专题16 DNA的结构、复制，基因的本质-【备考无忧】备战2024年高考生物一轮复习精品课件

第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 主讲教师：zeg 聚焦 1 沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？ 2 这一研究过程给我们哪些启示？ 3 DNA的双螺旋结构有哪些主要特点？ 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。 DNA雕塑 DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。 教材P48 1 DNA双螺旋结构模型的构建 1. DNA双螺旋结构模型的构建 构建者：沃森（J.D.Watson，1928-）和克里克（F.Crick） 沃森和克里克搭建 DNA双螺旋结构模式图 晚年沃森和克里克在双螺旋结构 模型前的最后一次合影 克里克： 英国物理学家，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： 美国生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。 沃森和克里克在构建DNA模型过程中，借助了他人的哪些经验和成果？ 教材P48 思考·讨论 时间：20世纪30年代 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子； 脱氧核苷酸化学组成包括磷酸、脱氧核糖、碱基； 脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。 O P CH2 OH O OH H OH H H H H 碱基 磷酸 教材P48 思考·讨论 时间：1951年11月 应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 科学家：威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.E.Franklin） 威尔金斯（M.Wilkins） 富兰克林（R.E.Franklin） 富兰克林拍摄的DNA衍射图谱 “X”行意味着DNA是螺旋的 教材P49 沃森与克里克推算出三股螺旋的DNA结构（磷酸排在内侧，含氮碱基排在外侧）。他们邀请威尔金斯和富兰克林观看，被两人评价为“一无是处” 二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等，并得出DNA是双链的结论。 脱氧核糖和磷酸交替排列在内侧，碱基排在外侧 C A T C G C A T C G C A 后来发现磷酸与脱氧核糖亲水，碱基疏水，大家有何联想？ 碱基外侧排列模型 磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基在内的双螺旋结构 A T C G A T C G G G A A 碱基同型配对，即A与A，T与T，C与C，G与G配对 × 配对违反了化学规律 20世纪初 1951-1952 1952年 1951年 DNA的结构单位:四种脱氧核苷酸 沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构， 尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 查哥夫 在DNA中， 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C） 据此，你认为DNA的结构该如何修正？ 沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型：脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，G和C配对。 具有相同的形状和直径！ 富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。 20世纪初 1951-1952 1952年 1951年 DNA的结构单位:四种脱氧核苷酸 双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 查哥夫 在DNA中， 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C） （X说明DNA是螺旋的） 沃森和克里克«核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型» 1953年 1952年5月，富兰克林利用X射线结晶技术获得了清晰的DNA分子照片，并运用数学公式对照片进行分析，计算出一些DNA结构的准确数值。 根据当时DNA密度的测量数据，推算DNA是呈螺旋结构 思考·讨论 沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋结构。 他们先后建构了多种不同双螺旋、三螺旋模型。 科学家 ：沃森（J.D.Watson，1928-）和克里克（F.Crick） 失败 教材P49 思考·讨论 科学家 ：查哥夫（E.Chargaff） 时间：1952 在DNA中，腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。 教材P49 思考·讨论 科学家 ：沃森（J.D.Watson，1928-）和克里克（F.Crick） 构建出DNA双螺旋结构模型：脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧。 A和T配对，C和G配对，两条链的方向是相反的。 沃森和