资源简介

(共37张PPT)
第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
3月28日，第九场发布会上提到，132名遇难者的DNA比对工作已完成，遗骸遗物移交方案和分类移交标准正在逐步完善。
东航MU5735失事
2022年10月29日韩国首尔梨泰院，庆祝万圣节，发生踩踏事件，瞬间发生了惨剧。
韩国首尔警察厅31日表示，警方通过指纹鉴定和DNA信息分析等，已经确认了在此次事故中遇难的154人的身份。
韩国梨泰院踩踏事故
12DNA双螺旋结构模型的构建制作DNA双螺旋模型DNA的结构32.DNA的基本单位：脱氧核苷酸1.元素组成：C、H、O、N、P依据含氮碱基不同分为：＝1磷酸+1脱氧核糖+1含氮碱基腺嘌呤脱氧核苷酸（A）鸟嘌呤脱氧核苷酸（G)胞嘧啶脱氧核苷酸（C)胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T)1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家沃森（J. D. Watson，1928—）和英国物理学家克里克（F. Crick，1916—2004），DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。【资料1】20 世纪 30 年代，科学家已经发现，DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。活动1：构建脱氧核苷酸分子脱氧核糖P含氮碱基O1'2'3'4'5'HOH脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT【资料1】20 世纪 30 年代，科学家已经发现，DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。活动2：构建脱氧核苷酸单链磷酸二酯键【资料2】英国物理学家威尔金斯（M. Wilkins，1916—2004）和他的同事富兰克林（R. E. Franklin，1920—1958）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。富兰克林威尔金斯DNA晶体X射线衍射照片推测：DNA呈螺旋结构【资料3】1.富兰克林通过衍射图谱得出的DNA为螺旋结构且直径（螺距）为2nm，经过显微镜测得DNA的2条链、3条链的直径都是2nm，由此她推测DNA可能由2条或3条链构成，接着她又分别测定2条和3条链的含水量，结果2条链DNA与实际DNA含水量相符。2.富兰克林给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。DNA呈反向平行双螺旋结构思考：DNA的2条链是如何排列的？
模型一沃森和克里克尝试构建了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构很快被化学家否定为什么？【资料4】碱基疏水，磷酸亲水，DNA在细胞中始终处于水环境中。推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧。化学家指出
配对违反化学规律又被否定
模型二 沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对。
观察碱基的结构，大家有何联想？
思考
嘧啶有1个环（更短）
嘌呤有2个环（更长）
如果是相同碱基配对，那么DNA的直径不固定
推测：嘌呤同嘧啶配对
哪种嘌呤与哪种嘧啶配对？
【资料5】1952年春天，查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得知了一条重要信息：在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。推测：A与T配对，C与G配对查哥夫E.chargaff 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。
A T间2个氢键，G C间3个氢键
碱基对如何连接？
相对的碱基之间形成 键
氢
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。
A
T
C
G
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。
相对的碱基之间形成 键
氢
H原子与N原子或O原子离得足够近，才能够形成氢键。模型中两条链反向排列的，以满足氢键形成的条件。
相对的碱基之间形成 键
氢
正是因为两条链的核苷酸之间存在作用力,所以这两条链既不在同一直线也不在同一个平面上。
平面结构
螺旋一定
的角度
立体结构
两条链按照反向平行方式盘旋成双螺旋结构
脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖P活动3：构建DNA双链平面结构
5’
3’
5’
3’
(1)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′-端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′-端。
(2)DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5′-端到3′-端的，另一条单链则是从3′-端到5′-端的。
脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖PDNA的结构模式图DNA的双螺旋结构模式图组成的DNA分子具有恒定的直径能解释A、T、C、G的数量关系金属材料制作的物理模型与拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。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。
回顾：DNA模型构建中重大贡献的科学家
威尔金斯——生物物理学家——英国
富兰克林——化学家——英国
克 里 克——物理学家——英国
沃 森——生物学家——美国
查 哥 夫——生物化学家——奥地利
你受到怎样的启发？
启发：1.要有合作探究意识；2.要坚持不懈的探索；3.要善于吸收别人的成果，博采众长；4.要选择科学的研究方法。.....活动4：制作DNA双螺旋结构模型要求：用所给材料分组制作一个至少含6对脱氧核苷酸的DNA片段，5分钟内完成。1.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
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？
是由脱氧核糖和磷酸组成，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？
碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则：
A-T，C-G，它们位于DNA的内侧
1.DNA双螺旋结构的主要特点如下:脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖P5'5'3'3'DNA的结构模式图氢键碱基对（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（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；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
（1）数量关系
① A-T间2个氢键，C-G间3个氢键。
②每个DNA片段中，有2个游离的磷酸基团；1个磷酸（脱氧核糖）与1或2个脱氧核糖（磷酸）相连。
③每个DNA片段中，脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数。
2. DNA结构中的数量、位置关系
（2）位置关系
①单链中相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。
②互补链中配对碱基通过氢键连接。
③单链中相邻两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。
2. DNA结构中的数量、位置关系
DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
五种
元素
四种
碱基或脱氧核苷酸
三种
物质
二种
长链
一种
结构
C、H、O、N、P
A、G、C、T
磷酸基团、脱氧核糖、碱基
两条脱氧核苷酸长链
双螺旋结构
下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩ 的名称。
① ；② ；
③ ；④ ；
⑤ ；⑥ ；
⑦ ；⑧ ；
⑨ ；
⑩ 。
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
脱氧核糖
磷酸
脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
概念检测
1.DNA 两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。 （ ）
（2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1。 （ ）
2.下面关于DNA分子结构的叙述中，不正确的是（ ）
A.每个DNA分子中通常都含有四种脱氧核苷酸
B.DNA分子的两条链反向平行
C.DNA两条链上的碱基以氢键相连，且A与T配对，G与C配对
D.DNA分子长链的每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
3.关于DNA分子双螺旋结构的特点，下列叙述错误的是(　　)
A、DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成
B、脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
C、碱基对构成DNA分子的基本骨架
D、两条链之间的碱基配对方式为A与T配对，G与C配对
D
C

展开更多......

收起↑