3.2DNA的结构第一、二课时课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第三章 基因的本质 第二节 DNA的结构 碱基的特定的排列顺序 基础回顾 DNA的中文全称： DNA的组成元素： DNA的基本单位： 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P T 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1’-C，与磷酸基团相连的碳叫作5’-C。 由于提出DNA的双螺旋模型学说，沃森和克里克及M.H.F.威尔金斯一起获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。 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。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 卡文迪什实验室 沃森 4 沃森 克里克 我能帮你理解生物学内容 我能帮你理解晶体学原理 5 当时，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。 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 1′ 2′ 4′ 5′ 3′ 如何 构成 DNA的？ 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 （X意味着DNA分子是螺旋的） X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。 DNA是螺旋结构 双螺旋？ 三螺旋？ N P N P N P N P N P N P N P N P N P N P 模型一 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构，你觉得合理吗？为什么？ 亲水 疏水 （已知碱基疏水，磷酸基团亲水） 推测： 碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧。 富兰克林发现提高空气的湿度，可以让DNA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。 这是解开DNA结构的重要线索。 A型衍射图谱 B型衍射图谱 吸水后易转变 富兰克林 内侧 外侧 也是这一年，国王学院来了一位新的女科学家罗萨琳·富兰克林。院长聘请她和格斯林一起研究DNA的结构，为期三年。信中竟然说：“我们实验室目前X射线实验方面的工作，目前就只有你和格斯林做”。 才几个月时间，富兰克林就取得了可喜成绩，她通过威尔金斯做出来的A型和B型DNA衍射照片，发现只要提高空气的湿度，就可以让DNA从A型变为B型，显然DNA很容易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团因该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。 10 A P T P C P G P T P 模型二 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋内部，磷酸位于外部的双螺旋结构，但是他们让A与A、T与T、C与C、G与G配对。但是这个结构又被否定了，为什么？ 我们先来分析下这四种碱基的化学结构 T P G P C P T P A P 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 碱基（N） 嘌呤 嘧啶 两个环（更长） 一个环（更短） 占有空间大 占有空间小 模型二 a.这种结构会导致什么结果？ DNA的结构不稳定 A P T P C P G P T P T P G P C P T P A P A P T P C P G P T P T P G P C P T P A P 发生改变： b.DNA分子的两条链的距离是固定的，那应该怎样配对呢？ 沃森 克里克 查哥夫 我给你们带来一条重要信息 DNA中， A的量总是等于T的量； G的量总是等于C的量。 太感谢了，我想我知道DNA的结构了！ 1952年的春天 腺嘌呤（A）的量 = 胸腺嘧啶（T）的量 鸟嘌呤（G）的量 = 胞嘧啶（C）的量 查哥夫理论： 查哥夫 E.chargaff A与T配对，C与G配对 推 测 A G C T C T T G A C A G 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，也能够解释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。 模型三 配对的碱基之间通过什么连接在一起呢？ 一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。 C T T G A C A G 模型： C与G之间有几个氢键？ 2个氢键 3个氢键 A