D.1.1 · การจำลองดีเอ็นเอ

เอกสารนี้ครอบคลุมหัวข้อ SL ที่เลือกสำหรับหลักสูตรที่ประเมินเป็นครั้งแรกใน 2025; ไม่ใช่หลักสูตรทั้งหมด

เงื่อนไขก่อนหน้า: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด, และใช้ arithmetic และเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง

The examples are original and fictional: they are not real measurements or real student investigations.

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

• หลังการจำลอง DNA แต่ละเกลียวคู่ลูกจะประกอบด้วยสายเดิมหนึ่งสายและสายที่สังเคราะห์ใหม่หนึ่งสาย การคัดลอกโมเลกุลแตกต่างจากการแสดงออกของข้อมูลในโมเลกุลนั้น

สร้างโมเดล

• การจำลอง DNA เป็นแบบกึ่งอนุรักษ์
• การจับคู่เบสเสริมกันสนับสนุนการคัดลอกลำดับเบส: อะดีนีนจับกับไทมิง และไซโตซีนจับกับกัวานีน
• สายทั้งสองมีทิศทางตรงข้ามกัน
• Helicase แยกสายคู่ออกจากกัน ในขณะที่ DNA polymerase สร้าง DNA ใหม่โดยใช้แม่แบบและนิวคลีโอไทด์ที่มีอยู่
• การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์: การคัดลอก DNA ที่เกลียวคู่ใหม่แต่ละเส้นคงสาย parental ไว้หนึ่งสาย
• DNA polymerase: เอนไซม์ที่สังเคราะห์ DNA โดยใช้แม่แบบ

*แต่ละโมเลกุลลูกรักษาสายเก่าไว้หนึ่งเส้นและเพิ่มสายใหม่เข้ามาหนึ่งเส้น

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

• ฐานคู่เสริมช่วยในการคัดลอกลำดับแม่แบบ
• แยกแยะการคัดลอก DNA ออกจากการสร้าง RNA (transcription) และการแยกโครโมโซมในการแบ่งเซลล์
• การคาดการณ์ด้วยสายที่มีฉลากสมมติว่าการISTRATION สมบูรณ์และไม่มีแลกเปลี่ยนหรือสลายตัวของวัสดุดั้งเดิม
• ทิศทางของส้อมและกลไกของเศษชิ้นส่วนรายละเอียดยังคงอยู่ในกรณีเตรียม HL แยกต่างหากรอการทบทวนจากคู่มือ

ในห้องปฏิบัติการ: ใช้แบบจำลองสายที่มีฉลากหรือแผนภาพการทดลองที่มีคำอธิบาย ทำเครื่องหมายวัสดุเดิมและใหม่ด้วยทั้งฉลากและสีเพื่อให้ความหมายยังคงชัดเจนเมื่อดูในโทนสีเทา ติดตามรอบการซ้ำโดยใช้ประชากรเริ่มต้นและสมมติฐานที่กำหนดไว้ แบบจำลองในห้องเรียนใช้เพื่อแสดงคำทำนายเท่านั้น ไม่ใช่หลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับกิจกรรมของเอนไซม์หรือแทนที่ผลการทดลอง

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

• ข้อมูล: โมเลกุลแบบสายคู่หนึ่งมีสายเดิมที่มีป้ายกำกับอยู่สองสาย
• หลังครบหนึ่งรอบในนิวคลีโอไทด์ไม่มีฉลาก โมเลกุลทั้งสองแต่ละตัวจะมีสายที่มีฉลากอยู่หนึ่งสาย
• หลังครบสองรอบ มีโมเลกุลทั้งหมดสี่ตัว: สองโมเลกุลยังคงมีสายเดิมที่มีฉลากอยู่หนึ่งสาย และอีกสองโมเลกุลมีแต่สายที่ไม่มีฉลาก
• ส่วนประกอบที่มีสายเดิมคือ 2/4=50%

ถึงคุณ: โยคดีเอ็นเอที่มีฉลากหนึ่งโมเลกุลทำสำเนาครบสามรอบในนิวคลีโอไทด์ไม่มีฉลาก ร้อยละของโมเลกุลทั้งแปดที่มีสายเดิมอยู่คือเท่าใด?

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

• การทำสำเนาใช้ DNA เป็นแม่แบบเพื่อสร้าง DNA; การถอดรหัสใช้แม่แบบ DNA เพื่อสร้าง RNA
• การกระจายตัวของฉลากที่คาดเดาขึ้นกับสมมติฐานว่าครบรอบและไม่มีสารที่มีฉลากสลายตัวหรือแลกเปลี่ยนกัน

ไม่ถูกต้อง: การทำสำเนา DNA และการถอดรหัสไม่ได้ผลิตผลิตภัณฑ์กรดนิวคลีอิกชนิดเดียวกัน การทำสำเนาคือการคัดลอก DNA เป็น DNA; การถอดรหัสคือการคัดลอกแม่แบบ DNA เป็น RNA ผลิตภัณฑ์จึงเป็นกรดนิวคลีอิกคนละชนิดและมีหน้าที่ต่างกัน

จุดสำคัญ:

• การจำลอง DNA เป็นแบบกึ่งอนุรักษ์
• ฐานคู่เสริมช่วยในการคัดลอกลำดับแม่แบบ
• ระวัง: การทำสำเนาใช้ DNA เป็นแม่แบบเพื่อสร้าง DNA; การถอดรหัสใช้แม่แบบ DNA เพื่อสร้าง RNA

เขียนจาก 12.5 เปอร์เซ็นต์ที่ยังติดฉลากอยู่

• เกลียวคู่ที่มีฉลากISTRATION สี่รอบในนิวคลีโอไทด์ที่ไม่มีฉลาก
• หาเปอร์เซ็นต์ของ 16 โมเลกุลที่ยังมีสายที่มีฉลากอยู่ การISTRATION สร้าง DNA การสร้าง RNA สร้าง RNA

เขียนจาก 6.25 เปอร์เซ็นต์หลังจาก 5 รอบ

• เกลียวคู่ที่มีฉลากเดียวกันทำซ้ำตัวเอง 5 รอบในนิวคลีโอไทด์ที่ไม่มีฉลาก
• หาเปอร์เซ็นต์ของ 32 โมเลกุลที่ยังมีสายที่มีฉลาก: 2 ÷ 32 = 6.25 เปอร์เซ็นต์

เขียนจาก 4 ที่มีฉลาก จาก 32 ทั้งหมด

• เกลียวคู่ที่มีฉลาก 2 ตัว ทำซ้ำตัวเองแต่ละตัว 4 รอบ
• หาโมเลกุลที่มีสายที่มีฉลาก: 2 เกลียวคู่ × 2 แต่ละตัว = 4 ของ 32 รวมทั้งหมด ดังนั้น 12.5 เปอร์เซ็นต์