3.2 DNA的结构- 2023-2024学年高一生物同步教学优质课件（人教版2019必修2）

第 2节 DNA的结构 第三章 基因的本质 问题探讨 以DNA双螺旋结构进行衍生设计 瑞典马尔默旋转塔 高190米/54层 巴拿马螺丝塔 高243米 莫斯科进化大厦 高度255米 沙特吉达钻石塔 高432米 北京中关村的“生命”雕塑 “生命”双螺旋雕塑象征中关村人生生不息的创新精神。更多以DNA结构进行设计的建筑都成为了当地的地标性建筑。然而DNA双螺旋结构的发现更是具有里程碑意义。 01 DNA双螺旋结构模型的构建 资料1：20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 含氮碱基 脱氧 核糖 磷酸 一.DNA双螺旋结构模型的构建 课本P48 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 当时，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、C、G四种碱基。 如何构成DNA的？ 脱氧核苷酸连接而成的长链 磷酸二酯键 A T G C 3’,5’-磷酸二酯键 资料2：DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成的长链。 一.DNA双螺旋结构模型的构建 一.DNA双螺旋结构模型的构建 1. 主要建立者： 1953年 沃森和克里克 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。 一.DNA双螺旋结构模型的构建 DNA呈现“X”形 威尔金斯 富兰克林 翻转180° DNA呈螺旋结构 推断 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。 2.建立过程： 一.DNA双螺旋结构模型的构建 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 ，均被否定。 翻转180° 三螺旋 双螺旋 2.建立过程： 一.DNA双螺旋结构模型的构建 1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。 查哥夫（E. Chargaff） 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 2.建立过程： 一.DNA双螺旋结构模型的构建 2.建立过程： 沃森和克里克尝构建了将碱基安排在双螺旋的内部，脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。 A P G P C P T P T P C P G P A P 富兰克林发现，将DNA晶体翻180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。 ①A-T与G-C具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。 ②能够解释A=T、G=C的数量关系。 ③模型与X射线衍射照片比较，模型与基于照片 推算出的DNA双螺旋结构相符。 一.DNA双螺旋结构模型的构建 2.建立过程： DNA双螺旋结构模型 【模型建构】 物理模型 一.DNA双螺旋结构模型的构建 1953年，美国的沃森和英国的克里克撰写的《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。 富兰克林于1958年因卵巢癌去世，无缘诺贝尔奖。 左一：威尔金斯；左三：克里克；右二：沃森 1962年诺贝尔生理学与医学奖 20世纪初 1951-1952 1952年 1951年 DNA的结构单位: 四种脱氧核苷酸 双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 查哥夫 在DNA中， 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C） （X说明DNA是螺旋的） 沃森和克里克«核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型» 1953年 2.构建过程 1952年5月，富兰克林利用X射线结晶技术获得了清晰的DNA分子照片，并运用数学公式对照片进行分析，计算出一些DNA结构的准确数值。 根据当时DNA密度的测量数据，推算DNA是呈螺旋结构 13 2.构建过程 新坐标P67 脱氧核苷酸 DNA衍射图谱 外部 骨架 相同碱基 T C A=T, G=C 14 恒定的直径 A、T、G、C 具有相同的形状和直径！ 《新坐标》P67 15 02 DNA的结构 平面结构 空间结构/立体结构 A P G P C P T P T P