内容正文:
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
DNA的双螺旋结构的确立,标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段。在生物学发展中具有里程碑式的意义。
知识回顾
DNA的中文全称: ;
DNA的组成元素: ;
DNA的结构单位: 。
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
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
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
A
G
C
T
DNA是主要的遗传物质,它的结构是怎样的?
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。4种脱氧核苷酸分别含有 4种碱基
(1)当时科学界对DNA的认识
A、T、C、G
P
A
P
T
P
G
P
C
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.模型的构建过程
…
P
A
P
T
P
G
P
C
P
G
P
C
磷酸二酯键
沃森与克里克共同分析,推算DNA分子呈 结构。
(2)1951年,英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林展示了DNA的X射线的衍射图谱。
螺旋
(3)沃森和克里克尝试搭建双螺旋和三螺旋结构模型。
配对违反了化学规律
×
威尔金斯和富兰克林提供的 ,
尝试建构模型: 、 。
沃森和克里克推算出DNA呈_______结构
失败
DNA衍射图谱
DNA的结构单位 ,
四种脱氧核苷酸
螺旋
双螺旋
三螺旋
(4)1952年,从奥地利生物化学家查哥夫处得知:在DNA中,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。
A=T
G=C
DNA的平面结构
A
T
G
C
A
T
G
C
DNA的立体结构
氢键
重建模型: 。
让A与T配对、G与C配对
重建模型: 。
形成DNA双螺旋结构
验证
让A与T配对、G与C配对
(1)DNA具有恒定的 ,
(2)能解释 ,
(3)制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
直径
A、T、G、C的数量关系
(5)1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。
(6)1962年,沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。
左一:威尔金斯 左三:克里克 左五:沃森
1. DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?
2. DNA的外侧由哪些物质组成的?
3. DNA中的碱基是如何配对的?它们位于DNA的什么部位?
思考与讨论
DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸组成。
A与T配对,G与C配对,碱基间通过氢键连接。它们位于DNA的内侧。
DNA是由两条链构成的。它的立体结构为:双螺旋结构。
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那么他们所构建的DNA双螺旋结构到底具有什么样的特点呢?请同学们阅读课本,并思考和讨论以下几个问题
1. 下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中,正确的是( )
A. 威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B. 沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型
C. 查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D. 富兰克林和查哥夫发现碱基A量等于T量、C量等于G量
B
1. DNA的立体结构
双螺旋解开放大
二、DNA的结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA平面结构模式图
C
T
T
G
A
C
A
G
5’
5’
3’
3’
磷酸二酯键
1. DNA平面结构
两条链反向平行
H2O
H
H
H
H
DNA的形成过程中有水生成吗?为什么?
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
2. 磷酸、脱氧核糖交替排列在外侧——构成基本骨架;碱基排列在内侧。