D.1.1 · DNA複製

HL focused support。最初の評価2025；現在の科目概要を取得済み；生物学ガイド全体を取得済みの状態。残りのガイド、評価、実習要件は記録された保留事項を維持する。

前提条件：指定された数量と単位を読み取り、算術を使用し、以下のモデル条件に従う。各授業は独立した転移前に独自の方法を発展させる。

これらは元々または明示的に架空の教学例であり、実際の測定値や完了した評価対象学習者調査ではない。

この観察を説明するのは何か？

• DNA複製後、各娘二重らせんには、既存の一本鎖と新合成された一本鎖が含まれる。分子をコピーすることは、その情報を発現することとは異なる。
• まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。

モデルを構築する

• DNA複製は半保存的である。相補塩基対結合は塩基配列のコピー支持を行う：アデニンはチミンと、シトシンはグアニンと対となる。ストランドは反対方向を持つ。ヘリカーゼが対になったストランドを分離し、DNAポリメラーゼがテンプレート利用可能なヌクレオチドを用いて新しいDNAを合成する。
• 半保存的複製：各娘二重らせんが親の鎖を一本保持しながらDNAをコピーすること；DNAポリメラーゼ：テンプレートを使用してDNAを合成する酵素。

モデルを検証できる証拠を選ぶ

• 新しいDNAは 5′ から 3′ 方向に合成される。簡易化的フォークモデルでは、一方の新しい鎖は連続的に合成される一方、他方は断片として生成され、それらが結合する。これらの分子機構と、細胞分裂中の染色体の分離 later を区別すること。 proofreading と修復があるにもかかわらず、コピーエラーが発生することがある。
• ラベル付きの鎖モデルまたは帰属された実験図を使用する。古い材料と新しい材料をラベルと色で両方マークし、単色表示でも意味が伝わるようにする。明示された初期集団と仮定を使用して successive rounds を追跡する。教室でのモデルは予測を示すためのものであり、酵素活性に関する直接的証拠ではなく、実験結果の代替でもない。

既知の値から始める

• 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
• 既知：一つの二重鎖分子には二つのラベル付き元の鎖が含まれる。無ラベルヌクレオチドの中で完全な一回合後、それぞれ一つのラベル付き鎖を含む二つの分子ができる。二回合後、四つの分子が存在する：一つは一つのラベル付き元の鎖を保持し、もう一つは無ラベルのみを含む。元の鎖を含む分数は 2/4=50% である。

例：

無ラベルヌクレオチドの中で一つのラベル付き二重らせんが三回合完全複製された。八つの分子のうち、元の鎖を含むものの何パーセントか？ 同じ手順を用いる：既知数量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。

結論とその限界を確認する

• 複製はDNAをテンプレートにしてDNAを作る；転写はDNAをテンプレートにしてRNAを作る。予測されるラベル分布は、完全な回転とラベル付けされた材料の分解や交換がないことを前提としている。
• 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。

警告：

DNA複製と転写はどちらも同じ種類の核酸産物を生成する。この主張は誤りである：複製はDNAをテンプレートにしてDNAを作る；転写はDNAをテンプレートにしてRNAを作る。予測されるラベル分布は、完全な回転とラベル付けされた材料の分解や交換がないことを前提としている。

重要：

DNA複製：娘分子それぞれに1本の鎖を保持する。新しいDNAは5′から3′の方向に合成される。単純化されたフォークモデルでは、一方の新しい鎖は連続的に合成され、もう一方は断片として生成されて後に結合する。これらの分子メカニズムを、細胞分裂後の染色体分離と区別せよ。証明機能や修復作用があるにもかかわらず、コピーエラーが生じることがある。