人教版高中生物必修2第3章第2节 DNA分子的结构(共22张PPT)

的名称。
1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤
10
8
G
1
3. 鸟嘌呤
4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖
T
2
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C9 3
8. 碱基对
9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段
A
45
6
7
模型建构3.DNA的平面结构、空间结构
• DNA的平面结构中含几条脱氧核 苷酸链？链的排列方向有什么特点 ？ DNA的空间结构又是怎样的呢 ？谁攻克了这些难题，取得最后的 胜利，摘取了桂冠？
• 请阅读课本47至48面的故事，从 中你就能得到满意的答案，并思考 它带给你的启示。
资料3：威尔金斯和富兰克林的DNA的X射线衍射图
3,
G
C
原则：A=T G=C
,
小结：DNA的组成和结构可用五四三二一 表示
五种元素： C、H、O、N、P 四种碱基： A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸
三种物质： 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条长链： 两条反向平行的脱氧核苷酸长链 一种结构： 规则的双螺旋结构
【课堂反馈】
1．下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10
联想一下， 像什么？
1953年４月２５日，英国 的《自然》杂志刊登了美国的 沃森和英国的克里克在英国剑 桥大学合作的成果， ＤＮＡ 双螺旋结构的分子模型，这一 成就后来被誉为２０世纪以来 生物学方面最伟大的发现，也 被认为是分子生物学诞生的标 志．１９６２年，沃森、克里 克和威尔金斯三人共同获得了 诺贝尔生理学和医学奖．
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
模型建构2.一条脱氧核苷酸链
A
CH2
4
1
H
H3
2
,,
C
3 -5
OH
磷酸
OH
二酯
T
O p= O
键
OH
CH2
G
4
1
H
H3
2
OH
资料2.1950年代初三个实验室的激烈竞争
• 第一个：英国皇家学院的威尔金斯和富兰克林实验室。 威尔金斯1950年获得第一张DNA纤维的X射线图案。富兰 克林更精通X射线衍射技术，随后拍摄了多张清晰的DNA 衍射图谱。当时他们掌握着发现DNA结构的最权威的照片 和系统的数据。
• 根据多张衍射图谱，富兰克林还发现DNA在翻转1800 后看起来还是一样，沃森和克里克由此得出DNA的两
条链是反向的结论。
• 于是沃森和克里克又开始尝试不同的双螺旋模型，与威 尔金斯和富兰克林提供的数据信息相吻合。
两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？
模型构建中最大的问题——两条链的连接 ——即碱基是如何配对的。
沃森和克里克最终 取得成功，带给我 们哪些启示？
2020/8/25
,
5
DNA平面结构
A
T
,
3
二.DNA双螺旋结构的
主要特点：
C
G
1.DNA由两条链反向平
A
T
A
T
C
G
G
C
A
T
行盘旋成双螺旋结构。
2.外侧： 磷酸、脱氧核糖交替 连接, 构成基本骨架； 内侧: 碱基对
3.碱基通过氢键连 接，遵循互补配对
人教版高中生物必修2第 3章第2节 DNA分子的
结构(共22张PPT)
2020/8/25
资料1.核酸的基本成分和基本单位:
• 1869年，米歇尔首次从白血球的细胞核中 发现核酸。
• 1879年，科赛尔和学生经数十年的努力， 于20世纪初得到组成核酸的基本成分：单 糖、嘌呤碱基或嘧啶碱基、磷酸。
• 1911年，列文发现单糖是五碳糖，之后于 1934年发现核酸可被分解成含有一个含氮 碱基、一个核糖或脱氧核糖和一个磷酸的 片段，此组合叫核苷酸。且最终证实核酸 是由五碳糖与磷酸基团组成的长链，每个 五碳糖上再连接一个碱基。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
模型建构1:脱氧核苷酸
磷酸
4’
1’
5’
脱氧
核糖
含氮碱基
3’
பைடு நூலகம்2’
牛刀小试：请看课本51面基础题第3题，
相信你能做出正确的选择！
含氮碱基种类： A —腺嘌呤 G —鸟嘌呤
C —胞嘧啶 T —胸腺嘧啶 因此，脱氧核苷酸也有4种：
A
C
腺膘呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
T
鸟瞟呤脱氧核苷酸
请猜想：根据4种碱基的结构式，如何配对 才能保证DNA有着不变的直径这一结论？
A 腺嘌呤
T 胸腺嘧啶
G 鸟嘌呤
C 胞嘧啶
资料5： 化学家的帮助
美国化学家多诺休（J.Donohue）指出： A与A 配对，T与T配对违反了化学规律。这样组成的DNA 分子的直径不是不变的。
查哥夫（
E.Chargaff,1905--）奥地利 著名生物化学家.定量测定了多 种生物DNA中碱基的含量。 提出了查哥夫法则，即T与A 物质的量相等，且G与C的物 质的量相等 。
DNA衍射图谱
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。根据图像可以推 测分子大致的结构和形状 。
问题：沃森和克里克根 据衍射图谱及有关数据 推算出什么结论？
DNA分子呈螺旋结构
此时已清楚的和未解决的问题：
• 已清楚的：根据威尔金斯和富兰克林的X射 线衍射的研究，已清楚DNA是由许多亚单 位堆积而成的一种长链多聚体，有着不变 的直径，其亚单位有着规则的螺旋形状。
• 未解决的：DNA是单链螺旋还是双链或三
链螺旋呢？链的排列方向有什么特点？
碱基在螺旋的内侧还是外侧？它们之间是 如何相互作用的？
资料4：沃森和克里克的多次尝试
• 他们最初提出的是三股螺旋的DNA，但当请来威尔金 斯和富兰克林讨论时，但因数据不符，此模型被否定。
• 随后他们根据富兰克林后来更清晰的DNA衍射照片， 经计算后建立了双螺旋模型。威尔金斯和富兰克林用X 射线数据分析后，证实双螺旋结构模型是正确的。
• 第二个：加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林实验室。 鲍林1950年发现蛋白质的a螺旋结构。他拥有深厚的化学 功底和建模的丰富经验，自信对于DNA结构的研究，别人 未必是他竞争的对手。
• 第三个：英国剑桥大学卡文迪许实验室里1951年才结识 的非正式小组，即年仅23岁的遗传学家沃森与比他年长 12岁的物理学家克里克。当时他们的课题分别是：烟草 花叶病毒、多肽和蛋白质。资历浅薄的他们趣味相投都 同样对DNA的结构着迷，从1951年10月开始拼凑模型。