3.2 DNA的结构（第一课时）-【学霸培优】2022-2023学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

§3-2 DNA的结构（第一课时） 基因的本质 1.背景——问题探讨 坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？ 上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。 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。弄清楚DNA结构，以及测定DNA序列等应用了很多高科技技术，DNA双螺旋结构的揭示也说明科学和技术是相互支持，密不可分的。 2 2.DNA结构模型的构建 1869年，瑞士生化学家米歇尔在分析细胞的化学组成时，在细胞核内发现了核酸。 1929年，俄裔美国生物化学家列文，发现核酸可分为核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）。 1928和1943年，英国细菌学家格里菲斯和美国细菌学家艾弗里先后通过肺炎双球菌的转化实验证明DNA具有传递遗传信息的功能。 1952年，英国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料，采用放射性同位素标记技术证明了DNA是遗传物质。 3 2.DNA结构模型的构建——鲍林 1951年 美国加州理工学院的鲍林及其同事用X射线衍射技术和分子模型的构建，率先解出了蛋白质的二级结构。 鲍林 盘曲折叠 ①DNA基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。 ②DNA是线状聚合物。 ③DNA之中有比较多的氢键。 关于DNA： 4 2.DNA结构模型的构建——威尔金斯 1951年1月 威尔金斯在一场关于DNA演讲上展示了两张用X射线做的DNA衍射照片。二十出头的沃森便是观众之一。 威尔金斯 沃森 5 2.DNA结构模型的构建——沃森、克里克 1951年10月 生物学家沃森与物理学家克里克合力推出了三股螺旋的DNA结构，他们把磷酸排在内侧，含氮碱基排在外侧。当他们邀请威尔金斯和富兰克林前来观看时，被两人评价为“一无是处”，并告知他们含氮碱基应该排列在内侧。 沃森和克里克 6 2.DNA结构模型的构建——富兰克林 富兰克林发现提高空气的湿度，可以让DNA的衍射图谱从A型转变为B型，显然DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。 A型衍射图谱 B型衍射图谱 吸水后 富兰克林 外侧 内侧 7 2.DNA结构模型的构建——查加夫 1952年7月,奥地利查加夫提供了一个关于DNA中碱基数量的关键信息 查戈夫定律： A、T数量相等，G、C数量相等 8 腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 满足查哥夫定律，碱基排列在内部（符合衍射图计算的参数） 2.DNA结构模型的构建——查加夫 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） A与T之间2个氢键 C与G之间2个氢键 9 2.DNA结构模型的构建 1953年，沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载引起了极大的轰动。 1962年沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。 沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，构建出新的DNA模型。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分子具有稳定的直径。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，发现两者完全相符。 10 2.DNA结构模型的构建 沃森和克里克摘取了DNA结构探索研究的桂冠，确立了DNA分子的双螺旋结构模型。 许多科学家参与了DNA的结构研究，并在其中做出了重要贡献。 11 克里克 沃森 帮助理解晶体学原理 帮助理解生物学内容 合作研究 威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱的有关数据 分析 尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，都被否定。 DNA呈螺旋结构 1951年秋天，当时认识：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含A、T、C、G 4种碱基。 构建过程 2.DNA结构模型的构建 1952年，从查可夫那得到信息：DNA中，A＝T，G＝C ①将碱基安排在双链螺旋内部； ②脱氧核糖—磷酸骨架安排在外部； ③A与T配对，G与C配对； ④DNA两条链的方向相反。 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，能够解释A、T、G、C的数量关系。 该模型与X射线衍射照片比较 重新构建 1953年，撰写论文发表，1962年获诺贝尔生理学或医学奖。 该模型与推算出的DNA双螺旋结构相符 发现 2.DNA结构模型的构建 1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人共享了当年的诺贝尔生理与医学奖，获奖理由为发现DNA为双螺旋分子结构。 2.DNA结构模型的构建——诺贝尔生理与医学奖 2.DNA结构模型的构建——DNA第一夫人 1. 请你根据资料回答有关DNA结构方面的