3.2 DNA的结构-2023-2024学年高一生物名师精选备课备件（人教版2019必修2）

第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 遗传与进化 问题探讨 坐落于北京中关村高科技园区的雕像，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。为什么将它作为高科技的标志？ DNA双螺旋结构的发现标志着生物学研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。 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。 1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型 2017年，沃森的第四次“中国之行” 思考.讨论 阅读P48—P49关于“DNA结构模型的构建历程”： 1.勾画出涉及的科学家及所做的贡献 2.讨论完成P49的讨论题 DNA双螺旋模型结构的构建历程 资料1 20世纪30年代,科学家认识到:DNA分子的基本单位是 ,而且 1分子脱氧核苷酸 = + + . 脱氧核苷酸 1分子磷酸 1分子脱氧核糖 1分子含氮碱基 含氮碱基 磷酸 脱氧 核糖 含氮碱基 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ C C N HC C N N N CH NH2 H C C HN C C N N N CH O H NH2 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) C C HN C C N NH2 H O H H C C HN C C N O H O H CH3 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) DNA双螺旋模型结构的构建历程 DNA是以4种脱氧核苷酸连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基 资料2 O OH H H2O 磷酸二酯键 4种脱氧核苷酸脱水缩合连接而生成DNA长链： A P 脱氧 核糖 G P 脱氧 核糖 C P 脱氧 核糖 P T 脱氧 核糖 磷酸二酯键 物理学家威尔金斯和富兰克林利用 获得了DNA衍射图谱。 DNA双螺旋模型结构的构建历程 富兰克林拍摄的DNA衍射图谱 威尔金斯 富兰克林 资料3 X射线衍射技术 DNA呈现“X”形 DNA呈螺旋结构 推断 构建 双螺旋、三螺旋 推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧 磷酸基团是亲水的，碱基疏水 模型一 沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型， 碱基位于螺旋的外部，但均被否定 DNA双螺旋模型结构的构建历程 模型二 沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对。 DNA双螺旋模型结构的构建历程 碱基配对时，为什么嘌呤不与嘌呤，嘧啶不与嘧啶配对呢？ 这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的。 结论： 。 查哥夫 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 的量；鸟嘌呤的量等于 的量 A与T配对，G与C配对 DNA双螺旋模型结构的构建历程 资料4 胸腺嘧啶 胞嘧啶 模型三 沃森和克里克重新构建：DNA的双链的平面结构 两条链反向平行 A与T配对 C与G配对 具相同形状和直径 DNA双螺旋模型结构的构建历程 DNA分子具有恒定的直径 能够解释A、T、G、C的数量关系 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 碱基如何连接成碱基对？ 一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。 3个氢键 2个氢键 课件创意：一生唐 友情学校：大庆实验中学 DNA双螺旋模型结构的构建历程 1953年沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型 1953年沃森和克里克撰写的《核酸分子的结构——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。1962年沃森、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。 DNA双螺旋模型结构的构建历程 16 螺旋结构 小结：DNA双螺旋结构模型的构建 早期：4种脱氧核苷酸（A、T、C、G）连接而成的长链 1951年春沃森 威尔金斯 沃森(左)克里克(右) 1951年秋 双螺旋结构：磷酸--脱氧核糖在外部，碱基对A—A，T—T，C—C，G—G在内部。 化学家提出“配对方式”违反化学规律 1952年春化学家查哥夫指出：A=T，G=C。 沃森和克里克发现： A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径 富兰克林 1953年沃森和克里克搭建的收藏在纽约科学博物馆DNA模型 双螺旋结构：磷酸—脱氧核糖在外部,碱基对A—T，T—A，C—G，C—G在内部