DAN分子结构详解.ppt

第二节 DNA分子的结构 此时，生物大分子结构会议在意大利举行，威尔金斯在富兰克林不知情的情况下在报告中展示了ＤＮＡ的Ｘ射线衍射照片，这给沃森留下了极深的印象。不久后，沃森来到剑桥大学遇到了克里克，他们的配合成为科学家合作的典范。物理学家出身的克里克可以帮助沃森分析衍射图谱，而沃森可以帮助克里克理解生物学的内容。 当时科学界对ＤＮＡ的认识：ＤＮＡ分子是以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、Ｇ、Ｃ四种碱基。沃森和克里克根据威尔金斯提供的ＤＮＡ衍射图谱的有关数据推算出ＤＮＡ分子呈螺旋结构。他们尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，这些模型中，碱基位于螺旋的外部。但是这些模型很快被否定了。 失败后，他们并没有放弃，很快又重新构建了一个将磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。在这个模型中是相同碱基进行配对的，即Ａ与Ａ配对，Ｔ与Ｔ配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律，于是这个模型又被抛弃了。 后来，沃森和克里克从著名生物化学家查哥夫那里得到一个重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量：鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是他们改变了碱基的配对方式，让Ａ与Ｔ配对，Ｇ与Ｃ配对，构建出新的ＤＮＡ双螺旋结构模型。结果发现：Ａ—Ｔ碱基对和Ｇ—Ｃ碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的ＤＮＡ分子具有稳定的直径，能够解释Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ的数量关系，同时也能解释ＤＮＡ的复制。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，发现两者完全相符。 思考与讨论： １、请你根据前面的资料回答有关问题 （１）ＤＮＡ是由几条链构成的，它具有怎样的立体结构？ （２）ＤＮＡ的基本骨架是由哪些物质组成的？它们位于ＤＮＡ的什么部位？ （３）ＤＮＡ中的碱基是如何配对的？它们位于ＤＮＡ的什么部位？ 2、DNA的立体结构特点 【课堂反馈】 　1．下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称。 DNA分子中各种碱基的数量关系 * 组成DNA的基本单位：脱氧核苷酸组成DNA的碱基： 胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T） 腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G） 因此，脱氧核苷酸也有4种 腺膘呤脱氧核苷酸 A 胞嘧啶脱氧核苷酸 C 鸟瞟呤脱氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 在生命的旋梯上 沃森和克里克 富兰克林1920年生于伦敦，15岁就立志要当科学家，但父亲并不支持她这样做。她早年毕业于剑桥大学，专业是物理化学。1945年，当获得博士学位之后，她前往法国学习X射线衍射技术。她深受法国同事的喜爱，有人评价她 “从来没有见到法语讲的这么好的外国人”。1951年，她回到英国，在伦敦大学国王学院取得了一个职位 。 在那时候，人们已经知道了脱氧核糖核酸（DNA）可能是遗传物质，但是对于DNA的结构，以及它如何在生命活动中发挥作用的机制还不甚了解。就在这时，富兰克林加入了研究DNA结构的行列——在相当不友善的环境下。她负责起实验室的DNA项目时，有好几个月没有人干活。同事威尔金斯不喜欢她进入自己的研究领域，但他在研究上却又离不开她。他把她看作搞技术的副手，她却认为自己与他地位同等，两人的私交恶劣到几乎不讲话。在那时的科学界，对女科学家的歧视处处存在，女性甚至不被准许在大学的高级休息室里用午餐。她们无形中被排除在科学家间的联系网络之外，而这种联系对了解新的研究动态、交换新理念、触发灵感极为重要。 富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在她的研究中派上了用场。 X射线是波长非常短的电磁波。医生通常用它来透视，而物理学家用它来分析晶体的结构。当X射线穿过晶体之后，会形成衍射图样——一种特定的明暗交替的图形。不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分析这种图形人们就能知道组成晶体的原子是如何排列的。富兰克林精于此道，她成功的拍摄了DNA晶体的X射线衍射照片。 这个故事的结局有些伤感。当1962年沃森、克里克和威尔金斯获得诺贝尔生理学或医学奖的时候，富兰克林已经在4年前因为卵巢癌而去世。按照惯例，诺贝尔奖不授予已经去世的人。此外，同一奖项至多只能由3个人分享。由于富兰克林的突出贡献，人们总在猜想：假如富兰克林活着，她会得奖吗？性别差异是否会成为公平竞争的障碍？当然，现在这个问题已经永远是一个迷了。今天，科技界对富兰克林的工作给予很高评价。 磷酸、脱氧核糖 交替连接—— 构成基本骨架； 碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对 3.内侧: 2.外侧： 1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构； 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱