3.2DNA的结构课件高一下学期生物人教版必修2

第2节DNA的结构问题探讨坐落于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?

DNA分子的双螺旋结构的发现，标志着生物学的研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。DNA双螺旋结构模型的构建威尔金斯富兰克林用X射线探测DNA，分析衍射图谱来确定DNA的晶体结构沃森克里克23岁的沃森来剑桥完成烟草花叶病毒的博士后课题35岁的克里克刚从物理学转行道生物学的研究生，主攻蛋白质晶体结构鲍林顶尖化学家。将量子力学引入化学，并将此推广到分子生物学DNA的中文全称：_________________DNA的组成元素：_________________DNA的结构单位：_________________AGCT脱氧核糖核苷酸是如何构成DNA分子的呢？脱氧核糖磷酸含氮碱基腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶DNA双螺旋结构模型的构建DNA结构模型的构建资料2：1951年，波林（1954年诺贝尔化学奖得主），发现蛋白质的长链结构。由此启发：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。资料3：1951年，英国科学家（威尔金斯和富兰克林）提供了DNA的X射线衍射图谱，表明DNA分子呈螺旋状结构。“X”形意味着DNA分子是螺旋研究DNA分子结构常用的方法：X射线晶体衍射法富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。1951年11月应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。科学家：威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.E.Franklin）富兰克林拍摄的DNA衍射图谱富兰克林发现，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。DNA双螺旋结构模型的构建沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构，尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构，你觉得合理吗？为什么？推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧DNA双螺旋结构模型的构建磷酸基团是亲水的，碱基疏水4种碱基如何配对组合呢？DNA结构模型的构建沃森和克里克尝试了不同的结构模型,但都被否定了。单链螺旋结构模型；三链螺旋结构模型；双链螺旋结构模型；二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等，并得出DNA是双链的结论。

资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T)，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C)。DNA结构模型的构建沃森和克里克：A与T配对，G与C配对，构建出新的DNA模型。A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径，能够解释A,T,G,C的数量关系。碱基对氢键ATGC1962，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。DNA结构模型的构建资料五：1953年，美国的沃森和英国的克里克以威尔金斯和富兰克林的DNA晶体X射线衍射图谱以及查哥夫的当量定律为基础，在《nature》上发表了论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，引起极大的轰动。沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型沃森和克里克总结:模型建构DNA双螺旋结构模型建构者：主要研究方法：DNA结构模型的构建讨论

1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA是由两条链构成的。（2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。沃森和克里克搭建DNA双螺旋结构模式图晚年沃森和克里克在双螺旋结构模型前的最后一次合影沃森和克里克在构建DNA模型过程中，借助了他人的哪些经验和成果？DNA双螺旋结构模型的构建DNA双螺旋结构的主要特点：2反向平行双螺旋脱氧核糖磷酸氢键碱基对互补配对AATTGGGCCATC（1）整体：DNA分子是由____条_________的脱氧核苷酸长链盘旋而成的_______结构。（2）外侧：DNA分子中的_________和____交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；（3）内侧：两条链上的碱基排列在内侧通过_______连结，形成________，且遵循碱基___________原则。二、DNA的结构DNA双螺旋结构的主要特点：二、DNA的结构5＇3＇5＇3＇OCH2OHH磷酸基团碱基3′2′HH1′4′5′HH两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。ATCGTTGCTADNA双螺旋结构模型的构建CTTGACAG碱基互补配对原则活动、画出含有8个基本单位的DNA片段的平面结构模型DNA的结构A与T、C与G之间通过形成氢键配对氢键一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。CTTGACAGA与T之间有几个氢键？C与G之间有几个氢键？2个氢键3个氢键DNA的结构CTTGACAG反向平行如何描述DNA的方向呢3′5′DNA的结构5′3′a.这是DNA的最终结构吗？不是，因为它还是平面结构b.它的立体结构是？双螺旋CTTGACAGDNA的结构两条单链反向平行双螺旋结构链数：方向：空间结构：3′5′3′5′碱基互补配对形成氢键GCAT核苷酸之间连接的化学键3',5'-磷酸二酯键脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架外侧：两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架；内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则。2.特异性：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。1.稳定性：5’3’5’3’脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？440003.多样性：二DNA的结构（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。OCH2OHH磷酸基团碱基3′2′HH1′4′5′HH（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，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。小结氢键ATATTAGGGCCATC碱基对五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、C、G三种物质：两条长链：一种螺旋：规则的双螺旋结构磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链氢键关系:A=TG≡C一条脱氧核苷酸链中相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键相连DNA分子的一条单链中，相邻碱基通过氢键相连。[判断]123456GTCA789若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶；也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定；则必然有单链结构存在；DNA双链中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数有关DNA中的碱基计算规律基本原则：双链DNA中，A=T，C=G即A+G=T+C=A+C=T+GA+GA+G+C+T=50%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链A1=

T1=

T2A2G1=

C1=

C2G2有关DNA中的碱基计算规律若1链有m个碱基，则2链有__个碱基，该DNA分子含有碱基总数是___，共____对。C2+G2=C+GA1+T1C1+G1T2+A2=T+A=A1+G1T1+C1nA2+G2T2+C2A1+A2=A

T=A

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C2G2有关DNA中的碱基计算规律若1链有m个碱基，则2链有__个碱基，该DNA分子含有碱基总数是___，共____对。A1+A2=A

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C2G2有关DNA中的碱基计算规律若1链有m个碱基，则2链有__个碱基，该DNA分子含有碱基总数是___，共____对。A1+A2=A

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