内容正文:
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
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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?
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。
在确信DNA是遗传物质后,人们更加迫切地想要知道:DNA是怎样储存遗传信息的?又是怎样决定生物的性状的?
首先需要弄清楚DNA的结构!
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归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家?
DNA由几条链组成?具有怎样的立体结构?
DNA基本骨架由哪些物质构成?它们分别位于DNA什么部位?
DNA中碱基如何配对?它们位于DNA什么部位?
一、DNA双螺旋结构模型的构建
合作探究一:请同学们自主阅读教材P48-49,小组合作思考讨论完成问题。
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
美国加州理工学院
英国剑桥大学国王学院
英国剑桥大学
卡文迪什实验室
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料1: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、C4种碱基。
1951年,英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键(脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键)连接。
活动一:请根据上述信息,用四种脱氧核苷酸构建一条脱氧核苷酸长链。
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
富兰克林
威尔金斯
资料2:DNA的X射线衍射图谱
根据DNA的X衍射图推测DNA特点是什么?
DNA分子成螺旋结构
沃森和克里克二人还对DNA分子的结构作出了确切而关键性的描述:磷酸-脱氧核糖骨架在螺旋的外侧,碱基在螺旋内侧
翻转180°
DNA是由 条链构成
2
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料3:1952年,奥地利生物化学家查哥夫处得知: 腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量;鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
查哥夫
沃森和克里克认为:
A和T配对,C和G配对——碱基互补配对原则
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
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一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.下图是DNA分子结构模式图,用文字填出1—10的名称
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)
鸟嘌呤 (G)
腺嘌呤 (A)
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
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1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
(课本P52) 练习与应用
为什么可以用DNA来鉴定遇难者的身份?DNA怎样的结构特点使其具有如此重要的功能特性?
二、DNA的结构
脱氧核苷酸
C、H、O、N、P
2.DNA的基本单位:
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
1.DNA的元素组成:
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’
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二、DNA的结构
3.DNA的结构特点:
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
5'
3'
链数
方向
反向平行
两条脱氧核苷酸链
一条:5’→3’; 另一条:3’→5’
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二、DNA的结构
5'
3'
5'
3'
磷酸二酯键
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
3.DNA的结构特点:
外侧
内侧
脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架
碱基对
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二、DNA的结构
3.DNA的结构特点:
碱基对
配对规律
两条链的碱基通过氢键连接配对
碱基互补配对原则:A与T配对;G与C配对
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对,形成碱基对, 且A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系。
G C比例越高,DNA的热稳定性越高
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
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二、DNA的结构
4.DNA的结构特性:
稳定性
特异性
多样性
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二、DNA的结构
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
五种元素:
C、H、O、N、P
四种碱基:
A、T、C、G
三种物质:
两条长链:
一种螺旋:
规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
小
小结:“54321”
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三、制作DNA双螺旋结构模型
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专题:DNA分子的一些规律
A1
T2