3.2DNA分子的结构课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

DNA分子的结构 1 回顾：组成DNA分子的基本单位是 。 脱氧核苷酸 20世纪30-40年代化学和遗传学研究取得重大进展 1. DNA化学元素组成：C、H、O、N、P 2. DNA是由4种脱氧核苷酸连接成的长链，且具备稳定直径(2nm) 3. 4种脱氧核苷酸含有A、T、C、G四种碱基 一 DNA双螺旋模型的构建 1951年 英国的化学家富兰克林和生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术拍摄的DNA晶体的衍射图谱 威尔金斯 富兰克林 1953年 23岁的美国生物学家沃森和35岁的英国物理学者克里克对DNA衍射图谱的有关数据进行分析 模型一 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋结构外部的不同结构模型 双链螺旋结构模型 三链螺旋结构模型 很快被化学家否定 为什么？ DNA双螺旋结构模型的构建 已经知道碱基具有疏水性，你有什么联想？ 推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧 DNA双螺旋结构模型的构建 思考 DNA双螺旋结构模型的构建 模型二 沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对 化学家指出 配对违反化学规律 又被否定 DNA双螺旋结构模型的构建 思考 观察碱基的结构，大家有什么联想？ 如果是相同碱基配对，那么DNA的直径不固定 哪种嘌呤与哪种嘧啶配对？ 猜测：嘌呤同嘧啶配对 1952年春天沃森和克里克得知查哥夫理论 来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T 人 30.9 19.9 19.8 29.4 牛 27.9 22.7 22.1 27.3 酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9 查哥夫碱基数据表 得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T) 鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C) 推测： A与T配对，C与G配对 碱基互补配对原则 模型三 互补配对的两个碱基之间通过什么相连接呢？ 氢键 DNA双螺旋结构模型的构建 两条链的核苷酸之间存在作用力，所以这两条链既不在同一直线也不在同一个平面上。 DNA由两条脱氧核苷酸链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构 双螺旋结构模型 1. 具有稳定的直径 2. 能解释A=T、G=C的数量关系 3. 能解释DNA的精确复制 4. 金属材料制作的物理模型与X射线衍射照片 比较时完全相同 1962年，沃森，克里克和威尔金斯三人共同获得诺贝尔生理学或医学奖 回顾 DNA模型构建中重大贡献的科学家 威尔金斯——生物物理学家——英国——DNA晶体衍射图谱 富兰克林——化学家——英国——DNA晶体衍射图谱 克里克——物理学家——英国——DNA双螺旋结构模型 沃森——生物学家——美国——DNA双螺旋结构模型 查哥夫——生物化学家——奥地利——查哥夫理论A=T,G=C 1. 两条链按照________的方式盘旋成______结构 2. 基本骨架：________和____________排在外侧；内侧排列：____。 3. 两条链上的碱基通过____连接成碱基对，且遵循____________原则。 二 DNA的结构特点 反向平行 双螺旋 脱氧核糖 磷酸交替连接 碱基 氢键 碱基互补配对 A T G C DNA的平面结构 1.单链中相邻碱基通过 ____________________ 2.互补链中相邻碱基通过_____相连 位置关系 化学键 磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键。 脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖 氢键 磷酸二酯键 总结提升 数量关系 1.A-T间有____个氢键，C-G间有____个氢键 2.每个DNA分子片段中，有____个游离的磷酸基团；每条DNA单链，有____个游离的磷酸基团 3.DNA分子中，1个脱氧核糖同_______磷酸基团相连 4.每个DNA片段中，磷酸数：脱氧核糖数：含氮碱基数=__________ 2 3 2 1 1或2个 1:1:1 思考 一个含五对碱基的DNA片段，若填上碱基种类，有多少种填法？ 三 DNA的特性 稳定性 脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，碱基互补配对的方式不变。 氢键有利于维持双螺旋结构的稳定构象 G、C碱基比例大，DNA相对更稳定。 多样性 特异性 每个DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的碱基排列顺序 DNA分子碱基对的排列顺序千变万化含n对碱基的DNA，可有4n 种排列方式，能储存了大量的遗传信息。 四 DNA中有关碱基的数量计算 规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 设DNA一条链为1链，互补链为2链 计