Перейти к содержанию

D.1.1 · Репликация ДНК

International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · SL · Тема 24

24.1

Область применения и требования

Этот раздаточный материал охватывает выбранные темы SL для курса, впервые оцениваемого в 2025; он не является полным syllabus (учебной программой).

Предварительные требования: читать указанные количества и единицы, использовать арифметику и моделированные условия ниже.

Примеры являются оригинальными и вымышленными: они не представляют собой реальные измерения или реальные студенческие исследования.

English Русский
DNA polymerase/ˌdiː en ˈeɪ ˌpɒlɪməˈreɪz/ ДНК-полимераза
semi-conservative replication/ˈsemi kənˈsɜːvətɪv ˌreplɪˈkeɪʃn/ полуконсервативное реплицирование
24.2

Репликация ДНК: сохранение одной нити в каждой дочерней молекуле

Что могло бы объяснить это наблюдение?

  • После репликации ДНК каждая дочерняя двойная спираль содержит одну существующую ранее цепь и одну Newly synthesized ( newly synthesized strand - note: context implies translation of the concept) newly synthesized strand (translated below). Копирование молекулы отличается от экспрессии её информации.

Постройте модель

  • Репликация ДНК является полуконсервативной.
  • Комплементарное спаривание оснований обеспечивает копирование последовательности: аденин спаривается с тимином, а цитозин — с гуанином.
  • Цепи имеют противоположную ориентацию.
  • Геликаза разделяет спаренные цепи, тогда как ДНК-полимераза синтезирует новую ДНК на матрице с использованием доступных нуклеотидов.
  • полуконсервативная репликация: копирование ДНК, при котором каждая дочерняя двойная спираль сохраняет одну родительскую цепь.
  • ДНК-полимераза: фермент, синтезирующий ДНК по матрице.
Молекула родительской ДНК с двумя старыми цепями реплицируется в две дочерние молекулы, каждая из которых содержит одну старую и одну новую цепь
Каждая дочерняя молекула сохраняет одну старую цепь и приобретает одну новую

Выберите доказательства для проверки гипотезы

  • Комплементарные основания обеспечивают копирование последовательности матрицы.
  • Различайте репликацию ДНК с транскрипцией в РНК и разделением хромосом при делении клетки.
  • Предсказание для помеченной цепи предполагает полные циклы репликации и отсутствие обмена или деградации исходного материала.
  • Детальное направление вилки и механизмы фрагментов остаются в отдельном случае подготовки HL до завершения обзора руководства.

В лаборатории: Используйте модели помеченных нитей или экспериментальную схему с атрибуцией. Отмечайте исходный и новый материал как метками, так и цветами, чтобы смысл сохранялся при монохромном восприятии. Отслеживайте последовательные циклы, используя указанное начальное популяционное число и предположения. Классная модель иллюстрирует прогнозы; она не является прямым доказательством активности ферментов и не заменяет результаты экспериментов.


Работайте с известными величинами

  • Известно: одна двухцепочечная молекула содержит две помеченные исходные цепи.
  • После одного полного цикла в немеченных нуклеотидах две молекулы содержат по одной помеченной цепи.
  • После двух циклов существует четыре молекулы: две сохраняют одну помеченную исходную цепь, а две содержат только немеченные цепи.
  • Доля, содержащая исходную цепь, составляет 2/4=50%.

Ваша очередь: Одна помеченная двойная спиршь реплицируется три полных цикла в немеченных нуклеотидах. Какой процент из восьми молекул содержит исходную цепь?


Проверьте вывод и его границы применимости

  • Репликация использует ДНК в качестве матрицы для синтеза ДНК; транскрипция использует матрицу ДНК для синтеза РНК.
  • Прогнозируемое распределение меток предполагает завершенные циклы и отсутствие деградации или обмена помеченного материала.

Неверно: и репликация ДНК, и транскрипция производят один и тот же тип нуклеиновой кислоты. Репликация копирует ДНК в ДНК; транскрипция копирует матрицу ДНК в РНК. Продукты являются разными нуклеиновыми кислотами с разными функциями.

Ключевые моменты:

  • Репликация ДНК является полуконсервативной.
  • Комплементарные основания обеспечивают копирование последовательности матрицы.
  • Обращайте внимание: репликация использует ДНК в качестве матрицы для синтеза ДНК; транскрипция использует матрицу ДНК для синтеза РНК.

Написать на основе 12.5 процентов, всё ещё помеченных

  • Одна помеченная двойная спирта реплицируется четыре цикла в немеченных нуклеотидах.
  • Найдите процент молекул 16, которые всё ещё содержат помеченную цепь. Репликация синтезирует ДНК, транскрипция синтезирует РНК.

Написать на основе 6.25 процентов после пяти циклов

  • Та же помеченная двойная спирь реплицируется пять раз в unlabeled нуклеотидах.
  • Найти процент молекул 32, содержащих помеченную цепь: 2 ÷ 32 = 6.25 процентов.

Написать на основе 4 помеченных из 32

  • ДВЕ помеченные двойные спирали реплицируются четыре раза каждая.
  • Find the molecules containing a labelled strand: 2 helices × 2 each = 4 of the 32 total, so 12.5 percent.
Исследовать

Two original strands, more DNA molecules

After two complete rounds, 2 of 4 molecules retain an original labelled strand: 50%. Track each original strand across rounds and distinguish the fraction of molecules from the fraction of strands.

Больше тем в International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · SL

Войти или создать аккаунт

IGCSE, A-Level & AP