【教学课件】第2节DNA分子的结构.ppt

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1、第第2 2节节 DNA DNA分子的结构分子的结构作为遗传物质，作为遗传物质，DNADNA是怎样储是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？生物性状的？一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建1953年，年，沃森和克里克沃森和克里克建立了建立了DNA双螺旋结构模型；双螺旋结构模型；1962年，年，沃森、克里克沃森、克里克和和威尔金斯威尔金斯三人因这一研究成果而共同获得了三人因这一研究成果而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔生理学或医学奖。沃森：沃森：沃森是美国沃森是美国分子生物学家分子生物学家。1928年年4月月6日生于美日生于美国芝加哥，

2、国芝加哥，1947年毕业于芝加哥大学，取得学士学位，然年毕业于芝加哥大学，取得学士学位，然后进印第安纳大学研究生院深造，后进印第安纳大学研究生院深造，1950年获博士学位后去年获博士学位后去丹麦哥本哈根大学从事噬菌体研究，丹麦哥本哈根大学从事噬菌体研究，1951年年1953年在英年在英国剑桥大学国剑桥大学卡文迪什实验室卡文迪什实验室进修。进修。克里克：克里克：克里克克里克原为物理学家，后成为著名的分子生物原为物理学家，后成为著名的分子生物学家学家。1916年年6月月8日生于英国北安普敦，日生于英国北安普敦，1937年获伦敦大年获伦敦大学学士学位。第二次世界大战期间参加英国海军制造磁性学学士学位

3、。第二次世界大战期间参加英国海军制造磁性水雷的工作。水雷的工作。1947年年1949年在剑桥斯特兰奇韦斯实验室年在剑桥斯特兰奇韦斯实验室工作。工作。1949年年1953年在剑桥大学年在剑桥大学卡文迪什实验物理学实卡文迪什实验物理学实验室验室工作。工作。威尔金斯：威尔金斯：生物物理学家生物物理学家。威尔金斯和克里克都是物理。威尔金斯和克里克都是物理学家，他们在第二次世界大战中参加过美国的一项军事工学家，他们在第二次世界大战中参加过美国的一项军事工程程“曼哈顿计划曼哈顿计划”，制造世界上第一颗原子弹，后来，制造世界上第一颗原子弹，后来又参加了美国海军新型武器的研制。由于他们害怕原子武又参加了美国海

4、军新型武器的研制。由于他们害怕原子武器的巨大杀伤力和害怕承担道义上的责任，故而转向生物器的巨大杀伤力和害怕承担道义上的责任，故而转向生物学研究。学研究。当时科学界对当时科学界对DNADNA的认识的认识：DNADNA分子是以分子是以4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸为单位连接而为单位连接而成的长链，这成的长链，这4 4种脱氧核苷酸分别含有种脱氧核苷酸分别含有A A、T T、C C、G G四种碱基四种碱基。P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基AGCT腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 鸟

5、嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸P脱氧脱氧核糖核糖AP脱氧脱氧核糖核糖TP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖C19511951年春天沃森和克里克以威尔金斯和富兰年春天沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的克林提供的DNADNA衍射图谱的有关数据为基础，衍射图谱的有关数据为基础，推算出推算出DNADNA分子呈分子呈螺旋结构螺旋结构。不同的双螺旋和三螺旋结构模型：不同的双螺旋和三螺旋结构模型：碱基位于碱基位于螺旋的外部。螺旋的外部。新的双链螺旋：磷酸新的双链螺旋：磷酸脱氧核糖骨架安排在脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部；但螺旋外部，碱基安排在螺旋内部；

6、但相同碱相同碱基进行配对，基进行配对，A-AA-A、T-TT-T。1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GC TACGT腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶19511951年沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林年沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的提供的DNADNA衍射图谱的有关数据为基础，推衍射图谱的有关数据为基础，推算出算出DNADNA分子分子呈螺旋结构呈螺旋结构。不同的双螺旋和三螺旋结构模型：不同的双螺旋和三螺旋结构模型：碱基位于碱基位于螺旋的外部。螺旋的外部。新的双链螺旋：磷酸新的双链螺旋：磷酸脱氧核糖骨架安排在脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部

7、；但螺旋外部，碱基安排在螺旋内部；但相同碱相同碱基进行配对，基进行配对，A-AA-A、T-TT-T。19521952年春天，沃森和克里克从生物化学家查年春天，沃森和克里克从生物化学家查哥夫那里得到重要信息：腺嘌呤（哥夫那里得到重要信息：腺嘌呤（A A）的量）的量总是等于胸腺嘧啶（总是等于胸腺嘧啶（T T）的量；鸟嘌呤（）的量；鸟嘌呤（G G）的量总是等于胞嘧啶（的量总是等于胞嘧啶（C C）的量。于是构建）的量。于是构建出出新的新的DNADNA模型。模型。思考与讨论思考与讨论1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？立体结构？2、DNA的基本骨架是由哪些物质

8、组成的？的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于它们分别位于DNA的什么部位？的什么部位？3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？的什么部位？二、二、DNADNA分子的结构分子的结构结构特点：结构特点：1、DNA分子是由两分子是由两条链组成，这两条链条链组成，这两条链按按反向平行反向平行方式盘旋方式盘旋成成双螺旋双螺旋结构结构2、DNA分子中的脱分子中的脱氧核糖和磷酸交替连氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成接，排在外侧，构成基本骨架；碱基排列基本骨架；碱基排列在内侧在内侧3、两条链上碱基通、两条链上碱基通过氢键连接成碱基对，过氢键连接成碱基对

9、，并且遵循碱基互补配并且遵循碱基互补配对原则：对原则：AT、GC 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GC T3 端5 端含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸 1 2 3 4 5ATGCATGC一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链氢键氢键氢键氢键AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNADNA分子的特点：分子的特点：多样性：多样性：一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方

10、式就有4 440004000种。种。特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）则不变。（即结构的稳定性）DNADNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNADNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。根据碱基互补配对原则，推导相关公式。根据碱基互补配对原则，推导相关公式。【课堂反馈课堂反馈】右图是右图是DNA的分子的分子的结构模式图，说出图的结构模式图，说出图中中110的名称。的名称。12345678109GTCA