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第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
DNA鉴定
1.1通过分析科学家探索结构的历程，领悟模型构建在研究中的应用，认同科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
1.2通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。
学习目标
知识回顾
1、DNA的化学元素组成？
2、DNA的基本单位？
3、脱氧核糖核苷酸由哪几个部分构成？
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖、核酸和含氮碱基
磷酸
脱氧核糖
碱基
5’
1’
2’
3’
4’
知识回顾
4、请画出由圆形、五边形和长方形组成的脱氧核糖核苷酸的模型图，并标注五碳糖上的碳原子编号？
脱氧核糖核苷酸一共有多少种？它们的种类取决于哪一个结构？
A
T
G
C
知识回顾
构建物理模型
构建一条脱氧核糖核苷酸单链
小组合作:
5’
A
T
G
C
3’
在DNA单链上有一个游离磷酸基团的一端称为5’端；
有羟基的一端称为3’端。
沃森
生物学家
克里克
物理学家
威尔金斯物理学家
富兰克林
物理学家
DNA衍射照片
01
DNA空间结构的推理
模拟实验
(A)
(B)
(C)
(D)
DNA衍射照片
从衍射图谱获取的信息：
（A）X 形说明DNA结构是螺旋形的；
（B）菱形说明DNA分子是长链；
（C）直线的间距是DNA分子重复单元（一个完整的螺旋）的间距；
（D）缺少了两条直线，是这是因为另一条螺旋的干扰。?
单链螺旋结构模型
双链螺旋结构模型
三链螺旋结构模型
01
DNA空间结构的推理
02
双螺旋结构模型的建构
资料1 富兰克林还发现在翻转180°以后，衍射图谱不变。
资料2 脱氧核糖和磷酸具有亲水性，而碱基具有疏水性，DNA在细胞内始终处于一个水环境中。（类比细胞膜磷脂分子排布）
假说一：DNA的两条单链由位于内侧的碱基连接而成
假说二：DNA的两条单链由脱氧核糖-磷酸基
本骨架连接而成
5’
A
T
G
C
3’
A
T
C
G
5’
A
T
G
C
3’
T
A
C
G
5’
3’
正向平行
反向平行
02
双螺旋结构模型的建构
资料3：碱基通过氢键连接形成碱基对。
资料4：DNA的衍射照片显示的双链之间的距离恒等。
资料5：四种碱基的分子结构
腺嘌呤 A
鸟嘌呤 G
胸腺嘧啶 T
胞嘧啶 C
嘌呤碱基直径大于嘧啶直径
来源
碱基的相对含量
腺嘌呤A
鸟嘌呤G
胞嘧啶C
胸腺嘧啶T
人
30.9
19.9
19.8
29.4
牛（脾）
27.9
22.7
22.1
27.3
酵母
31.3
18.7
17.1
32.9
结合分支杆菌
15.1
34.9
35.4
14.6
查哥夫法则
查哥夫 生物化学家
在DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。
5’
A
T
G
C
3’
T
A
C
G
5’
3’
碱基互补配对
前后小组合作构建属于自己的DNA双链结构！
(1) DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构.
(2)DNA分子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，并且碱基的配对遵循碱基互补配对规律
03
DNA分子双螺旋结构的特点
问题1：DNA是由几条链构成的？链的方向？
问题2：DNA的外侧是由哪些物质组成的？
问题3：位于DNA内侧的碱基是如何配对的？
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。
DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，在科学界传为佳话。他们的这种工作方法给予你哪些启示？请和同学们分享一下。
感谢聆听！
THANKS

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