DNA分子的結(jié)構(gòu)省賽一等獎(jiǎng)

DNA分子的結(jié)構(gòu)一、１９５３年美國(guó)科學(xué)家沃森（Ｗatson)和英國(guó)科學(xué)家克里克（Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。沃森、克里克和英國(guó)物理學(xué)家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)。左一：威爾金斯左三：克里克左五：沃森沃森、克里克成功背后的英雄奧地利量子物理學(xué)家埃爾文·薛定諤ErwinSchro—dinger，1887—1961認(rèn)為物理學(xué)和化學(xué)規(guī)律同樣可以應(yīng)用于細(xì)胞及基因的研究。這本書使許多青年物理學(xué)家開(kāi)始注意生命科學(xué)中提出的問(wèn)題，引導(dǎo)人們用物理學(xué)、化學(xué)方法去研究生命的本性。三大學(xué)派的代表生物化學(xué)學(xué)派美國(guó)加州理工學(xué)院化學(xué)家鮑林實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)學(xué)派英國(guó)倫敦皇家學(xué)院的威爾金斯和富蘭克林信息學(xué)派劍橋大學(xué)的沃森和克里克物理學(xué)家羅莎琳德·弗蘭克林——射線晶體學(xué)領(lǐng)域的英格蘭玫瑰拍攝的DNA晶體的射線衍射照片，這張照片正是發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。英國(guó)射線晶體衍射技術(shù)專家羅莎琳德·弗蘭克林R．Franlin，1920—19581950年，鮑林等利用射線技術(shù)研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，提出蛋白質(zhì)是長(zhǎng)鏈分子，并發(fā)現(xiàn)了α螺旋結(jié)構(gòu)。對(duì)蛋白質(zhì)研究的成功，大大激勵(lì)了他們把該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于DNA分子結(jié)構(gòu)研究。1952年底，鮑林等人明確提出DNA分子并非單鏈結(jié)構(gòu)，而可能是雙鏈或三鏈的螺旋體。生物化學(xué)家鮑林——兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)克里克和沃森受到啟示，根據(jù)衍射照片試著搭建雙螺旋結(jié)構(gòu)閱讀47頁(yè)科學(xué)小故事并思考下列問(wèn)題。結(jié)構(gòu)時(shí)，科學(xué)界對(duì)DNA已有的認(rèn)識(shí)是什么？

2沃森和克里克先后分別提出了哪些模型？3沃森和克里克分別利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？

脫氧核苷酸基本單位：P脫氧核糖含氮堿基磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸元素組成：C、H、O、N、P1911年，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)核苷酸的種類和連接方式胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）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(niǎo)瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸組成脫氧核苷酸的堿基：兩條鏈中的堿基是排在外側(cè)，還是在內(nèi)側(cè)？問(wèn)題一問(wèn)題二四種堿基之間是怎樣配對(duì)的？用紫外分光分度法和紙層析法等技術(shù)，對(duì)多種生物DNA做堿基定量分析表DNA的來(lái)源ATGC小鼠24.124.821.921.8豬肝25.726.720.520.5酵母23.224.118.717.5小麥24.828.123.122.8不同沃森、克里克成功背后的英雄——奧地利生物化學(xué)家埃爾文·查哥夫結(jié)果表明：腺嘌呤A與胸腺嘧啶T，鳥(niǎo)嘌呤G與胞嘧啶C比值接近1：1，這就是現(xiàn)在眾所周知的DNA分子的“堿基配對(duì)”原則。DNA的來(lái)源ATGC小鼠24.124.821.921.8豬肝25.726.720.520.5酵母23.224.118.717.5小麥24.828.123.122.8從查哥夫的數(shù)據(jù)中你能獲得什么信息幫助沃森和克里克解決所遇到的問(wèn)題？再思考：為什么只能是A配T，G配C，不能是A配C，G配T？A與T通過(guò)兩個(gè)氫鍵相連，G與C通過(guò)三個(gè)氫鍵相連，使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物，占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化合物，占有空間小。而DNA分子的兩條鏈的距離是固定的?？死锟撕臀稚艿絾⑹荆鶕?jù)衍射照片試著搭建雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)梳理·夯實(shí)教材基礎(chǔ)1構(gòu)建者：美國(guó)生物學(xué)家和英國(guó)物理學(xué)家。2過(guò)程沃森克里克脫氧核苷酸DNA衍射圖譜A=T,G=CTC1威爾金斯和富蘭克林通過(guò)對(duì)DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)2沃森和克里克構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型中，脫氧核糖—磷酸骨架排列在螺旋外部，堿基排列在螺旋內(nèi)部3沃森和克里克研究DNA分子的結(jié)構(gòu)時(shí)，運(yùn)用了構(gòu)建物理模型的方法×正誤判斷·矯正易混易錯(cuò)√√分子中，外側(cè)由什么連接而成？?jī)?nèi)側(cè)是什么？3兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？4兩堿基之間靠什么連接？的模型嗎？【思考】分子由幾條鏈組成，有什么立體結(jié)構(gòu)？這兩條鏈有什么特點(diǎn)？P41352oP413520PPP41352oP413520PP【模型建構(gòu)】DNA雙鏈AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連結(jié)起來(lái)，形成堿基對(duì)，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。二、DNA分子的結(jié)構(gòu)（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型①DNA分子中兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基通過(guò)氫鍵相連形成堿基對(duì)；②DNA分子的基本骨架固定不變。問(wèn)題思考：1不同DNA分子的基本骨架是否相同？請(qǐng)說(shuō)明理由。2DNA分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，你知道為什么嗎？相同。不同DNA分子的基本骨架都是磷酸與脫氧核糖分子交替排列連接提示提示AAATTTGGGGCCCATCＤＮＡ結(jié)構(gòu)中的哪個(gè)結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的哪個(gè)結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？?jī)蓷l長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。？DNA分子的特點(diǎn)：2多樣性3特異性不同的生物，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。1穩(wěn)定性ＤＮＡ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)的原則不變,即結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性DNA分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化。特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。1胞嘧啶2腺嘌呤3鳥(niǎo)嘌呤4胸腺嘧啶5脫氧核糖6磷酸7胸腺嘧啶脫