3.2 DNA的结构课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构 本节重难点 1.沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？ 2.说出DNA结构的主要特点。 3.DNA分子中碱基的数量关系。 1 DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质 RNA是TMV的遗传物质 DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质 RNA是RNA病毒的遗传物质 更多实验证据 更多实验证据 DNA是主要的遗传物质 加热杀死的S型细菌中含有转化因子 肺炎链球菌的转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 格里菲斯的体内转化实验 艾弗里的体外转化实验 转化因子是什么 温故知新 结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道： DNA是怎样储存遗传信息的？ 又是怎样决定生物性状的？ 答案就隐藏在DNA的结构中 新知导入 一 DNA双螺旋结构模型的构建 4 中关村DNA双螺旋结构“生命”雕塑，如今已被看作中关村的标志。 ——不朽的 双螺旋 DNA 雅典奥运会（2004年）开幕式经典场景 5 20世纪30-40年代：化学和遗传学研究取得重大进展 1. DNA的化学元素组成： C、H、O、N、P 。 2. DNA是由 4种脱氧核苷酸 连接成的长链，且具备稳定的直径(2nm) 回顾：脱氧核苷酸 1分子脱氧核苷酸=____________+__________________+_________________。 1分子磷酸 1分子脱氧核糖 1分子含氮碱基 含氮碱基 脱氧 核糖 磷酸 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 脱氧核苷酸 一. DNA双螺旋结构模型的构建 3. 4种脱氧核苷酸含有4种碱基： A、G、C、T 。 A T C G 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 一. DNA双螺旋结构模型的构建 思考：这些脱氧核苷酸是如何连接成DNA长链的呢？ 核苷酸与核苷酸之间是通过_____________连接的。 磷酸二酯键 一. DNA双螺旋结构模型的构建 A A C A 思考： DNA是由几条链组成的？它具有怎样的立体结构呢？ 1. 主要建立者： 1953年 沃森和克里克 晚年沃森和克里克在双螺旋结构模型前的最后一次合影 一. DNA双螺旋结构模型的构建 克里克: 物理学家，对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。 沃森: 生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。 1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线晶体衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 M.Wilkins R.E.Franklin “X”形意味着DNA分子是呈螺旋的，提供了决定性的实验依据。 2.建立过程： 一. DNA双螺旋结构模型的构建 DNA是螺旋结构 双螺旋？ 三螺旋？ 搭建的多种模型都被否定 沃森和克里克推测出DNA分子呈螺旋形的。他们先后建构了多种不同双螺旋、三螺旋模型。 2.建立过程： 一. DNA双螺旋结构模型的构建 11 沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋、三螺旋结构模型、碱基位于螺旋的外部等，但均被否定。 后来又重新构建了一个双螺旋：磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基位于螺旋内部，但安排相同碱基配对，即A—A、T—T等。与事实不符，违反了化学规律。 C A T C G C A T C G C A 碱基外侧排列模型 A T C G A T C G G G A A 碱基内侧排列模型 富兰克林指出DNA是一个亲水分子，碱基疏水，磷酸-脱氧核糖骨架亲水。 配对违反了化学规律， （三）DNA分子的双螺旋结构 DNA的结 构不稳定 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） （三）DNA分子的双螺旋结构 13 14 1950年，奥地利生物化学家查哥夫报道了他对来自人、猪、牛、羊、细菌和酵母菌等不同生物的DNA分析结果：无论在哪种生物的DNA中，腺嘌呤（A）的量=胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量。 推测：A与T配对，G与C配对 1952年春天，查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得知了这一条重要信息。 （三）DNA分子的双螺旋结构 C T T G A C A G A与T配对 C与G配对 如何连接？ 氢键 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。 直径恒定 两条链反向平行 一. DNA双螺旋结构模型的构建 （三）DNA分子的双螺旋结构 2个氢键 3个氢键 1