антибиотики эффективны против конкретных бактерий. Они не могут убить вирусы (вирусы живут внутри клеток; их уничтожение повредило бы ткани тела). Устойчивость является серьёзной проблемой — гонка за новыми антибиотиками.
    • Обезболивающие устраняют симптомы, но не уничтожают возбудителей.

    Разработка лекарств: традиционно извлекалась из растений/микроорганизмов — дигоксин из наперстянки (сердце), аспирин из вербы, пенициллин из Penicillium (плесень Флеминга). Большинство новых лекарств синтезируются химически, но отправными точками могут служить растительные соединения.

    Этапы тестирования: доклинические (клетки, ткани, живые животные) → клинические испытания на здоровых добровольцах (низкая доза, безопасность), затем на пациентах (оптимальная доза, эффективность) → двойные слепые исследования с плацебо; результаты проходят рецензирование.

    3.3

    Моноклональные антитела (биология только, HT)

    Программа

    Моноклональные антитела: биология только и HT (AQA 8461 утверждение 4.3.2).

    1. Опишите процесс получения моноклональных антител с помощью гибридом.
    2. Опишите применение в диагностике, измерениях, исследованиях и лечении рака.

    Источник: Программа Cambridge International

    Моноклональные антитела производятся из одного клона клеток, специфичных к одному сайту связывания одного белкового антигена. Процесс производства: стимуляция лимфоцитов мыши для выработки антитела → слияние с опухолевой клеткой для получения гибридомы — она делится И производит антитело → клонирование гибридомы → сбор и очистка больших количеств одного конкретного антитела.

    Применение: тесты на беременность; измерение уровня гормонов/химических веществ в крови; обнаружение патогенов; исследования — флуоресцентные антитела локализуют молекулы; лечение рака — антитело, связанное с радиоактивным/токсичным веществом, доставляет его только к раковым клеткам.

    3.4

    Болезни растений (биология только)

    Программа

    Болезни растений: биология только (AQA 8463 утверждение 4.3.3).

    1. Обнаруживайте болезни растений по признакам и идентифицируйте их с помощью ручных, лабораторных или моноклональных тестов.
    2. Объясните дефицит нитрат-ионов и ионов магния.
    3. Опишите физические, химические и механические защитные реакции растений.

    Источник: Программа Cambridge International

    Выявление (HT): задержка роста, пятна на листьях, участки гниения, наросты, деформация стеблей/листьев, изменение цвета, наличие вредителей.

    Идентификация (HT): садоводческий справочник/сайт; лабораторный анализ; тест-наборы с использованием моноклональных антител.

    Известные проблемы растений: TMV (вирус), черная пятнистость роз (грибок), тля (насекомые).

    Дефицит ионов: недостаточно нитратов → задержка роста (нитраты нужны для аминокислот/белков); дефицит магния → хлороз (желтые листья — магний необходим для синтеза хлорофилла).

    Защитные реакции: физические — целлюлозные клеточные стенки, восковой кутикула, кора/мертвые слои; химические — антибактериальные вещества, яды; механические — шипы, волоски, опадание/скручивание листьев, мимикрия.

    3.4

    Чек-лист перед завершением этой темы

    • Четыре типа патогенов; три пути распространения; два способа снижения распространения каждого названного заболевания.
    • Выучить таблицу болезней: патоген, путь распространения, симптомы, контроль.
    • Четыре неспецифические защиты; три действия лейкоцитов.
    • Механизм вакцинации + эффект в популяции; антибиотики vs обезболивающие; почему антибиотики не действуют на вирусы.
    • Источники лекарств (наперстянка, ива, Penicillium) и доклинические/клинические этапы с плацебо и двойным слепым методом.
    • (HT, биология) Последовательность получения гибридомы и четыре применения моноклональных антител.
    • (Биология) Признаки болезней растений, методы идентификации, дефицит нитратов/магния, три класса защит.
  • 4

    Биоэнергетика

    4.1

    Биоэнергетика: фотосинтез и дыхание

    Растения улавливают энергию Солнца; каждая клетка высвобождает её обратно. Этот раздел охватывает AQA GCSE Biology 8461, тема 4.4 Биоэнергетика.

    Как экзамен рассматривает эту тему:

    • Билет 1 содержит раздел «Биоэнергетика». RP6: интенсивность света и скорость фотосинтеза с использованием элодеи.
    • Графики с двумя или тремя факторами, закон обратных квадратов и экономика теплиц — только для HT.
    • Уравнения записаны словами — нужно знать также символьные формы (CO₂, H₂O, O₂, C₆H₁₂O₆).
    English Русский
    endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ эндотермический
    exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ экзотермический
    fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ ферментация
    oxygen debt/ˈɒksɪdʒn det/ кислородный долг
    Metabolism/məˈtæbəlɪzəm/ метаболизм
    lactic acid/ˈlæktɪk ˈæsɪd/ молочная кислота
    limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ ограничивающий фактор
    4.1

    Фотосинтез (4.4.1.1)

    Программа

    Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
    2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
    3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
    4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

    Источник: Программа Cambridge International

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

    Фотосинтез — это эндотермическая реакция: энергия переносится из окружающей среды в хлоропласты под действием света.

    4.1

    Скорость фотосинтеза и лимитирующие факторы (4.4.1.2)

    Программа

    Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
    2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
    3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
    4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

    Источник: Программа Cambridge International

    Скорость фотосинтеза при одном лимитирующем факторе.
    Каждая кривая растет, а затем выходит на плато, когда другим фактором становится лимитирующим.

    Скорость увеличивается с: интенсивностью освещения, концентрацией CO₂, температурой (до оптимума ферментов) и количеством хлорофилла.

    Чтение графиков с одним фактором: плоский верх означает, что лимитирующим стал другой фактор. (HT) На графиках с двумя или тремя факторами определите, какой фактор является лимитирующим в каждой точке.

    (HT) Закон обратных квадратов: увеличение расстояния от лампы вдвое уменьшает интенсивность света в четыре раза:

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

    (HT) Экономика теплиц: добавление тепла, света или CO₂ повышает скорость, но каждый фактор стоит денег; производитель добавляет самый дешевый лимитирующий фактор до момента, когда дополнительный урожай不再 окупает затраты.

    Установка RP6: элодея под перевернутой воронкой в колбе, лампа на измеренном расстоянии.

    RP6: элодея в воде на разном расстоянии от лампы; посчитайте пузырьки кислорода в минуту (или соберите газ); контролируйте температуру и CO₂ (гидрокарбонат натрия); повторите и найдите среднее; скорость = пузырьки ÷ время.

    Разобранный пример. Пузырьки: 30 в минуту на 10 см; на 20 см интенсивность света составляет четверть, поэтому ожидаем около 8 в минуту (если свет все еще лимитирует).

    4.1

    Применение глюкозы (4.4.1.3)

    Программа

    Фотосинтез (AQA 8461 утверждения 4.4.1.1-4.4.1.2, RP6).

    1. Запишите словесное и символьное уравнения фотосинтеза и опишите его как эндотермический процесс.
    2. Объясните, как интенсивность света, концентрация CO2 и температура ограничивают скорость фотосинтеза, включая интерпретацию графиков лимитирующих факторов.
    3. (HT) Используйте закон обратных квадратов для зависимости интенсивности света от расстояния и причины экономической эффективности теплиц.
    4. Опишите RP6: зависимость интенсивности света от скорости фотосинтеза с элодеей, её контрольные параметры и расчёт скорости.

    Источник: Программа Cambridge International

    Глюкоза из фотосинтеза используется для:

    • дыхания;
    • преобразования в нерастворимый крахмал для хранения;
    • жира или масла для хранения;
    • целлюлозы для клеточных стенок.
    • аминокислоты для белков — это также требует нитрат-ионов из почвы.
    4.2

    Дыхание (4.4.2.1)

    Программа

    Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
    2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
    3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
    4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

    Источник: Программа Cambridge International

    Дыхательное окисление — это экзотермическая реакция, протекающая непрерывно в живых клетках, обеспечивающая энергией: синтез более крупных молекул, движение и поддержание температуры тела.

    Аэробное Анаэробное (мышцы) Анаэробное (растения/дрожжи)
    кислород необходим не нужен не нужен
    уравнение глюкоза + кислород → CO₂ + вода глюкоза → молочная кислота глюкоза → этанол + CO₂
    энергия намного больше значительно меньше значительно меньше

    Анаэробное дыхание у дрожжей называется брожением, имеет экономическое значение при производстве хлеба (CO₂ вызывает подъем теста) и алкогольных напитков.

    4.2

    Реакция на физическую нагрузку (4.4.2.2)

    Программа

    Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
    2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
    3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
    4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

    Источник: Программа Cambridge International

    Во время физической нагрузки частота сердечных сокращений, частота дыхания и объем вдыхаемого воздуха увеличиваются для доставки большего количества оксигенированной крови к мышцам. При недостаточном поступлении кислорода мышцы переходят на анаэробное дыхание: неполное расщепление глюкозы накапливает молочную кислоту → усталость; формируется кислородный долг.

    (HT) Кровь переносит молочную кислоту в печень, которая преобразует её обратно в глюкозу. Кислородный долг — это избыток кислорода, необходимый после физической нагрузки для реакции с накопленной молочной кислотой и её выведения.

    4.2

    Метаболизм (4.4.2.3)

    Программа

    Дыхание и метаболизм (AQA 8461 утверждения 4.4.1.3, 4.4.2.1-4.4.2.3).

    1. Назовите пять применений глюкозы, полученной при фотосинтезе.
    2. Сравните аэробное и анаэробное дыхание в мышцах и дрожжах, приведите словесные уравнения и экономическое значение брожения.
    3. Объясните реакцию организма на упражнения и (HT) кислородный долг и роль печени.
    4. Определите метаболизм и перечислите реакции, которые он включает.

    Источник: Программа Cambridge International

    Метаболизм — совокупность всех реакций в клетке или организме; дыхательное окисление обеспечивает их энергией. Включает:

    • глюкоза → крахмал, гликоген, целлюлоза;
    • глицерин + 3 жирные кислоты → липиды;
    • глюкоза + нитрат-ионы → аминокислоты → белки;
    • дыхания;
    • расщепление избытка белка → мочевина для выведения.
    4.2

    Чек-лист перед завершением этой темы

    • Написать словесные и символьные уравнения фотосинтеза; указать, что реакция эндотермическая + свет→хлоропласты.
    • Объяснить четыре фактора скорости; читать графики уплощения одного фактора; (HT) закон обратных квадратов и экономика теплиц.
    • Описать RP6 с его контрольными точками и расчетом скорости.
    • Перечислите пять применений глюкозы (с нитратами для синтеза белков).
    • Сравните аэробные и анаэробные уравнения; назовите два продукта брожения и области их применения.
    • Упражнение: три фактора увеличения; молочная кислота и кислородный долг; (HT) роль печени.
    • Определите метаболизм с его пятью направлениями.
  • 5

    Гомеостаз и ответные реакции

    5.1

    Гомеостаз и реакции: поддержание стабильности условий

    • Гомеостаз — это регуляция внутренних условий клетки или организма для поддержания оптимальных условий для работы ферментов и всех клеточных функций в ответ на внутренние и внешние изменения.
    • Организм контролирует концентрацию глюкозы в крови, температуру тела и уровень воды.
    • Любая автоматическая система управления включает: рецепторы (воспринимают стимулы), координационные центры (мозг, спинной мозг, поджелудочная железа — получают и обрабатывают информацию) и эффекторные органы (мышцы или железы — обеспечивают реакцию, восстанавливающую оптимальный уровень).
    • Нервные реакции быстрые и кратковременные; гормональные реакции медленнее, но действуют дольше.
    English Русский
    Homeostasis/ˌhəʊmiːəˈstɑːsiz/ гомеостаз
    neurone/ˈnjuːrəʊn/ нейрон
    synapse/ˈsɪnæps/ синапс
    retina/ˈretɪnə/ сетчатка
    accommodation/əˌkɒməˈdeɪʃn/ аккомодация
    myopia/maɪˈəʊpɪə/ близорукость
    hyperopia/ˌhaɪpəˈrəʊpɪə/ дальнозоркость
    vasodilation/ˌvæsədɪˈleɪʃn/ расширение сосудов
    vasoconstriction/ˌvæsəkənˈstrɪkʃn/ сужение сосудов
    hormone/ˈhɔːməʊn/ гормон
    insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ инсулин
    glycogen/ˈɡlaɪkədʒn/ гликоген
    glucagon/ˈɡluːkæɡən/ глюкагон
    negative feedback/ˈneɡətɪv ˈfiːdbæk/ отрицательная обратная связь
    urea/juːˈrɪə/ мочевина
    ADH/ˌeɪ diː ˈeɪtʃ/ антидиуретический гормон (АДГ)
    oestrogen/ˈiːstrədʒn/ эстроген
    ovulation/ˌɒvjʊˈleɪʃn/ овуляция
    testosterone/teˈstɒstərəʊn/ тестостерон
    auxin/ˈɔːksɪn/ ауксин
    phototropism/ˌfəʊtəʊˈtrəʊpɪzəm/ фототропизм
    gravitropism/ˈɡrævɪtrəʊpɪzəm/ геотропизм
    sweat/swet/ пот
    5.1

    Гомеостаз и нервная система (4.5.1–4.5.2.1, RP7)

    Программа

    Гомеостаз и нервная система (AQA 8461 пункты 4.5.1-4.5.2.1, RP7).

    1. Определите гомеостаз и назовите три состояния, которые регулирует организм.
    2. Опишите рецепторы, координационные центры и эффекторы, а также путь «стимул–рецептор–координатор–эффектор–ответ».
    3. Объясните рефлексную дугу, включая чувствительный нейрон, синапс, вставочный нейрон и двигательный нейрон, а также причины автоматичности и быстроты рефлексов.
    4. Опишите RP7: влияние фактора на время реакции человека, с контролем переменных и обработкой данных.

    Источник: Программа Cambridge International

    Путь: стимул → рецептор → координатор (ЦНС: мозг + спинной мозг) → эффектор (сокращение мышцы / секреция железы) → реакция.

    Информация передается по клеткам, называемым нейронами, в виде электрических импульсов. ЦНС координирует работу эффекторных органов.

    Рефлекторная дуга: от стимула к рецептору, чувствительный нейрон с телом клетки, вставочный нейрон в ЦНС, двигательный нейрон к эффектору, с синапсами между нейронами.

    Рефлекторная дуга — автоматическая и быстрая защита, которая не вовлекает сознательную часть мозга:

    стимул → рецептор → чувствительный нейрон → синапс → вставочный нейрон (в ЦНС) → синапс → двигательный нейрон → эффектор → реакция.

    В синапсе электрический импульс достигает конца нейрона, выделяется химическое вещество; оно диффундирует через щель и вызывает электрический импульс в следующем нейроне.

    RP7 — время реакции: составьте план и проведите исследование влияния фактора (например, кофеина) на время реакции человека. Уроните линейку между пальцем и большим пальцем партнера; измерьте расстояние удержания; переведите в время (или используйте компьютерный тест); контролируйте переменные (одна рука, одинаковая высота); повторите и вычислите среднее значение. Интерпретируйте данные о времени реакции из графиков и таблиц.

    5.2

    Мозг, глаз и температура — только биология (4.5.2.2–4.5.2.4)

    Программа

    Мозг, глаз и температура тела — биология только (AQA 8461 пункты 4.5.2.2-4.5.2.4).

    1. Определите кору больших полушарий, мозжечок и продолговатый мозг с их функциями, а также (HT) сложности исследования и лечения мозга.
    2. Сопоставьте структуры глаза с их функциями и объясните аккомодацию для ближних и дальних объектов.
    3. Объясните близорукость и дальнозоркость и их коррекцию с помощью линз и новых технологий.
    4. Объясните, как вазодилатация, потоотделение, вазоконстрикция и мышечная дрожь регулируют температуру тела (HT в контексте).

    Источник: Программа Cambridge International

    Мозг (дополнительно HT)

    Определите на схеме: кору больших полушарий (сознание, память, речь), мозжечок (равновесие, координация движений), ** продолговатый мозг** (сердцебиение, дыхание).

    (HT) Сложности исследования и лечения мозга: он сложен, деликатен, легко повреждается и труднодоступен. Методы картирования: изучение пациентов с повреждениями мозга, электрическая стимуляция участков и МРТ-сканирование. Оцените преимущества и риски процедур на мозге.

    Глаз

    Вертикальный разрез глаза: склера, роговица, радужная оболочка, хрусталик, ресничные мышцы, подвесочный аппарат, сетчатка и зрительный нерв.

    Определите и объясните: сетчатку (светочувствительные рецепторные клетки), зрительный нерв (передаёт импульсы от сетчатки к мозгу), склеру (прочная внешняя оболочка), роговицу (преломляет свет), радужную оболочку (цветные мышцы, регулирующие размер зрачка — рефлекторная адаптация при слабом/ярком освещении), ресничные мышцы и подвесочный аппарат (контролируют форму хрусталика).

    Аккомодация — изменение формы хрусталика для фокусировки:

    близкий предмет далёкий предмет
    ресничные мышцы сокращаются расслаблены
    подвесочный аппарат ослаблен натянут
    хрусталик утолщён, сильно преломляет тонкий, слабо преломляет

    Дефекты: миопия (близорукость — далёкие предметы фокусируются перед сетчаткой; корректируется вогнутым линзой), гиперметропия (дальнозоркость — близкие предметы фокусируются за сетчаткой; выпуклая линза). Методы коррекции: очки, контактные линзы, лазерная коррекция роговицы, замена хрусталика.

    Регуляция температуры тела

    Терморегуляторный центр в мозге имеет рецепторы, чувствительные к температуре крови; кожные рецепторы посылают в него сигналы.

    • Слишком жарко: сосуды расширяются (вазодилатация) — больше крови у поверхности передаёт тепло в окружающую среду; выделяется пот — испарение пота отводит энергию.
    • Слишком холодно: сосуды сужаются (вазоконстрикция); потоотделение прекращается; скелетные мышцы сокращаются (дрожь — дыхание выделяет тепло для согревания крови).

    (HT) Объясните в контексте, как каждый механизм снижает или повышает температуру до оптимального уровня.

    5.3

    Гормональная регуляция у человека (4.5.3)

    Программа

    Hormonal coordination in humans (AQA 8461 statements 4.5.3).

    1. Describe the endocrine system: glands, hormones, target organs, and the six named glands.
    2. Explain insulin control of blood glucose, (HT) glucagon and negative feedback, and compare Type 1 and Type 2 diabetes.
    3. (Bio) Describe water and nitrogen balance: kidneys, filtration and selective reabsorption, (HT) ADH, and dialysis vs transplant.
    4. (HT) Explain FSH, LH, oestrogen and progesterone interactions in the menstrual cycle, contraception methods and IVF.
    5. (HT) Explain adrenaline and thyroxine, with negative feedback.

    Источник: Программа Cambridge International

    Эндокринная система — это железы, секретирующие гормоны непосредственно в кровоток; кровь доставляет их к органами-мишеням. Работает медленнее нервной системы, но эффект длится дольше. Определите на схеме тела: гипофиз («главная железа» мозга), поджелудочную железу, щитовидную железу, надпочечники, яичники, яички.

    Глюкоза в крови контролируется и регулируется поджелудочной железой:

    • Слишком высокая → поджелудочная железа выделяет инсулин → глюкоза переходит из крови в клетки; в клетках печени и мышц избыток глюкозы превращается в гликоген для запасания.
    • (HT) Слишком низкая → поджелудочная железа выделяет глюкагон → гликоген преобразуется обратно в глюкозу, которая поступает в кровь. Инсулин–глюкагон образуют цикл отрицательной обратной связи.

    Сахарный диабет: Тип 1 — поджелудочная железа не вырабатывает достаточное количество инсулина; неконтролируемая гипергликемия; лечится с помощью инъекций инсулина. Тип 2 — клетки организма перестают реагировать на инсулин; лечится с помощью диеты с ограничением углеводов и режима физических упражнений; ожирение является фактором риска. Интерпретация графиков уровня глюкозы в крови при наличии и отсутствии сахарного диабета.

    Водный и азотистый баланс — только биология

    Вода выводится через лёгкие (при дыхании) и кожу (с потом, содержащим ионы и мочевину); контроль над этими процессами отсутствует. Избыток воды, ионов и мочевины удаляется почками с мочеой. Клетки, теряющие или приобретающие слишком много воды осмотически, функционируют неэффективно. (HT) Избыток аминокислот из рациона деаминируется в печени: аммиак (токсичен) → мочевина для безопасного выведения.

    Почки фильтруют кровь и селективно реабсорбируют глюкозу, некоторые ионы и воду. (HT) Если концентрация крови слишком высока, ** гипофиз выделяет АДГ**, который делает канальцы почек более проницаемыми, поэтому реабсорбируется больше воды — снова отрицательная обратная связь.

    Почечная недостаточность: лечится с помощью пересадки почки или диализа — кровь проходит через полупроницаемые мембраны в диализной жидкости с соответствующей концентрацией воды/ионов, так что отходы диффундируют наружу, а глюкоза и полезные вещества остаются; оценка механического устройства по сравнению с пересадкой.

    Гормоны в человеческом воспроизводстве

    Эстроген (яичник) — основной женский гормон; в период полового созревания яйцеклетки созревают, и одна выходит примерно каждые 28 дней (овуляция). Тестостерон (семенники) — стимулирует образование сперматозоидов.

    (HT) Менструальный цикл:

    Гормон Источник Роль
    ФСГ гипофиз вызывает созревание яйцеклетки в яичнике (в фолликуле)
    ЛГ гипофиз стимулирует выход яйцеклетки (овуляцию)
    Эстроген яичник (фолликул) поддерживает и утолщает слизистую оболочку матки; стимулирует выброс ЛГ
    Прогестерон яичник (желтое тело) поддерживает слизистую оболочку матки; подавляет ФСГ и ЛГ
    Уровни гормонов в течение 28-дневного менструального цикла: ФСГ в начале, рост эстрогена, выброс ЛГ в день 14 и овуляция, затем прогестерон.

    (HT) Интерпретация графиков уровней гормонов в течение цикла: ФСГ запускает рост фолликула → эстроген повышается → выброс ЛГ вызывает овуляцию (примерно в день 14) → прогестерон сохраняет толщину слизистой оболочки до ее снижения и повторения цикла.

    Контрацепция — оценка гормональных и негормональных методов: оральные контрацептивы (подавляют ФСГ, поэтому яйцеклетки не созревают), инъекции/имплантаты/пластыри с медленным высвобождением прогестерона, барьерные методы (презервативы, диафрагма), внутриматочные устройства, спермициды, воздержание в период, когда яйцеклетка может находиться в маточной трубе, стерилизация.

    Бесплодие (HT): «препараты для повышения фертильности» (ФСГ + ЛГ) стимулируют созревание яйцеклеток. ЭКО: ФСГ и ЛГ стимулируют созревание нескольких яйцеклеток → яйцеклетки собирают и оплодотворяют спермой в лаборатории → эмбрионы развиваются до стадии小球体 (шарика клеток) → один или два эмбриона переносят в матку. Оценка: эмоциональные/физические нагрузки, низкая эффективность, риск многоплодной беременности.

    Отрицательная обратная связь (HT): адреналин (надпочечники, страх/стресс) увеличивает частоту сердечных сокращений и доставку кислорода и глюкозы к мозгу и мышцам — реакция «бей или беги». Тироксин (щитовидная железа) стимулирует базальный метаболический уровень и важен для роста и развития; его уровень контролируется отрицательной обратной связью. Интерпретация простых диаграмм отрицательной обратной связи.

    5.4

    Растительные гормоны — только биология (4.5.4)

    Программа

    Растительные гормоны — биология только (AQA 8461 пункт 4.5.4, RP8).

    1. Объясните фото- и геотропизм через неравномерное распределение ауксина в побегах и корнях.
    2. Опишите RP8: влияние света или гравитации на проросшие семена, с измерениями длины и подписанными схемами.
    3. (HT) Опишите применение ауксинов, гиббереллинов и этилена в сельском хозяйстве, садоводстве и пищевой промышленности.

    Источник: Программа Cambridge International

    Растения выделяют гормоны для координации и контроля роста и реакций на свет (фототропизм) и гравитацию (геотропизм/гравитропизм). Неравномерное распределение ауксина вызывает неравномерные скорости роста в корнях и побегах — побеги изгибаются к光源у; корни растут вниз.

    RP8: исследовать влияние света или гравитации на только что проросшие сеянцы — записывать в виде измерений длины и тщательных биологических рисунков с подписями.

    (HT) Гиббереллины инициируют прорастание семян; этилен регулирует деление клеток и созревание плодов.

    (HT) Применение: ауксины как гербициды, стимуляторы корнеобразования и для стимулирования роста при культуре тканей; этилен для контроля созревания во время хранения и транспортировки; гиббереллины для прекращения покоя семян, стимулирования цветения и увеличения размеров плодов. Рассмотрите влияние гербицидов на биоразнообразие.

    5.4

    Чек-лист перед завершением этой темы

    • Определить гомеостаз; рецептор–координационный центр–эффектор в указанном порядке; нарисовать рефлекторную дугу с синапсом.
    • Таблица частей глаза и аккомодации (наизусть); миопия против гиперметропии с методами коррекции.
    • Температура: вазодилатация/потение против вазоконстрикции/дрожь, в контексте (HT).
    • Инсулин и (HT) глюкагон с отрицательной обратной связью; лечение Type 1 против Type 2.
    • (Bio) фильтрация почек + селективная реабсорбция; (HT) АДГ; диализ против трансплантации.
    • (HT) взаимодействия ФСГ–эстроген–ЛГ–прогестерон и график; список методов контрацепции; этапы ЭКОГ; адреналин и тироксин.
    • (Bio) тропизмы с участием ауксинов; RP8; (HT) три области применения гормонов.
  • 6

    Наследственность, изменчивость и эволюция

    6.1

    Inheritance, variation and evolution: passing it on

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

    Размножение, ДНК и геномы (4.6.1.1–4.6.1.5)

    Программа

    Reproduction, DNA and genomes (AQA 8461 statements 4.6.1.1-4.6.1.5).

    1. Compare sexual and asexual reproduction, with the named organisms that use both.
    2. Explain how meiosis halves the chromosome number and fertilisation restores it, and trace embryo development.
    3. Describe DNA, genes and the genome, and discuss the importance of the human genome.
    4. (Bio) Describe DNA's nucleotide structure and the base code; (HT) protein synthesis and the effect of mutations.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

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

    Apply the reproduction and DNA knowledge

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    meiosis/meɪˈəʊsɪs/ мейоз
    clone/kləʊn/ клон
    gene/dʒiːn/ ген
    genome/ˈdʒiːnəʊm/ геном
    nucleotide/ˈnjuːklɪɒtaɪd/ нуклеотид
    6.2

    Наследственность, генетические нарушения и определение пола (4.6.1.6–4.6.1.8)

    Программа

    Genetic inheritance, disorders and sex determination (AQA 8461 statements 4.6.1.6-4.6.1.8).

    1. Define gamete, chromosome, gene, allele, dominant, recessive, homozygous, heterozygous, genotype and phenotype.
    2. Complete and interpret Punnett squares and family trees, with ratios and probabilities.
    3. Explain polydactyly and cystic fibrosis inheritance and judge embryo screening issues.
    4. Determine sex with the XX/XY cross, including ratios.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

    From terms to family inference and probabilities

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

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

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    gamete/ˈɡæmiːt/ гамета
    chromosome/ˈkrəʊməsəʊm/ хромосома
    allele/əˈliːl/ аллель
    dominant/ˈdɒmɪnənt/ доминантный
    recessive/rɪˈsesɪv/ рецессивный
    homozygous/ˌhɒməˈzɪɡəs/ гомозиготный
    heterozygous/ˌhetrəˈzɪɡəs/ гетерозиготный
    genotype/ˈdʒenətaɪp/ генотип
    phenotype/ˈfenətaɪp/ фенотип
    polydactyly/ˌpɒlɪˈdæktili/ полидактилия
    cystic fibrosis/ˈsɪstɪk fɪˈbrəʊsɪs/ цистический фиброз
    6.3

    Вариация, селективное разведение, генная инженерия и клонирование (4.6.2)

    Программа

    Variation, selective breeding, genetic engineering and cloning (AQA 8461 statements 4.6.2).

    1. Describe the genome-environment interaction and the three causes of variation, and the role of mutation.
    2. Explain evolution by natural selection and the formation of new species.
    3. Describe selective breeding, its uses and the inbreeding risk.
    4. Describe genetic engineering with (HT) its main steps, benefits, risks and objections.
    5. (Bio) Describe tissue culture, cuttings, embryo transplants and adult cell cloning.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

    Apply variation, selection and biotechnology

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    English Русский
    variation/ˌveərɪˈeɪʃn/ вариация
    natural selection/ˈnætʃərəl sɪˈlekʃn/ естественный отбор
    inbreeding/ˈɪnbriːdɪŋ/ инбридинг
    adenine/ˈædəniːn/ аденин
    cytosine/ˈsaɪtəsaɪn/ цитозин
    guanine/ˈɡwɑːnaɪn/ гуанин
    thymine/ˈθaɪmaɪn/ тимин
    6.4

    Evolution, genetics and evidence (4.6.3, biology only)

    Программа

    Evolution, genetics and evidence (AQA 8461 statements 4.6.3, biology only).

    1. Describe Darwin's theory, why it was accepted only gradually, and Lamarck's theory.
    2. Describe Wallace's and Mendel's contributions and the growth of genetics.
    3. Explain fossils and their formation, why the record is incomplete, extinction causes and evolutionary trees.
    4. Explain antibiotic-resistant bacteria and how to slow resistance.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

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

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

    Use historical and fossil evidence

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

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

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

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

    6.5

    Классификация живых организмов (4.6.4)

    Программа

    Классификация живых организмов (AQA 8461 statement 4.6.4).

    1. Опишите систему Линнея и бинарную номенклатуру.
    2. Опишите трёхдоменную систему Возеа и факторы, послужившие её основой.
    3. Интерпретируйте эволюционные деревья с использованием данных классификации и палеонтологии.

    Источник: Программа Cambridge International

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

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

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

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

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

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

    6.5

    Checklist before you call this topic done

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

    Экология

    7.1

    Ecology: communities, cycles and human impacts

    • The Sun's energy passes through ecosystems; carbon and water cycle between the living and non-living world.
    • Communities compete and depend on each other; adaptations fit organisms to their conditions.
    • Human activity — waste, land use, deforestation, global warming — threatens biodiversity, and trophic-level biology (bio only) explains why food chains are short.
    7.1

    Адаптации, взаимозависимость и конкуренция (4.7.1)

    Программа

    Адаптации, взаимозависимость и конкуренция (AQA 8461 statement 4.7.1).

    1. Опишите уровни организации экосистемы и дайте определения понятиям: экосистема, сообщество, биотические и абиотические факторы.
    2. Назовите ресурсы, по которым конкурируют растения и животные, и объясните концепцию взаимозависимости.
    3. Объясните, как изменения абиотических и биотических факторов влияют на сообщества.
    4. Объясните структурные, поведенческие и физиологические адаптации, а также экстремофилов.

    Источник: Программа Cambridge International

    An ecosystem 生态系统 is the interaction of a community of living organisms (biotic 生物因子) with the non-living (abiotic factor 非生物因子) parts of their environment. Levels of organisation: individual → population → community → ecosystem.

    Конкуренция 竞争: plants compete for light, space, water and mineral ions; animals compete for food, mates and territory. Interdependence 相互依赖: each species depends on others for food, shelter, pollination, seed dispersal — remove one species and the whole community can be affected.

    Abiotic factors affecting a community: light intensity, temperature, moisture levels, soil pH and mineral content, wind intensity and direction, carbon dioxide levels (plants), oxygen levels (aquatic animals). Biotic factors : availability of food, new predators arriving, new pathogens, one species outcompeting another until numbers fall too low to breed. Explain the effect of a change in any of these from given data.

    Адаптации 适应性 — features that enable survival in normal conditions — are structural (shape/body), behavioural (actions) or functional (processes, e.g. camouflage chemistry, venom). Extremophiles 极端微生物 live in extreme environments — high temperature, pressure or salt — e.g. bacteria in deep-sea vents.

    English Русский
    ecosystem/ˈiːkəʊsɪstəm/ экосистема
    biotic factor/baɪˈɒtɪk ˈfæktə/ биотический фактор
    abiotic factor/ˌæbɪˈɒtɪk ˈfæktə/ Абиотический фактор
    competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ конкуренция
    interdependence/ˌɪntədɪˈpendəns/ Взаимозависимость
    adaptation/ˌædæpˈteɪʃn/ адаптация
    extremophile/ekˈstreməfaɪl/ экстремофил
    7.2

    Организация экосистемы и круговорот веществ (4.7.2, RP9/RP10)

    Программа

    Организация экосистем и круговорот веществ (AQA 8461 statement 4.7.2, RP9/RP10).

    1. Используйте терминологию пищевой цепи от производителя до третичного консумента и интерпретируйте циклы «хищник–жертва».
    2. Опишите метод опробования RP9 с использованием трансектов и квадратов, а также понятия среднего значения, моды и медианы.
    3. Объясните круговорот углерода и воды, а также роль микроорганизмов в этих процессах.
    4. (Bio) Объясните, как температура, влажность и кислород влияют на скорость разложения, с упоминанием RP10 и биогаза.

    Источник: Программа Cambridge International

    Photosynthetic organisms are the producers 生产者 of biomass for life on Earth. Food chains: producer (green plant/alga making glucose by photosynthesis) → primary consumers 初级消费者 → secondary consumers 次级消费者 → tertiary consumers 三级消费者. A predator-prey cycle: prey numbers rise first, the predator population follows with a delay, and both oscillate.

    Predators kill and eat prey; in a stable community their numbers rise and fall in cycles — interpret the classic predator–prey graph (prey rises first, predator follows).

    Sampling (RP9): transects and quadrats measure the distribution and abundance of species; calculate mean, mode, median of abundance; plot graphs with suitable scales.

    The carbon cycle: photosynthesis takes CO2 into plants, feeding passes carbon to animals, decay by decomposers returns it, with respiration and combustion releasing CO2.

    Carbon cycle: returns carbon from organisms to the atmosphere as carbon dioxide for photosynthesis — respiration (plants, animals, decomposers), decay, combustion. Water cycle: evaporation and precipitation provide fresh water before it drains to the sea. Microorganisms recycle materials — returning carbon to the atmosphere as CO₂ and mineral ions to the soil. The nitrogen cycle is NOT required.

    (Bio) Decomposition (RP10): temperature, water and oxygen affect the rate of decay. Gardeners and farmers provide optimum conditions for rapid decay 腐解 of waste into compost — a natural fertiliser. Anaerobic decay produces methane — biogas generators. RP10: effect of temperature on the rate of decay of fresh milk by measuring pH change.

    (HT Bio) Environmental change: temperature, water availability, atmospheric-gas composition — changes may be seasonal, geographic or human-caused — shift the distribution of species.

    English Русский
    producer/prəˈdjuːsə/ продуцент
    primary consumer/ˈpraɪməri kənˈsuːmə/ первичный потребитель
    secondary consumer/ˈsekəndəri kənˈsuːmə/ вторичный потребитель
    tertiary consumer/ˈtɜːʃjəri kənˈsuːmə/ третичный потребитель
    decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ разложение
    7.3

    Биоразнообразие и взаимодействие с человеком (4.7.3)

    Программа

    Биоразнообразие и взаимодействие с человеком (AQA 8461 statement 4.7.3).

    1. Дайте определение биоразнообразию и объясните его роль в стабилизации экосистем.
    2. Объясните, как загрязнение, землепользование, вырубка лесов и глобальное потепление снижают биоразнообразие.
    3. Опишите программы, направленные на сохранение биоразнообразия.

    Источник: Программа Cambridge International

    Биоразнообразие 生物多样性 is the variety of all different species on Earth or within an ecosystem; it stabilises ecosystems by reducing the dependence of one species on another, and our own future relies on maintaining it.

    • Waste management: population growth and living standards increase resource use and waste → pollution 污染 in water (sewage, fertiliser, toxic chemicals), air (smoke, acidic gases) and on land (landfill, toxic chemicals) — killing plants and animals.
    • Land use: building, quarrying, farming and dumping waste reduce land for other species; destroying peat bogs for garden compost destroys habitat and biodiversity, and decaying or burnt peat releases CO₂.
    • Deforestation in tropical areas: land for cattle and rice fields, crops for biofuels.
    • Global warming: rising atmospheric CO₂ and methane contribute to global warming; describe biological consequences (distribution shifts, migration changes, biodiversity loss).

    Maintaining biodiversity — programmes reducing negative human effects: breeding programmes for endangered species; protection and regeneration of rare habitats; field margins and hedgerows reintroduced in single-crop areas; reduced deforestation and CO₂ emissions; recycling rather than landfill.

    English Русский
    biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ биоразнообразие
    pollution/pəˈluːʃn/ загрязнение
    7.4

    Трофические уровни и продовольственная безопасность — только биология (4.7.4–4.7.5)

    Программа

    Трофические уровни и продовольственная безопасность, только биология (AQA 8461 утверждения 4.7.4-4.7.5).

    1. Назовите трофические уровни, опишите редуцентов и постройте пирамиды биомассы.
    2. Объясните потерю биомассы между уровнями и рассчитайте эффективность передачи энергии.
    3. Опишите биологические факторы, угрожающие продовольственной безопасности.
    4. Оцените методы земледелия, устойчивое рыболовство и роль биотехнологий.

    Источник: Программа Cambridge International

    Trophic levels: 1 producers (plants, algae); 2 primary consumers (herbivores); 3 secondary consumers (carnivores eating herbivores); 4 tertiary consumers (carnivores eating carnivores). Apex predators have no predators. Decomposers secrete enzymes onto dead material and absorb the small soluble food molecules.

    A pyramid of biomass with producers at the bottom and about 10 percent of biomass passing to each level above.

    Pyramids of biomass: trophic level 1 at the bottom; construct from data. Transfer of biomass: producers transfer ~1 % of incident light energy into biomass; only ~10 % of biomass passes from each level to the next — losses from egested faeces (not all ingested material is absorbed) and отходами (CO₂ and water from respiration, water and urea in urine); glucose used in respiration. Calculate efficiency by percentage or fraction of mass.

    Food security 粮食安全 — having enough food for the population — is threatened by: rising birth rate; changing diets in developed countries; new pests and pathogens; environmental changes (famine when rains fail); the cost of agricultural inputs; conflicts affecting water or food availability.

    Farming techniques improve efficiency by restricting energy transfer from food animals to the environment — limiting movement и controlling temperature; high-protein feeds increase growth. Weigh these against ethical objections to intensive farming.

    Sustainable fisheries: maintain fish stocks where breeding continues — control net size and fishing quotas .

    Role of biotechnology: culturing microorganisms for food — Fusarium fungus grown on glucose syrup in aerobic conditions produces mycoprotein 菌蛋白 (protein-rich, vegetarian); GM bacteria produce insulin; GM crops such as golden rice add food or nutritional value.

    English Русский
    food security/fuːd sɪˈkjʊərɪti/ продовольственная безопасность
    mycoprotein/ˈmaɪkəprəʊtiːn/ микопротеин
    7.4

    Checklist before you call this topic done

    • Definitions chain: ecosystem, community, abiotic/biotic factors with examples.
    • Plant vs animal competition; interdependence consequences; three adaptation types + extremophiles.
    • Food-chain vocabulary; predator–prey cycle read off a graph; RP9 sampling with mean/mode/median.
    • Carbon and water cycles with decomposers' role; (bio) decay factors + biogas + RP10.
    • Four human threats + five biodiversity programmes named.
    • (Bio) Trophic levels, pyramid shape, 10 % rule with efficiency calculation.
    • (Bio) Six food-security threats; efficiency farming, net size and quotas, mycoprotein, golden rice.

Войти или создать аккаунт

IGCSE, A-Level & AP