3.2 DNA的结构-【轻松学生物】2022-2023学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修2）

DNA的结构 中关村高科技园区的DNA雕塑 1953年2月28日，美国科学家沃森(J. D.Watson)和英国科学家克里克(F.Crick)，共同研究成功第一个DNA分子双螺旋结构模型，它标志着生物学的研究进入分子的层次，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。 一、DNA双螺旋结构的构建 DNA是生物的遗传物质，但它应具有怎样的结构才能储存遗传信息和决定生物性状？ 生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。 1.双螺旋结构的创建者 晚年的沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型前的最后一次合影 克里克 物理学家,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。 沃森 2006.10.24沃森就聘为浙江大学名誉教授 沃森在浙江大学沃森学院 2003年秋，沃森先生应邀再次到中国访问，并参加隆重的“沃森基因组学研究院”成立典礼。 2.双螺旋结构的建立过程 (1)20世纪30年代，科学家认识到: 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、C、G四种碱基。 脱氧核苷酸 这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA？ (2)1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins)和同事富兰克林R.E.Franklin)应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 “X”形意味着DNA分子是螺旋的 富兰克林用X射线测晶法获得了DNA的第一张晶体衍射图片“照片51号” 富兰克林 威尔金斯 查哥夫测定出几种DNA样本中四种碱基的含量 DNA样本中每种碱基含量 碱基比 样本 A G C T （A+C）/（G+T） （A+T）/（G+C） 人肝 30.3 19.5 19.9 30.3 1.01 1.53 鸡 28.8 20.5 21.5 29.2 0.95 1.38 青鱼 27.8 22.2 22.6 27.5 1.01 1.23 酵母 31.7 18.2 17.4 32.6 0.97 1.8 (3)查哥夫法则 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。 (4) 沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型 碱基排在双链螺旋内部，脱氧核糖-磷酸骨架安置在螺旋的外部 DNA双螺旋结构模型 在这个模型中，A与T 配对，C和G配对,DNA两条链的方向相反 ①)A-T与G-C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。 ②能够解释A=T、G =C的数量关系。 ③)模型与X射线衍射照片比较，推算出的DNA双螺旋结构相符。 富兰克林却因长期从事X射线研究，年仅37岁的她于1958年罹患卵巢癌去世。后来为纪念和肯定她的贡献，英国皇家学会设立了富兰克林奖，以表彰那些取得了重大科学成就的女性科学家。 1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人因这一研究获得了诺贝尔奖。 1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志《自然》上发表，引起极大的轰动。 讨论1.请你根据资料回答有关DNA结构问题。 (1)DNA是由几条链构成的?它具怎样的立体结构? (2)DNA的基本骨架是 由那些物质组成的? 他们分别位于DNA的 什么部位? (3)DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位? 两条链构成，按反向平行盘旋成双螺旋结构 DNA的基本骨架包括 脱氧核糖和磷酸 DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律: A一定与T配对，G一定与C配对。 它们排列在DNA的外侧 ①要善于利用他人的研究成果和经验; ②要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的; ③研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。 讨论2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示? DNA的平面结构 DNA的双螺旋结构 磷酸二酯键 DNA常由两条脱氧核糖核苷酸链组成 脱氧核糖核苷酸链是由许多个脱氧核苷酸聚合成的长链 氢键 碱基对 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (1) DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构. (2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基的配对遵循碱基互补配对规律 A T C C G A G T A G G C T C 二、DNA分子的双螺旋结构 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是 长链中的碱基对的排列顺序是 稳定不变 千变万化 DNA分子的特异性就体现在特定的碱基(对)排列顺序 从DNA结构看其特性 多样性： DNA分子碱基对的排列顺