資源簡介

(共25張PPT)
3.2
DNA的結構
復習
DNA的基礎知識
①中文全稱：
②組成元素：
③基本單位：
脫氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脫氧核糖核苷酸
腺嘌呤 （A）
胸腺嘧啶（T）
鳥嘌呤 （G）
胞嘧啶 （C）
磷酸
N
含氮堿基
脫氧核糖
1′
2′
3′
4′
5′
P
Q：脫氧核糖核苷酸由什么組成？
閱讀課本P48-49，思考與討論：
①歸納出對DNA雙螺旋結構做出貢獻的科學家？
②DNA是由幾條鏈構成的，其立體結構是什么？
③DNA的基本骨架由什么物質組成，位于DNA的什么部位？
④DNA中的堿基是怎么配對，位于DNA中的哪個部位？
沃森
卡文迪什實驗室
沃森
克里克
我能幫你理解生物學內容
我能幫你理解晶體學原理
一、DNA雙螺旋結構模型的構建（P48）
當時，科學家認識到：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。
Q：如何連接成長鏈？
鳥嘌呤脫氧核苷酸
胞嘧啶脫氧核苷酸
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
腺嘌呤脫氧核苷酸
一、DNA雙螺旋結構模型的構建（P48）
活動1：構建一條脫氧核糖核苷酸單鏈。
A
T
G
C
同一條鏈的核苷酸之間通過磷酸二酯鍵進行連接！
4
1
3
5
2
0
4
1
5
2
3
0
0
0
4
1
2
3
OH
H
CH2
H
p
=
OH
O
OH
O
CH2
H
1
2
3
OH
H
4
4
在DNA單鏈上有游離磷酸基團的一端稱為5 '端
有羥基的一端稱為3'端
威爾金斯
富蘭克林
DNA衍射圖譜
（X意味著DNA分子是螺旋的）
X射線衍射技術圖譜
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
模型一
沃森和克里克嘗試了堿基位于螺旋外部，磷酸位于內部的雙螺旋結構，你覺得合理嗎？為什么？（已知：堿基疏水，磷酸基團親水）
親水
疏水
推測：堿基在DNA螺旋結構的內側，磷酸在外側。
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
兩條鏈反向平行！
模型二
沃森和克里克嘗試了堿基位于螺旋內部，磷酸位于外部的雙螺旋結構，但是他們讓A與A、T與T、C與C、G與G配對。但是這個結構又被否定了，為什么？
我們先來分析下這四種堿基的化學結構。
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
腺嘌呤（A）
鳥嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
堿基（N）
嘌呤
嘧啶
兩個環（更長）
一個環（更短）
模型二
①這種結構會導致什么結果？
②那應該怎樣配對呢？
DNA的結構不穩定！
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
發生改變：
沃森
克里克
查哥夫
我給你們帶來一條重要信息
DNA中A的量總是等于T的量；G的量總是等于C的量
太感謝了，我想我知道DNA的結構了！
腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）
鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）
查哥夫理論
A與T配對，C與G配對
推 測
模型三
結果發現：
A—T堿基對與G—C堿基對具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑，能夠解釋A、T、G、C的數量關系。當他們把用金屬材料制作的模型與拍攝的X射線衍射照片比較時，發現模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結構相符。
Q：配對的堿基之間通過什么鏈接在一起呢？
C
T
T
G
A
C
A
G
DNA的平面結構：
C
T
T
G
A
C
A
G
Q：C與G之間有幾個氫鍵？
2個氫鍵
3個氫鍵
Q：A與T之間有幾個氫鍵？
互補鏈中的堿基之間通過氫鍵連接！
單鏈中堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接！
一、DNA雙螺旋結構模型的構建（P48）
活動2：構建DNA的立體結構。
C
T
T
G
A
C
A
G
閱讀課本P50頁，總結DNA的雙螺旋結構的主要特點。
二、DNA 的結構（P50）
C
T
T
G
A
C
A
G
5’
5’
3’
3’
（1）由 條單鏈按
方式盤旋成 結構。
反向平行
雙螺旋
2
3'，5'-磷酸二酯鍵
主要特點：
絕大多數的脫氧核糖上連接著2個磷酸基團和1個堿基。
每條脫氧核苷酸鏈上都有1個游離的磷酸。1個DNA分子則有2個游離的磷酸。
二、DNA 的結構（P50）
主要特點：
（2） 和 交替連接，排列在外側，構成基本骨架； 排列在內側。
（3）堿基互補配對原則：
兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對： ； 配對。
脫氧核糖
磷酸
堿基
A與T
G與C
氫鍵
氫鍵
堿基對
含氫鍵越多，結構越穩定
G-C比例越高，DNA結構越穩定
1962年，沃森、克里克和威爾金斯三人共同獲得了諾貝爾生理學和醫學獎。
左一：威爾金斯 左三：克里克
左五：沃森
拓展
DNA分子的特性
1
穩定性
氫鍵越多，結合力越強，DNA的結構越穩定。
2
多樣性
堿基對的排列順序千變萬化。（有n對堿基對，理論上有4n種排列方式）
3
特異性
每一個DNA分子具有特定的堿基對排列順序（（A＋T）/（G＋C）的值因生物種類不同而不同）。
課后習題
1. 胞嘧啶
2. 腺嘌呤
3. 鳥嘌呤
4. 胸腺嘧啶
5. 脫氧核糖
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸
8. 堿基對
9. 氫鍵
10.一條脫氧核苷酸鏈的片段
2.請寫出圖中的1-10的名稱。
4.一條DNA單鏈的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互補鏈的序列是（ ）
A. 5'-CTATGG-3’
B. 5'-GATACC-3’
C. 5'-GGTATC-3’
D. 5'-CCATAG-3'
課后習題
C
2.DNA雙螺旋結構的主要特點
1.DNA雙螺旋模型的建構過程
4.堿基數量
的計算規律
堿基互補配對原則：A--T，G--C
內側：堿基之間通過氫鍵連接
外側：脫氧核糖和磷酸交替連接
雙鏈，雙螺旋結構
DNA雙鏈中： A=T，G=C，
A+G=T+C=50%
DNA
的結構
3.DNA的結構特性
穩定性、多樣性、特異性
本節小結

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