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课件网) 必修二 遗传与进化 第三章 基因的本质 第二节 DNA的结构 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园区的标志吗 DNA分子的双螺旋结构的发现,标志着生物学的研究进入分子水平,具有里程碑式的意义。 DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一,和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。 问题探讨 巴拿马螺丝塔 莫斯科进化大厦 深圳世茂前海中心 复习 DNA的基础知识 ①中文全称: ②组成元素: ③基本单位: 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 磷酸 N 含氮碱基 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 脱氧核糖 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 一、DNA双螺旋结构模型的构建 由于提出DNA的双螺旋模型学说,沃森和克里克及M.H.F.威尔金斯一起获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。 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。 卡文迪什实验室 沃森 沃森 克里克 我能帮你理解生物学内容 我能帮你理解晶体学原理 当时,科学家认识到: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、C、G四种碱基。 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 1′ 2′ 4′ 5′ 3′ 如何 构成 DNA的? 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 (X意味着DNA分子是螺旋的) DNA是螺旋结构 双螺旋? 三螺旋? N P N P N P N P N P N P N P N P N P N P 模型一 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部,磷酸位于内部的双螺旋结构,你觉得合理吗?为什么? 亲水 疏水 (已知碱基疏水,磷酸基团亲水) 推测: 碱基在DNA螺旋结构的内侧,磷酸在外侧。 A P T P C P G P T P 模型二 沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋内部,磷酸位于外部的双螺旋结构,但是他们让A与A、T与T、C与C、G与G配对。但是这个结构又被否定了,为什么? 我们先来分析下这四种碱基的化学结构 T P G P C P T P A P 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 碱基(N) 嘌呤 嘧啶 两个环(更长) 一个环(更短) 模型二 a.这种结构会导致什么结果? DNA的结构不稳定 A P T P C P G P T P T P G P C P T P A P A P T P C P G P T P T P G P C P T P A P 发生改变: b.那应该怎样配对呢? 沃森 克里克 查哥夫 我给你们带来一条重要信息 DNA中,A的量总是等于T的量;G的量总是等于C的量。 太感谢了,我想我知道DNA的结构了! 1952年的春天 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 查哥夫理论: 查哥夫 E.chargaff A与T配对,C与G配对 推 测 A G C T C T T G A C A G 结果发现: A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,这样组成的DNA分子具有恒定的直径,也能够解释A、T、G、C的数量关系。当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较时,发现模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 模型三 配对的碱基之间通过什么链接在一起呢? 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。 C T T G A C A G 模型: C与G之间有几个氢键? 2个氢键 3个氢键 A与T之间有几个氢键? C T T G A C A G a.这是DNA的最终结构吗? 不是,因为它还是平面结构 b.它的立体结构是? 双螺旋 c.变成双螺旋结构后会是怎样的? 平面结构: C T T G A C A G DNA双螺旋结构: 1962年,沃森、克里克、威尔金斯三人共享了当年的诺贝尔生理与医学奖,获奖理由为发现DNA为双螺旋分子结构。 威尔金斯 克里克 沃森 为什么富兰克林(R.E.Franklin)没有 ... ...