3.2DNA的结构课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第二节 DNA的结构（一） 授课人： 01 沃森和克里克如何揭示DNA双螺旋结构？ 02 03 理解碱基互补配对原则 04 DNA结构的主要特点？ 沃森和克里克的研究给我们哪些启示？ F O C U S 本节聚焦 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? DNA分子的双螺旋结构的发现，标志着生物学的研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。与相对论、量子力学并称为20世纪最重要三大科学发现 DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。 问题探讨 英格兰: 生命中心 新加坡: 螺旋桥 桥两头连接码头中心和滨南，桥身由一种方向相反的双螺旋结构支撑，事实上，这与DNA双螺旋结构如出一辙。设计者将这条巨型DNA链内部置有彩灯，彩灯呈现出不同的字母形状，分别为C、G、A和T 问题探讨 新西兰: 莫里斯•威尔金斯纪念碑 俄罗斯: 实验鼠纪念碑 复习提问 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 DNA的基本结构 脱氧 核糖 P A 脱氧 核糖 P C 脱氧 核糖 P G 脱氧 核糖 P T 两个脱氧核苷酸缩合反应过程 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。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者:美国生物学家①________ 和英国物理学家②__________。 沃森 克里克 2.DNA双螺旋结构模型构建过程 读课本48-49页思考与讨论，梳理探究历程回答下列问题： 卡文迪什实验室 沃森 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 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 （X意味着DNA分子是螺旋的） (A) (B) (C) (D) DNA衍射图谱说明什么问题 H Schmitzer, et al. The Physics Teacher, 2011,49:140-143. 从衍射图谱获取的信息： （A）X 形说明DNA结构是螺旋形的； （B）菱形说明DNA分子是长链； （C）直线的间距是DNA分子重复单元（一个完整的螺旋）的间距； （D）缺少了两条直线，是这是因为另一条螺旋的干扰。  威尔金斯 富兰克林 DNA分子是反向平行的 DNA晶体 翻转180° 翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 DNA是螺旋结构 双螺旋？ 三螺旋？ 搭建的多种模型都被否定 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 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 N P N P N P N P N P 碱基如何配对？ 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） 一、DNA双螺旋结构模型的构建 模型二 a.这种结构导致DNA的结构不固定，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.那应该怎样配对呢？ 查哥夫对DNA碱基构成的研究 A:G T:C A:T G:C 嘌呤：嘧啶 牛 1.29 1.43 1.04 1.00 1.1 人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 酵母 1.67 1.92 1