湖北省荆州市沙市第五中学高中生物 3.2DNA分子的结构课件 新人教版必修2.ppt

dna分子的结构 1 概述dna分子的结构的主要特点 运用碱基互补配对原则分析相关问题 2 运用数学思想分析生物问题 3 通过dna的结构的学习 探索生物丰富多彩的奥秘 从而激发学生学科学 用科学 爱科学的求知欲 学习目标 美国生物学家沃森 1928 英国生物物理学家克里克 1916 2004年 dna双螺旋结构的构建 1953 1962年诺贝尔生理学或医学奖沃森 克里克 威尔金斯 一 dna双螺旋结构模型的构建 50年代初 人们已普遍承认dna是最重要的遗传物质 遗传信息就存储在dna分子多核苷酸链上的4种碱基的特定序列上 进一步阐明其结构和功能已成为迫切的任务 这时 有三组科学家在进行dna结构的研究 他们是 美国加州理工学院的鲍林 英国剑桥大学国王学院的富兰克琳与威尔金斯 剑桥大学卡文迪什实验室的沃森与克里克 1950年 他首先阐明并发现了氨基酸链的 螺旋状结构 此后 鲍林又投入了dna结构的研究 他是最早认定dna分子具有与氨基酸链类似的螺旋结构的科学家 而且研究的环境最优越 但他错误地认为dna分子是由三股螺旋组成的 这使他误入歧途 1939年鲍林首创化学键理论 奠定其获利1954年诺贝尔奖化学奖的基础 成功构建了多肽的 螺旋的分子结构模型 而启发了沃森与克里克 必需建立dna的分子结构模型 鲍林自己构建的dna分子模型为何失败了呢 提出的dna三螺旋分子模型并未经过严格检验 他也没有详尽掌握dna相关的最新信息 dna的x 射线衍射图 1951年前后 富兰克林和威尔金斯利用x 射线衍射技术得到了dna分子结晶清晰的衍射图 威尔金斯 富兰克林 英国生物物理学家威尔金斯计算出dna分子螺旋的直径与长度 他们二人还对dna分子的结构作出了确切而关键性的描述 磷酸根在螺旋的外侧 碱基在螺旋内侧 英国富兰克琳是最早认定dna具有双螺旋结构的科学家 并且运用x射线衍射技术拍摄到了dna照片 还精确地计算出dna分子内部结构的轴向与距离 英国生物物理学家威尔金斯计算出dna分子螺旋的直径与长度 他们二人还对dna分子的结构作出了确切而关键性的描述 磷酸根在螺旋的外侧 碱基在螺旋内侧 早凋的 科学玫瑰 富兰克林 她和同事威尔金斯在1951年率先采用x射线衍射技术拍摄到d 晶体照片 为推算出dna分子呈螺旋结构的结论 提供了决定性的实验依据 但 科学玫瑰 没等到分享荣耀 在研究成果被承认之前就已凋谢 英 r e franklin 1920 1958 英国剑桥大学国王学院1946年就设立了dna结构研究室 富兰克琳与威尔金斯拥有充足的经费和先进的技术设备 他们与成功地建立dna双螺旋结构模型只有咫尺之遥 但却未能跨出最后也是最关键的一步 这一方面是因为他们认为探索dna结构的惟一途径是使用晶体学和数学计算的方法 拒绝采用建立结构模型的方法 另一方面是由于人际关系等方面的因素 图形特点 很规则 具有简单对称性 1 衍射斑点呈交叉状分布 2 衍射点之间的距离与层次表明有0 34nm和3 4nm的周期性 3 图的顶上和底部是最强的衍射斑点 呈带状 4 螺旋直径2nm 最为关键结论 dna呈规则双链螺旋形结构 脱氧核糖 碱基 磷酸 a g c t 基本单位 脱氧核苷酸 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 脱氧核苷酸的种类 脱氧核苷酸链 化学组成衍射图片 螺旋结构 开始dna分子模型的搭建 两条链的螺旋结构 分子结构研究方法 查哥夫规则的发现 20世纪40年代查哥夫等科学家对不同生物来源的dna碱基组成进行了分析 几种生物的dna碱基组成 查哥夫法则 1950年总结出dna的碱基组成的规律 碱基互补配对原则 3 同一种生物的体细胞dna的碱基含量相同 不同种生物碱基含量不同 2 所有dna分子中碱基含量a t g c 腺嘌呤和胞嘧啶总数等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶总数 即a c g t嘌呤的总数等于嘧啶的总数 即a g c t 1 所有dna分子中都含有a t g c四种碱基 嘌呤配对 嘧啶配对 嘌呤和嘧啶配对 x衍射技术是用x光透过物质的结晶体 使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术 这个方法可以用来推测晶体中的分子排列 沃森和克里克就是根据对dna的x光衍射结果 以及对dna分子不同碱基之间数量关系的分析 提出了dna分子的双螺旋结构模型 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 论文在英国 自然 杂志上刊载 氢键 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对 形成碱基对 且a只和t配对 c只和g配对 这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则 二 dna分子的结构 1 双链反向平行 盘旋成双螺旋结构 空间结构特点 2 脱氧核糖和磷酸交替连接 排在外侧构成基本骨架 碱基排在内侧 3 dna分子上的碱基通过氢键连接成碱基对 a t g c dna的结构5种元素 3类物质 4种基本单位 2条链 1种结构 练习 1 下面是dna分子的结构模式图 请用文字写出图中1 10的名称 9 c a g t 脱氧核糖 磷酸 碱基对 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 氢键 脱氧核苷酸链 a 核苷酸b 脱氧核苷酸c 腺嘌呤脱氧核苷酸 2 下图为dna分子结构示意图 下列三个选项中 对 的名称是否有正确的描述 3 某dna分子一个单链上 a g t c 0 4 则该dna的另一条单链和整个dna分子中同样的碱基比是a 0 4和0 6b 2 5和1 0c 0 4和0 4d 0 6和1 0 b 4 在噬菌体侵染细菌的实验中 如果用32p和35s分别标记噬菌体的dna和蛋白质外壳 结果复制出来的子代噬菌体 a 不含35s 一部分含32pb 不含32p 部分含35sc 含32p和35d 不含35s 全部含32p 5 如果用32p 35s分别标记噬菌体的的dna和蛋白质外壳 当他侵染到细菌体内后 经多次复制 所释放出来的子代噬菌体绝大部分 a 不含32pb 含32pc 不含32p和35sd 含32p和35s a 6 双链dna分子中 g占碱基总数的38 其中一条链中的t占碱基总数的5 那么另一条链中的t占碱基总数的 a 12 b 5 c 7 d 19 c 7 马和鼠体细胞具有相同数目的染色体 但性状差异很大 原因是 a 生活环境不同b dna分子中碱基对排列顺序不同c dna分子中碱基配对方式不同d 着丝点数目不同 b 8 在双链dna分