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(共17张PPT)
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
中关村DNA双螺旋结构“生命”雕塑
结构 功能
DNA的结构是怎样的？
DNA如何储存遗传信息？
DNA的生物体的主要遗传物质
一. DNA双螺旋结构模型的构建
资料一：20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以________________ 为单位连接而成的长链， 这四种核苷酸分别含有 __________________ 4种碱基。
A、G、C、T
4种脱氧核苷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
含N碱基
磷酸
脱氧核糖
A腺嘌呤
C胞嘧啶
G鸟嘌呤
T胸腺嘧啶
任务一：请同学们四人为一组，从桌面上找出组成脱氧核苷酸的对应塑料片，并组装出若干个含不同碱基的脱氧核苷酸。
一. DNA双螺旋结构模型的构建
资料二：1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过脱水缩合以磷酸二酯键连接。
p
=
O
OH
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
OH
H
H
H
H
H
5′
p
=
OH
O
OH
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
H
H
H
H
H
5′
O
H
O
OH
H2O
磷酸二酯键
任务二：请同学们从桌面上找出代表磷酸二酯键的塑料棒，并将之前组装好的脱氧核苷酸分别连接成两条单链。注意磷酸二酯键的连接位点！
资料三：1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线晶体衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
M.Wilkins
R.E.Franklin
一. DNA双螺旋结构模型的构建
富兰克林拍摄的DNA衍射图谱
X射线晶体衍射技术
一. DNA双螺旋结构模型的构建
证据 推断
DNA衍射图谱呈现“X”形
DNA呈螺旋结构
DNA衍射图谱外围的斑点较浅，研究表明，这是因为另一条螺旋的干扰。
DNA可能呈双螺旋结构
任务三：请同学们回顾必修一学习的DNA的结构，想一想DNA的双链要如何才能保持双螺旋结构呢？试着动手连接一下。
一. DNA双螺旋结构模型的构建
思考：DNA的两条链的两条双链可能有以下三种排列方式。哪种是正确的呢？
可能性1：
碱基排列在内侧
可能性2：
碱基排列在同侧
可能性3：
碱基排列在外侧
一. DNA双螺旋结构模型的构建
可能性1：
碱基排列在内侧
可能性2：
碱基排列在同侧
可能性3：
碱基排列在外侧
资料四：DNA位于液体环境中，磷酸与脱氧核糖亲水，碱基疏水。
一. DNA双螺旋结构模型的构建
可能性1：
双链反向平行
可能性2：
双链同向平行
资料五：DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm，且DNA翻转180度之后衍射图谱不变。
任务四：请同学们分别按照两种方式连接并观察直径变化。确定DNA的双链是正向平行还是反向平行。
资料六：1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现：在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量(即：A=T)；鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量(即：G=C)。
E. Chargaff
沃森和克里克推测：
A和T配对，C和G配对——碱基互补配对原则
一. DNA双螺旋结构模型的构建
任务五：根据沃森和克里克的猜测，请同学们调整DNA双链中的碱基种类，使A=T、C=G。
沃森和克里克尝构建了将碱基安排在双螺旋的内部，脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。
A
P
G
P
C
P
T
P
T
P
C
P
G
P
A
P
一. DNA双螺旋结构模型的构建
1953年，沃森和克里克撰写的论文《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》在英国杂志《nature》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。
威尔金斯
克里克
沃森
二. DNA的结构
（2）DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
（1）DNA分子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。
3’端←5’端
5’端→3’端
碱基对具有相同的形状和直径
核苷酸之间连接的化学键：3',5'-磷酸二酯键
任务六：小组讨论并总结DNA结构的特点。
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
（3）两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
碱基互补配对原则
(碱基之间一一对应关系)
二. DNA的结构
A（腺嘌呤)与 T（胸腺嘧啶）配对；
G（鸟嘌呤）与 C（胞嘧啶）配对。
A=T G ≡ C
G ≡ C含越量高，DNA分子的结构越稳定
①稳定性
①空间结构稳定——规则的双螺旋结构
②外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成
③内部碱基对稳定——通过氢键连接，遵循碱基互补配对原则
C
T
T
G
A
C
A
G
三. DNA分子的特性
三. DNA分子的特性
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。
②特异性
①碱基对(脱氧核苷酸)的数量
③多样性
②碱基对(碱基/脱氧核苷酸)的排列顺序
练习
1、如图是DNA的结构模式图，说出图中①～⑩的名称。
①胞嘧啶（C）
⑤脱氧核糖　
②腺嘌呤（A）
③鸟嘌呤（G）
④胸腺嘧啶（T）
⑧碱基对　
⑥磷酸
⑦胸腺嘧啶脱氧核苷酸
⑩一条脱氧核苷酸链的片段
⑨氢键
练习
2、.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，下列说法正确的是（ ）
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对
B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C.搭建的DNA模型中有1个游离的磷酸基团
D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA片段
B

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