第DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、第第2 2節(jié)節(jié) dnadna分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)作為遺傳物質(zhì)，作為遺傳物質(zhì)，dnadna是怎樣儲(chǔ)是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？又是怎樣決定存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？生物性狀的？一、一、dnadna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1953年，年，沃森和克里克沃森和克里克建立了建立了dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；1962年，年，沃森、克里克沃森、克里克和和威爾金斯威爾金斯三人因這一研究成果而共同獲得了三人因這一研究成果而共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 沃森：沃森：沃森是美國(guó)沃森是美國(guó)分子生物學(xué)家分子生物學(xué)家。1928年年4月月6日生于美日生于美國(guó)芝加哥，

2、國(guó)芝加哥，1947年畢業(yè)于芝加哥大學(xué)，取得學(xué)士學(xué)位，然年畢業(yè)于芝加哥大學(xué)，取得學(xué)士學(xué)位，然后進(jìn)印第安納大學(xué)研究生院深造，后進(jìn)印第安納大學(xué)研究生院深造，1950年獲博士學(xué)位后去年獲博士學(xué)位后去丹麥哥本哈根大學(xué)從事噬菌體研究，丹麥哥本哈根大學(xué)從事噬菌體研究，1951年年1953年在英年在英國(guó)劍橋大學(xué)國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室卡文迪什實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修。進(jìn)修。 克里克：克里克：克里克克里克原為物理學(xué)家，后成為著名的分子生物原為物理學(xué)家，后成為著名的分子生物學(xué)家學(xué)家。1916年年6月月8日生于英國(guó)北安普敦，日生于英國(guó)北安普敦，1937年獲倫敦大年獲倫敦大學(xué)學(xué)士學(xué)位。第二次世界大戰(zhàn)期間參加英國(guó)海軍制造磁性學(xué)學(xué)士學(xué)

3、位。第二次世界大戰(zhàn)期間參加英國(guó)海軍制造磁性水雷的工作。水雷的工作。1947年年1949年在劍橋斯特蘭奇韋斯實(shí)驗(yàn)室年在劍橋斯特蘭奇韋斯實(shí)驗(yàn)室工作。工作。1949年年1953年在劍橋大學(xué)年在劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)物理學(xué)實(shí)卡文迪什實(shí)驗(yàn)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)室工作。工作。 威爾金斯：威爾金斯：生物物理學(xué)家生物物理學(xué)家。威爾金斯和克里克都是物理。威爾金斯和克里克都是物理學(xué)家，他們?cè)诘诙问澜绱髴?zhàn)中參加過美國(guó)的一項(xiàng)軍事工學(xué)家，他們?cè)诘诙问澜绱髴?zhàn)中參加過美國(guó)的一項(xiàng)軍事工程程“曼哈頓計(jì)劃曼哈頓計(jì)劃”，制造世界上第一顆原子彈，后來又，制造世界上第一顆原子彈，后來又參加了美國(guó)海軍新型武器的研制。由于他們害怕原子武器參加了

4、美國(guó)海軍新型武器的研制。由于他們害怕原子武器的巨大殺傷力和害怕承擔(dān)道義上的責(zé)任，故而轉(zhuǎn)向生物學(xué)的巨大殺傷力和害怕承擔(dān)道義上的責(zé)任，故而轉(zhuǎn)向生物學(xué)研究。研究。當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)dnadna的認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)：dnadna分子是以分子是以4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸為單位連接而為單位連接而成的長(zhǎng)鏈，這成的長(zhǎng)鏈，這4 4種脫氧核苷酸分別含有種脫氧核苷酸分別含有a a、t t、c c、g g四種堿基四種堿基。p脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基agct腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸

5、 鳥嘌呤鳥嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸 胞嘧啶胞嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸p脫氧脫氧核糖核糖ap脫氧脫氧核糖核糖tp脫氧脫氧核糖核糖gp脫氧脫氧核糖核糖c 19511951年春天沃森和克里克以威爾金斯和富蘭年春天沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克林提供的克林提供的dnadna衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推算出推算出dnadna分子呈分子呈螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)。 不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型：不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型：堿基位于堿基位于螺旋的外部。螺旋的外部。 新的雙鏈螺旋：磷酸新的雙鏈螺旋：磷酸脫氧核糖骨架安排在脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部；但螺旋外部，堿基安排在

6、螺旋內(nèi)部；但相同堿相同堿基進(jìn)行配對(duì)，基進(jìn)行配對(duì)，a-aa-a、t-tt-t。 1234含堿基含堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸5a gc tacgt腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 19511951年沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克年沃森和克里克以威爾金斯和富蘭克林提供的林提供的dnadna衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推算出推算出dnadna分子分子呈螺旋結(jié)構(gòu)呈螺旋結(jié)構(gòu)。 不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型：不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型：堿基位堿基位于螺旋的外部。于螺旋的外部。 新的雙鏈螺旋：磷酸新的雙鏈螺旋：磷酸脫氧核糖骨架安排脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿

7、基安排在螺旋內(nèi)部；但在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部；但相相同堿基進(jìn)行配對(duì)，同堿基進(jìn)行配對(duì)，a-aa-a、t-tt-t。 19521952年春天，沃森和克里克從生物化學(xué)家年春天，沃森和克里克從生物化學(xué)家查哥夫那里得到重要信息：腺嘌呤（查哥夫那里得到重要信息：腺嘌呤（a a）的）的量總是等于胸腺嘧啶（量總是等于胸腺嘧啶（t t）的量；鳥嘌呤）的量；鳥嘌呤（g g）的量總是等于胞嘧啶（）的量總是等于胞嘧啶（c c）的量。于）的量。于是構(gòu)建出是構(gòu)建出新的新的dnadna模型。模型。思考與討論思考與討論 1、dna是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？的立體結(jié)構(gòu)？ 2、dn

8、a的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于它們分別位于dna的什么部位？的什么部位？ 3、dna中的堿基是如何配對(duì)的？它們位中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于于dna的什么部位？的什么部位？二、二、dnadna分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1、dna分子是由兩分子是由兩條鏈組成，這兩條鏈條鏈組成，這兩條鏈按按反向平行反向平行方式盤旋方式盤旋成成雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2、dna分子中的脫分子中的脫氧核糖和磷酸交替連氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)在內(nèi)側(cè) 3、兩條鏈上堿基通、兩條鏈上堿基通過氫

9、鍵連接成堿基對(duì)，過氫鍵連接成堿基對(duì)，并且遵循堿基互補(bǔ)配并且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：對(duì)原則：at、gc 1234含堿基含堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸5a gc t3 端5 端含堿基含堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸 1 2 3 4 5atgcatgc一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈dnadna分子的特點(diǎn)：分子的特點(diǎn)：多樣性：多樣性：一個(gè)最短的一個(gè)最短的dnadna分子也有分子也有40004000個(gè)堿基對(duì)，可個(gè)堿基對(duì)，可能的排列方式就有能的排列方式就有4 440004000種。種。特異性：特異性：不同的生物，堿基對(duì)的數(shù)目可能不同，堿不同的生物，堿基對(duì)的數(shù)目可能不同，堿基對(duì)的排列順序肯定不同?；鶎?duì)的排列順序肯定不同。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：中的脫氧核糖和磷酸交替連接的中的脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變，兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的原方式不變，兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則不變。（即結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性）則不變。（即結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性）dnadna分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。特定的