Rèpliques biològiques i tècniques: dades i controls PAU

Per comptar rèpliques en un experiment, identifica primer quina unitat rep el tractament de manera independent. Mesurar dues vegades una mateixa planta no equival a estudiar dues plantes. Aquesta distinció evita inflar la mida de la mostra i treure conclusions que les dades no sostenen.

És una tasca útil per preparar Biologia a Catalunya. El model oficial de Biologia de 2025 demana formular una hipòtesi i proposar una millora d’una recerca. Els criteris de correcció del model de 2025, a l’apartat 1d, assenyalen la necessitat d’estudiar més individus.

La referència és de 2025. No afirma què preguntarà una convocatòria futura. L’activitat següent és original i serveix per practicar el raonament, sense una puntuació oficial assignada.

Tres conceptes que no has de barrejar

La unitat experimental és l’entitat a la qual s’assigna el tractament independentment. Pot ser una planta, un recipient o un altre conjunt, segons com s’organitzi l’assaig.

Una rèplica biològica aporta una nova unitat biològica independent al disseny. Una repetició tècnica torna a mesurar o processar material de la mateixa unitat i ajuda a valorar el procediment de mesura.

Imagina que tens tres plantes i mesures dues fulles de cadascuna. Tens sis observacions, però no sis plantes independents. Les fulles comparteixen la història i les condicions de la seva planta. La resposta ha d’explicar què s’ha repetit, en lloc de limitar-se a escriure «cal fer més mesures».

Exercici original: sis plantes i dotze lectures

Es vol explorar si un tractament T modifica l’activitat fotosintètica d’una espècie vegetal. Sis plantes comparables creixen en testos individuals. S’assignen a l’atzar tres plantes al control i tres al tractament. El control rep el mateix vehicle sense el component actiu.

Es mantenen iguals el reg, el temps d’exposició i les condicions de mesura; les posicions dels testos es distribueixen per evitar que un grup quedi sempre més a prop de la llum. De cada planta s’obtenen dues lectures consecutives amb el mateix instrument. Les dades són simulades i s’expressen en unitats relatives d’activitat.

Grup	Planta	Lectura 1	Lectura 2
Control	C1	9	11
Control	C2	11	13
Control	C3	10	12
Tractament T	T1	13	15
Tractament T	T2	15	17
Tractament T	T3	11	13

Respon:

1. Quina és la unitat experimental i quantes n’hi ha per grup?
2. Què representen les dues lectures?
3. Quina hipòtesi podries posar a prova?
4. Calcula una mitjana per planta i després per grup.
5. Escriu una conclusió que les dades permetin i una que seria excessiva.

Solució: compta plantes abans de comptar números

La unitat experimental és cada planta en el seu test individual. El tractament s’assigna independentment a aquesta unitat. Hi ha tres rèpliques biològiques per grup, sis en total. Les dues lectures són repeticions tècniques de la mesura de cada planta.

Una hipòtesi coherent seria: «En aquestes condicions, el tractament T augmenta l’activitat fotosintètica mitjana respecte del control». És una proposta comprovable. La pregunta de recerca podria formular-se com «El tractament T modifica aquesta activitat?», però la hipòtesi concreta una resposta que contrastaràs.

Calcula primer les mitjanes de cada planta:

• C1: (9 + 11) / 2 = 10.
• C2: (11 + 13) / 2 = 12.
• C3: (10 + 12) / 2 = 11.
• T1: (13 + 15) / 2 = 14.
• T2: (15 + 17) / 2 = 16.
• T3: (11 + 13) / 2 = 12.

La mitjana del control és (10 + 12 + 11) / 3 = 11. La del tractament és (14 + 16 + 12) / 3 = 14. La diferència observada és de 3 unitats relatives.

En aquesta taula equilibrada, calcular directament la mitjana de les sis lectures de cada grup dona la mateixa mitjana. Això no converteix les sis lectures en sis unitats independents: el recompte de rèpliques continua sent tres per grup.

Què pots concloure i què falta demostrar

Una conclusió ajustada seria: «Les plantes tractades presenten una mitjana observada superior a la del control en aquest assaig». Pots afegir els valors, 14 i 11, per mostrar en quines dades et bases.

Seria excessiu escriure «T augmenta sempre la fotosíntesi» o «l’efecte és estadísticament significatiu». No hem fet una anàlisi que justifiqui aquestes afirmacions. També hi ha variabilitat: la planta T3 té la mateixa mitjana que C2.

Afegir plantes independents permetria estudiar millor aquesta variabilitat. Repetir moltes vegades les lectures de C1, en canvi, milloraria la informació sobre aquella mesura; no representaria nous individus. Més rèpliques tampoc garanteixen significació estadística.

Canvia el disseny i comprova si canvia la unitat

Ara imagina que les tres plantes de cada grup comparteixen un únic recipient i el tractament s’afegeix a l’aigua del recipient. La unitat a la qual s’aplica independentment el tractament és el recipient.

Amb un sol recipient per condició, les tres plantes poden ser submostres del mateix recipient. No resols aquesta limitació mesurant més fulles: necessites replicar independentment el tractament en més recipients.

Aquest canvi mostra per què no hi ha una regla universal com «cada organisme és una rèplica». L’enunciat ha d’explicar l’assignació del tractament. Si aquesta informació falta, indica la limitació abans de donar un recompte segur.

Preguntes freqüents

Dues lectures de la mateixa planta són dues rèpliques biològiques?

No. Són lectures repetides de la mateixa unitat. Poden ajudar a valorar la variació de la mesura, però no substitueixen dues plantes independents.

Si una mitjana és més alta, el tractament ha funcionat?

La taula mostra una diferència observada entre mitjanes. Per atribuir-la al tractament cal valorar el disseny, la variabilitat i una anàlisi adequada; la diferència numèrica sola no demostra un efecte general.

Augmentar el nombre de rèpliques garanteix significació estadística?

No. Afegeix informació sobre la variabilitat entre unitats, però la significació depèn també de la mida de l’efecte, del soroll i de l’anàlisi. No és un resultat que es pugui garantir només comptant mostres.

Practica amb el disseny davant

Abans de corregir-te, encercla la unitat experimental, subratlla el tractament i marca les mesures que comparteixen una unitat. Després escriu una hipòtesi i una conclusió separades.

Pots continuar amb la mostra oberta de Biologia i consultar el curs de Biologia per a Catalunya, disponible per comprar. Revisa el contingut i les condicions actuals a la fitxa. Per situar aquesta pràctica dins la convocatòria, tens la guia de la PAU a Catalunya.