资源简介

(共21张PPT)
第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
1
沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？
2
这一研究过程给我们哪些启示？
3
DNA的双螺旋结构有哪些主要特点
本节聚焦
教学目标
体验DNA双螺旋结构模型的构建过程，领悟模型方法在研究中的应用
说出DNA结构的主要特点
举例说明碱基互补配对原则
生命观念：通过搜集 DNA 结构模型建立过程的资料并进行交流和讨论，运用结构与功能观，分析 DNA 的结构与其蕴藏遗传信息的功能是相适应的
科学思维：通过模型构建，理解 DNA 的化学组成、平面结构以及立体结构
科学探究：通过制作 DNA 双螺旋结构模型，领悟模型构建在科学研究中的应用
课程内容
核心素养
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？
上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。
问题探讨
DNA结构模型的构建
20 世纪 30 年代，科学家已经发现，组成 DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸。
DNA结构模型的构建
1951年，波林发现了蛋白质的长链结构，由此推断，DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
……
磷酸二酯键
一条脱氧核苷酸链
P
P
P
A
C
G
DNA结构模型的构建
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。
DNA结构模型的构建
沃森和克里克主要以 DNA 衍射图谱的有关数据为基础，推算出 DNA 呈螺旋结构，但无一例外，都被否定了！
DNA结构模型的构建
奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出腺嘌呤（A）的量 = 胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量 = 胞嘧啶（C）的量。
沃森和克里克搭建了如下结构的模型：碱基安排在双链螺旋内部，脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部。
DNA结构模型的构建
特点：A与T配对，G与C配对， DNA两条链的方向相反
A-T 碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径
组成的 DNA 分子具有恒定的直径
能够解释A、T、G、C的数量关系
把该模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现该模型与基于照片推算出的 DNA 双螺旋结构相符。
DNA结构模型的构建
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。
DNA的结构
DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
两条
这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
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？
是由脱氧核糖和磷酸组成
它们排列在DNA的外侧
DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
碱基通过氢键连接成碱基对，碱基的配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对
它们位于DNA的内侧
DNA的结构
1分子的脱氧核苷酸是由1分子的脱氧核糖、1分子的磷酸和1分子含氮的碱基组成
组成DNA的碱基有4种：
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
DNA的结构
两个脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接，形成的产物叫脱氧核苷酸链
……
磷酸二酯键
一条脱氧核苷酸链
P
P
P
A
C
G
DNA的结构
两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则，即：A与T配对（2条氢键）；G与C配对（3条氢键）
DNA的结构
两条链反向平行
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
DNA的结构
DNA 在结构上具备的特性有哪些方面？
01. 多样性
具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序
02. 特异性
每个DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序
03. 稳定性
磷酸与脱氧核糖之间的共价键维持了一级结构的稳定性
氢键与其他作用力维持了空间结构的稳定性
DNA的结构
碱基互补配对原则
互补的碱基相等，即A＝T，G＝C
不互补的两种碱基之和与另两种碱基之相等，等于50%，即A＋C（G）＝T＋G（C）＝50%
推论：双链DNA中嘌呤碱的数目与嘧啶碱的数目相等
DNA的结构
碱基互补配对原则
嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A + G = T + C 即 A+G / T+C = 1
双链 DNA 分子中的 (A+T/G+C）=其中任何一条链的 (A+T/G+C)
双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C 的比值互为倒数。
A+T 占整个 DNA 分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中 A+T 占该链碱基总数的百分比。
小结
DNA的组成和结构
五种元素：C、H、O、N、P
四种碱基：A、G、C、T
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
一种螺旋：规则的双螺旋结构
DNA的构建
科学家：沃森、克里克
遵循规则：碱基互补配对
数量规律：A = T；C = G
感谢聆听

展开更多......

收起↑