3.2 DNA的结构课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第3章 第2节 人教版 生物(高中) 1 温故而知新 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 【合作探究一】阅读课本P48-49，思考与讨论下列问题： DNA双螺旋结构模型的构建者是哪位科学家？ 归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？ 研究DNA结构常用的方法是什么？ DNA双螺旋结构模型的构建 1.模型构建者 1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克 2.构建依据 （2）1951年威尔金斯和富兰克林获得了DNAX射线的衍射图谱； （3）1952年查哥夫发现在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量； （1）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、G、C 4种碱基。 3.研究DNA结构常用的方法： X射线晶体衍射法 DNA双螺旋结构模型的构建 卡文迪什实验室 沃森 5 6 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 7 科学思维 35S 标记蛋白质 32P标记DNA 看不见的物质 同位素标记 荧光标记 看不见的结构 显微镜 X射线衍射技术 能够观察记录 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 （X意味着DNA分子是螺旋的） DNA双螺旋结构模型的构建 9 组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中。据此你可以得出什么结论？ 脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。 富兰克林 1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。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。 DNA双螺旋结构模型的构建 1951年10月，生物学家沃森与物理学家克里克合力推出了三股螺旋的DNA结构， 当他们邀请威尔金斯和富兰克林前来观看时，被两人评价为“一无是处”，威尔金斯提出根据相关数据推测，DNA应该是两条链。 沃森和克里克 DNA双螺旋结构模型的构建 11 N P N P N P N P N P N P N P N P N P N P 碱基如何配对？ N P N P N P N P N P N P N P N P N P N P DNA双螺旋结构模型的构建 12 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 A P T P C P G P T P T P G P C P T P A P DNA双螺旋结构模型的构建 13 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） DNA双螺旋结构模型的构建 14 这种构造会对DNA的结构有什么影响？ 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： DNA双螺旋结构模型的构建 15 嘌呤碱基是双环化合物，嘧啶碱基是单环化合物（如图所示），而DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm，据此推测位于DNA内部的碱基如何配对？并作出假说。 嘌呤与嘧啶配对。 假说一：A与T配对，G与C配对；假说二：A与C配对，G与T配对。 DNA双螺旋结构模型的构建 请根据查哥夫碱基数据表推测，上述哪种假说是正确的？ DNA中碱基会相互配对，而且A与T的数量相等，C与G的数量相等。 查哥夫 假说一 2个氢键 3个氢键 DNA双螺旋结构模型的构建 18 威尔金斯、克里克和沃森： 1962年诺贝尔生理学与医学奖 瑞典斯德哥尔摩音乐厅，诺贝尔奖颁奖典礼上的合影。 左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森 富兰克林于1958年 因卵巢癌去世， 无缘诺贝尔奖。 1951年 1952年 1953年 1962年 威尔金斯、富兰克林 查哥夫 沃森、克里克 沃森、克里克、威尔金斯 沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。 沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，引起了极大的轰动。 在DNA中，腺嘌呤