内容正文:
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
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中关村DNA双螺旋结构“生命”雕塑
结构 功能
DNA的结构是怎样的?
DNA如何储存遗传信息?
DNA的生物体的主要遗传物质
主要建立者:
沃森和克里克
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。
沃森:
生物学家
一. DNA双螺旋结构模型的构建
1’
2’
3’
4’
含N碱基
脱氧
核糖
磷酸
5’
A腺嘌呤
C胞嘧啶
G鸟嘌呤
T胸腺嘧啶
20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA的基本单位________________,
其化学组成包括_________________________。
磷酸、碱基和脱氧核糖
四种脱氧核苷酸
1951年11月,英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins)和富兰克林(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
一. DNA双螺旋结构模型的构建
富兰克林拍摄的DNA衍射图谱
1952年,奥地利生物化学家查哥夫(E.Chargaff)发现:在DNA中,腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量;鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。
查哥夫(E. Chargaff)
沃森和克里克推测:
A和T配对,C和G配对——碱基互补配对原则
一. DNA双螺旋结构模型的构建
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,组成的DNA分子具有恒定的直径
②能解释A=T、G=C的数量关系
③模型与X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
一. DNA双螺旋结构模型的构建
1953年,沃森和克里克撰写的论文《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》在英国杂志《自然》上发表,引起极大的轰动。
1962,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。
威尔金斯
克里克
沃森
一. DNA双螺旋结构模型的构建
中文全称:
组成元素:
基本单位:
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫1’-C,与磷酸基团相连的碳叫5’-C。
二. DNA的结构
温故知新
二. DNA的结构
(2)DNA分子中的________和________交替连接,排列在外侧,构成_________;_______排列在内侧。
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5´
5´
3´
3´
(1)DNA分子是由_____条单链组成的,这两条链按__________方式盘旋成_______结构。
两
反向平行
双螺旋
磷酸
脱氧核糖
基本骨架
碱基
3’端←5’端
5’端→3’端
碱基对具有相同的形状和直径
磷酸二酯键
磷酸二酯键
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5´
5´
3´
3´
(3)两条链上的碱基通过_____连接起来,形成________,且遵循_______________原则。
氢键
碱基对
碱基互补配对
碱基互补配对原则
(碱基之间一一对应关系)
二. DNA的结构
A(腺嘌呤)与 T(胸腺嘧啶)配对;
G(鸟嘌呤)与 C(胞嘧啶)配对。
A=T G ≡ C
G ≡ C含越量高,DNA分子的结构越稳定
①稳定性
①空间结构稳定——规则的双螺旋结构
②外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成
③内部碱基对稳定——通过氢键连接,遵循碱基互补配对原则
C
T
T
G
A
C
A
G
三. DNA分子的特性
三. DNA分子的特性
每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序,构成了DNA分子的特异性。
②特异性
①碱基对的数量
/脱氧核苷酸的数量
C
T
T
G
A
C
A
G
③多样性
三. DNA分子的特性
②碱基对的排列顺序
/碱基的排列顺序
/脱氧核苷酸的排列顺序
(3)两条链上的碱基通过_____连接起来,形成________,且遵循_______________原则。
(2)DNA分子中的________和____________交替连接,排列在外侧,构成___________;___