高中生物必修2第3章第2節(jié)dna分子的結(jié)構(gòu)4

第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)

(第1課時(shí))資料1.核酸的基本成分和基本單位:1869年，米歇爾首次從白血球的細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)核酸。1879年，科賽爾和學(xué)生經(jīng)數(shù)十年的努力，于20世紀(jì)初得到組成核酸的基本成分：?jiǎn)翁?、嘌呤堿基或嘧啶堿基、磷酸。1911年，列文發(fā)現(xiàn)單糖是五碳糖，之后于1934年發(fā)現(xiàn)核酸可被分解成含有一個(gè)含氮堿基、一個(gè)核糖或脫氧核糖和一個(gè)磷酸的片段，此組合叫核苷酸。且最終證實(shí)核酸是由五碳糖與磷酸基團(tuán)組成的長(zhǎng)鏈，每個(gè)五碳糖上再連接一個(gè)堿基。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1’2’3’4’5’含氮堿基脫氧核糖磷酸模型建構(gòu)1:脫氧核苷酸牛刀小試：請(qǐng)看課本51面基礎(chǔ)題第3題，相信你能做出正確的選擇！A—腺嘌呤G—鳥嘌呤C—胞嘧啶T—胸腺嘧啶含氮堿基種類：因此，脫氧核苷酸也有4種：腺膘呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸CTAG3,-5,磷酸二酯鍵4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44模型建構(gòu)2.一條脫氧核苷酸鏈資料年代初三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的激烈競(jìng)爭(zhēng)第一個(gè)：英國(guó)皇家學(xué)院的威爾金斯和富蘭克林實(shí)驗(yàn)室。威爾金斯1950年獲得第一張DNA纖維的X射線圖案。富蘭克林更精通X射線衍射技術(shù)，隨后拍攝了多張清晰的DNA衍射圖譜。當(dāng)時(shí)他們掌握著發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的最權(quán)威的照片和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。第二個(gè)：加州理工學(xué)院的大化學(xué)家萊納斯·鮑林實(shí)驗(yàn)室。鮑林1950年發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的a螺旋結(jié)構(gòu)。他擁有深厚的化學(xué)功底和建模的豐富經(jīng)驗(yàn)，自信對(duì)于DNA結(jié)構(gòu)的研究，別人未必是他競(jìng)爭(zhēng)的對(duì)手。第三個(gè)：英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室里1951年才結(jié)識(shí)的非正式小組，即年僅23歲的遺傳學(xué)家沃森與比他年長(zhǎng)12歲的物理學(xué)家克里克。當(dāng)時(shí)他們的課題分別是：煙草花葉病毒、多肽和蛋白質(zhì)。資歷淺薄的他們?nèi)の断嗤抖纪瑯訉?duì)DNA的結(jié)構(gòu)著迷，從1951年10月開始拼湊模型。模型建構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)DNA的平面結(jié)構(gòu)中含幾條脫氧核苷酸鏈？鏈的排列方向有什么特點(diǎn)？

DNA的空間結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？誰(shuí)攻克了這些難題，取得最后的勝利，摘取了桂冠？請(qǐng)閱讀課本47至48面的故事，從中你就能得到滿意的答案，并思考它帶給你的啟示。X衍射技術(shù)是用X光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù)。根據(jù)圖像可以推測(cè)分子大致的結(jié)構(gòu)和形狀。DNA衍射圖譜資料3：威爾金斯和富蘭克林的DNA的X射線衍射圖問題：沃森和克里克根據(jù)衍射圖譜及有關(guān)數(shù)據(jù)推算出什么結(jié)論？DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)此時(shí)已清楚的和未解決的問題：已清楚的：根據(jù)威爾金斯和富蘭克林的X射線衍射的研究，已清楚DNA是由許多亞單位堆積而成的一種長(zhǎng)鏈多聚體，有著不變的直徑，其亞單位有著規(guī)則的螺旋形狀。未解決的：DNA是單鏈螺旋還是雙鏈或三鏈螺旋呢？鏈的排列方向有什么特點(diǎn)？堿基在螺旋的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？它們之間是如何相互作用的？資料4：沃森和克里克的多次嘗試他們最初提出的是三股螺旋的DNA，但當(dāng)請(qǐng)來威爾金斯和富蘭克林討論時(shí)，但因數(shù)據(jù)不符，此模型被否定。隨后他們根據(jù)富蘭克林后來更清晰的DNA衍射照片，經(jīng)計(jì)算后建立了雙螺旋模型。威爾金斯和富蘭克林用X射線數(shù)據(jù)分析后，證實(shí)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是正確的。根據(jù)多張衍射圖譜，富蘭克林還發(fā)現(xiàn)DNA在翻轉(zhuǎn)1800后看起來還是一樣，沃森和克里克由此得出DNA的兩條鏈?zhǔn)?/p>

的結(jié)論。于是沃森和克里克又開始嘗試不同的雙螺旋模型，與威爾金斯和富蘭克林提供的數(shù)據(jù)信息相吻合。

反向

兩條鏈中的堿基是排在外側(cè)，還是在內(nèi)側(cè)？

模型構(gòu)建中最大的問題——兩條鏈的連接——即堿基是如何配對(duì)的。ACGT腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶

胸腺嘧啶請(qǐng)猜想：根據(jù)4種堿基的結(jié)構(gòu)式，如何配對(duì)才能保證DNA有著不變的直徑這一結(jié)論？

查哥夫（E.Chargaff,1905--）奧地利著名生物化學(xué)家.定量測(cè)定了多種生物DNA中堿基的含量。提出了查哥夫法則，即T與A物質(zhì)的量相等，且G與C的物質(zhì)的量相等。資料5：化學(xué)家的幫助聯(lián)想一下，像什么？

1953年４月２５日，英國(guó)的《自然》雜志刊登了美國(guó)的沃森和英國(guó)的克里克在英國(guó)劍橋大學(xué)合作的成果，ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型，這一成就后來被譽(yù)為２０世紀(jì)以來生物學(xué)方面最偉大的發(fā)現(xiàn)，也被認(rèn)為是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志．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(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)．沃森和克里克最終取得成功，帶給我們哪些啟示？AAATTTGGGGCCCATCDNA平面結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖交替連接,構(gòu)成基本骨架；2.外側(cè)：堿基對(duì)

內(nèi)側(cè):3.堿基通過氫鍵連接，遵循互補(bǔ)配對(duì)原則：A=TG=C二.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：由兩條鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。5,5,3,3,小結(jié)：DNA的組成和結(jié)構(gòu)可用五四三二一表示五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、G、C、T，組成四種脫氧核苷酸三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條長(zhǎng)鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈一種結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)【課堂反饋】

1．下面是DNA的分子的結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1－10的名稱。12345678109GTCA1.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.