内容正文:
第2节 DNA的结构
(第一课时)
第三章基因的本质
坐落在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?
1953年,美国科学家沃森(J.D.Watson)和英国科学家克里克(F.Crick),共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型,它标志着生物学的研究进入分子的层次,在生物学的发展中具有里程碑式的意义。
课前探讨
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
沃森
(J. D.Watson,1928-)
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解晶体学原理
克里克
(F. Crick,1916-2004)
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
20世纪30年代,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。但是,人们并不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。
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′
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
1951年11月,英国物理学家威尔金斯(M.Wilkins)和同事富兰克林(R.E.Franklin)应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论,提供了决定性的实验依据。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
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的双螺旋、三螺旋模型。
DNA是螺旋结构
双螺旋
三螺旋
都被否定
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
1952年,奥地利生物化学家查哥夫(E.Chargaff)发现:在DNA中,腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量;鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。据此,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,C和G配对,DNA两条链的方向总是相反的。
被否定
尝试建立多种不同的模型:双螺旋、三螺旋
查哥夫提出DNA分子中A的量等于T,C的量等于G。
修正、重建
沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
验证
DNA具有恒定的直径;能解释4种碱基的数量关系;制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA结构模型的构建
思考.讨论
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。
威尔金斯
克里克
沃森
1. 请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
(1)DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?
(2)DNA的基本骨架是由哪些物质组成的?它们分别位于DNA的什么部位?
(3)DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?
2. 沃森和克里克默契配合,提示了DNA的双螺旋结构,是科学家合作研究的典范,在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示?
两条
是由脱氧核糖和磷酸组成
碱基通过氢键连接成碱基对,碱基的配对具有一定规律:A一定与T配对,G一定与C配对。
要善于利用他人的研究成果和经验;
要善于与他人交流、合作,闪光的思想是在交流与碰撞中获得的;
研究小组成员在知识背景上最好是互补的,对所从事的研究要有兴趣和激情等。
讨论
这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
它们排列在DNA的外侧
它们位于DNA的内侧
一、DNA双螺旋结构模型的构建
实战训练
1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法,正确的是
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
脱氧核苷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
1’
2’
3’
4’
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。
C、H、O、N、P
二、DNA的结构
1.DNA的基本单位:
3.脱氧核苷酸的组成:
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
2.DNA的元素组成:
12
(1)由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
(3)两