3.2 DNA的结构(课件)

3.2 DNA的结构 坐落在北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人，你知道为什么将它作为高科技的标志吗？ 它标志着生物学研究进入分子的层次，是生物学的发展的第二个智力高峰，具有里程碑式的意义。 问题探讨 1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson） 和英国科学家克里克（F.Crick），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。 当科学家研究出DNA是遗传物质后，产生了新得疑问：DNA是怎样储存遗传信息的？ 要回答这个问题，首先需要弄清楚DNA的结构。 阅读课本P48-49《思考与讨论》，梳理科学家探索DNA结构的历程。 DNA双螺旋结构模型的构建 01 资料1：20世纪30年代，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。 磷酸 脱氧核糖 含N碱基 脱氧(核糖)核苷酸 A 腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 T 胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 C 胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 G 鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 资料2：1951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射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。沃森和克里克以该照片有关数据为基础，推测出DNA呈螺旋结构。 M.Wilkins R.E.Franklin 01 资料3：1952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。据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型：脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，C和G配对。 沃森 克里克 富兰克林发现，将DNA晶体翻转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。 1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志《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 诺贝尔奖 B G P A P A P C P DNA的结构 02 （1）DNA由两条单链组成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对： A与T配对； G与C配对。 （碱基互补配对原则） 磷酸二酯键 P P P P P P A C G T T T 5' 3' O CH2 H H OH H H 碱基 H 1' 2' 3' 4' 磷酸基团 5' 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C； 与磷酸基团相连的碳叫作5'-C。 DNA的一条单链具有两个末端： 一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端； 另一端有一个羟基，称作3'-端。 5' 3' 5'端 3'端 -OH -OH 制 作 DNA 模 型 材料 用具 磷酸 脱氧核糖 4种碱基 制作脱氧核苷酸 制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型。 将制成的脱氧核苷酸模型连接成长链。 制作脱氧核苷酸链 制作DNA平面结构模型：将两条链间的碱基连接。 碱基互补配对原则 制作DNA平面结构 A T G C T A C G 制作DNA空间结构模型：双手分别提起两端，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。 制作DNA空间结构 例2.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片类型和数量如表所示,下列说法正确的是(　　) A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对 B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键 C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连 D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA 卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C 卡片数量 10 10 2 3 3 2 B 鱼票月半出品，必是精品 T C G A A G C T 1、多样性： 的千变万化，构成了DNA分子的多样性。 碱基对排列顺序 【资料】生物体内，一个最短DNA分子也有4000个碱基对，这种最短的DNA分子也有 种排列顺序。 44000 碱基对的排列顺序多样性的意义： 蕴含了生物的遗传信息 2.特异性： 碱基对的特定排列顺序。 3.稳定性： 分子组成 脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变 碱基互补配对的方式稳定不变 化学性质： 热稳定性 DNA的特性 03 人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。 DNA指纹技术