3.2DNA的结构课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

3.1课前背诵 1.肺炎链球菌体内转化实验的研究者？得出的结论？ 2.肺炎链球菌体外转化实验的研究者？运用的什么方法？得出的结论？ 3.噬菌体侵染大肠杆菌的研究者？运用的什么方法？得出的结论？ 4.搅拌和离心的目的？ 5.32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液出现放射性原因？ 为什么DNA能够作为北京中关村高科技园的标志性建筑？ 问题探讨 DNA是主要的遗传物质 DNA雕塑是象征着“生命”的雕塑 通过前面“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是遗传物质， 2 在确信DNA是主要的遗传物质之后，人们更迫切地想知道 DNA是怎样储存遗传信息的？ DNA是怎样决定生物性状的？ ① ② 结构→功能 答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点 那么大家可能又有些疑问：为什么DNA能够起遗传的作用呢？DNA是怎样储存遗传信息的呢？又是怎么决定生物性状的呢？结构与功能相适应，为了回答这些问题，我们首先要认识一下DNA的结构特点。 3 1.DNA中文名称： 脱氧核糖核酸 2.组成元素： C H O N P 3.基本组成单位： 脱氧核糖核苷酸 温故知新 4.基本单位结构简式： 脱氧 核糖 含氮碱基 磷酸 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸如何形成DNA分子呢？ 4 一、DNA双螺旋结构模型的构建 1、当时，科学家已经认识到：DNA是以四种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，并且分别含有A、G、C、T四种碱基。 但这四种脱氧核苷酸如何构成DNA的呢？ 腺嘌呤脱氧核苷酸 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 A 脱氧 核糖 磷酸 G 脱氧 核糖 磷酸 脱氧 核糖 C 磷酸 T 脱氧 核糖 磷酸 1951年，波林（1954年诺贝尔化学奖得主），发现蛋白质的长链结构。由此启发：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。 5 2、英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 现象：DNA呈现“X”形 富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图 威尔金斯 富兰克林 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。表明DNA分子呈螺旋状结构。DNA 螺旋的直径是恒定的，约为 2nm 6 3、沃森和克里克主要以DNA衍射图谱相关数据为基础，推算DNA呈螺旋结构。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 沃森和克里克尝试搭建了很多种类的双螺旋和三螺旋结构模型，但都失败了。 7 4、富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。 内侧 外侧 一、DNA双螺旋结构模型的构建 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。 我们回忆一下细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，磷脂分子有亲水的头部（磷酸）和疏水的尾部（两条脂肪酸链），因为细胞膜内外都是液体环境，所以。。。那我们再看一下DNA的结构。。。磷酸和脱氧核糖是亲水的，含氮碱基是疏水的，而且DNA所处环境是液体环境，所以排列在外侧的应该是。。。那究竟是嘌呤和嘌呤配对还是嘧啶和嘧啶配对，还是随机的 8 5、威尔金斯计算出DNA分子螺旋的直径与长度： ①DNA的直径是固定的，均为2nm。 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 一、DNA双螺旋结构模型的构建 ②嘌呤和嘧啶的分子结构图 嘌呤碱的结构简式（双环化合物，占有空间大）；嘧啶碱的结构简式碱（单环化合物，占有空间小）。 9 A T G C A T G C 如果是嘌呤和嘌呤、嘧啶和嘧啶两两配对连接？ 与“DNA直径是固定的，均为2nm”的事实不符 × 存在特殊的配对方式 嘧啶和嘌呤相互配对 DNA直径固定 就好比一部梯子上的横踏板，拼成一个踏板的两块板，其形状和结构得相互匹配,才能使上、下碱基对的长度基本一致。，不然横踏板就不稳了。那嘧啶中的TC和嘌呤中的（A/G）那个配对呢 10 6、沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫得到了一个关键信息：DNA中A与T的数量相等，C与G的数量相等。 查加夫 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 一、DNA双螺旋结构模型的构建 查哥夫（E.Chargaff）在已进行多年的对各种DNA样品的组分研究中发现，DNA中四种核苷酸的量并不一定是相等的。但是，在各种DNA中嘌呤的量和嘧啶的量总相等，而且腺嘌呤的量和胸嘧啶的量相等；鸟嘌呤的量和胞嘧啶的量相等。他们之间靠氢键相连。。。哪个结构更稳定。。所以DNA中含有G-C配对越多，DNA结构越稳定 1