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

第2节 DNA的结构 1 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。 任务一、DNA双螺旋结构模型的构建 1.知识回顾：DNA分子的化学组成 DNA中文全称 DNA的基本单位 脱氧（核糖）核苷酸 脱氧核糖核酸 基本单位的组成 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 DNA的基本组成元素？ C、H、O、N、P A T G C 腺嘌呤 胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 4种 脱氧核苷酸种类？ o 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧 核糖 A C T 腺嘌呤脱氧核苷酸 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 G 脱氧核苷酸的种类（4种） 基本元素组成： 基本组成单位： DNA分子的组成层次 脱氧核苷酸链 DNA分子 聚合 C、H、O、N、P 4种脱氧核苷酸 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 主要分布于细胞核 少量分布于线粒体、叶绿体中 盘旋 01 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。 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 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？ 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： 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： 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： 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。 2.建立过程： DNA双螺旋结构模型 【模型建构】 物理模型 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 2．DNA双螺旋结构模型的构建过程 《教材》P48—49 脱氧核苷酸 DNA衍射图谱 T C 外部 骨架 相同碱基 A=T，G=C 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 C P G P A P 一.DNA双螺旋结构模型的构建 18 对DNA结构特点，从三个关键词来分析： 两条单链 反向平行 链 数： 方 向： O CH2 OH H 磷酸基团 碱基 3′ 2′ H H 1′ 4′ 5′ H H 3′ 5′ 5′ 3′ 二、DNA的结构 DNA的一条单链具有两个末端，磷酸基团端称作5’-端。羟基(-OH)端称作3’-端。 双螺旋结构 结 构： 19 2.互补链中相邻碱基通过 相连。 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基