3.2 DNA的结构 课件【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

3.2 DNA分子的结构 位于西澳城市珀斯Kings Park的DNA tower 3.2 DNA分子的结构 在对DNA结构的探索中,于1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家沃森(JD. Watson1928—)和英国物理学家克里克(F. Crick,19162004),DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。 DNA结构模型的构建 1951年秋天,一直对DNA结构的奥秘感兴趣的沃森,来到英国剑桥大学卡文迪什实验室工作。在这里,他遇到了同样对DNA结构着迷的克里克。 研究DNA结构常用的方法是Ⅹ射线晶体衍射法。物理学家出身的克里克对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉,能够帮助沃森理解晶体学原理,而沃森可以帮助克里克理解生物学的内容。两人决定合作进行DNA结构的研究。 DNA结构模型的构建 当时,科学界已经认识到:DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基。但是,人们并不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。英国生物物理学家威尔金斯(M. Wilkins,1916-2004)和他的同事富兰克林(R.E. Franklin,1920-1958)应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱(图A)。沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础,推算出DNA呈螺旋结构。 沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型,但都被否定了。1952年春天,奥地利生物化学家查哥夫(E. Chargaff,19052002)访问了剑桥大学,沃森和克里克从他那里得知了一条重要信息:在DNA中,腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量;鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。 DNA结构模型的构建 DNA结构模型的构建 这让沃森和克里克十分兴奋,他们构建了一个将碱基安排在双链螺旋内部,脱氧核糖磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。在这个模型中,A与T配对,G与C配对,DNA两条链的方向是相反的。结果发现A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,这样组成的DNA分子具有恒定的直径,能够解释A、T、G、C的数量关系。当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的Ⅹ射线衍射照片比较时,发现模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 DNA结构模型的构建 1953年,沃森和克里