什么是DNA计算机？？？

DNA双螺旋结构 　　1952年,奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff,1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量, DNA双螺旋结构 发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等,鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等.这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系,形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念. 编辑本段DNA双螺旋结构的发现 DNA双螺旋结构的提出者 　　1953年2月,沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的 美国科学家詹姆斯·沃森 DNA晶体X射线衍射照片,这一下激发了他们的灵感.他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构,而且分析得出了螺旋参数.他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断,并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架,方向相反；碱基在螺旋内侧,两两对应.一连几天,沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型.1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了.

沃森、克里克

发现DNA分子双螺旋结构的是美国的沃森和英国的克里克。在1940年代末，人们已经知道，DNA是一种细长的高分子化合物，由一系列脱氧核苷酸链构成，脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成，碱基有4种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。在1951年，很多科学家对DNA的结构研究展开了一场竞赛。当时有两个著名的DNA分子研究小组，一个是以著名的物理学家威尔金斯和化学家富兰克林为首的英国皇家学院研究小组，他们主要用X射线衍射来研究DNA结构。一个是以著名化学家鲍林为首的美国加州理工大学研究小组，他们主要用模型建构法研究DNA结构，并且已经用该方法发现蛋白质a螺旋。1951年2月，威尔金斯将富兰克林拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片在意大利举行的生物大分子结构会议上展示，一直对DNA有浓厚兴趣的沃森看到这张图时，断定DNA的结构是一个螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他把这种想法告诉了他的合作者克里克，得到了克里克的认可。沃森和克里克构建DNA分子结构模型的工作始于1951年秋。他们用模型构建法，仿照著名化学家鲍林构建蛋白质α螺旋模型的方法，根据结晶学的数据，用纸和铁丝搭配脱氧核苷酸。他们构建了一个又一个模型，都被否定了。但沃森坚持认为，DNA分子可能是一种双链结构。之后他们分别完成了以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架，碱基排在外面的双螺旋结构，和以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架，碱基排在内部，且同型碱基配对的双螺旋结构。1952年，生物化学家查伽夫报道了他对不同生物DNA进行分析的结果。查伽夫的结果表明，虽然在不同生物的DNA之间，4种脱氧核苷酸的数量和相对比例很不相同，但无论哪种物质的DNA中，都有A=T和G=C，这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。之后，克里克的朋友，理论化学家格里菲斯通过计算表明，DNA的4种脱氧核苷酸中，A必须与T成键，G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致。随后，鲍林以前的同事多诺告诉沃森，A-T和G-C配对是靠氢键维系的。以上这些工作，就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G=C配对结构的基础。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日。根据这个模型，DNA分子是一个双螺旋结构，每一个螺旋单位包含10对碱基，长度为34埃（1埃=10-10米）。螺旋直径为20埃。4月15日，沃森和克里克关于该模型的第一篇论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的结构模型》在《自然》（Nature）杂志上发表。1962年，沃森、克里克和威尔金斯分享了诺贝尔医学和生理学奖，以表彰他们对DNA结构研究的杰出贡献。沃森和克里克

DNA的基本单位是脱氧核苷酸。DNA的组成：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。1、一级结构是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸（核苷酸），通过3",5"－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体，以及其基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序。每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖（脱氧核糖）+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（adenine，缩写为A），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T），胞嘧啶（cytosine，缩写为C）和鸟嘌呤（guanine，缩写为G）。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A=T ，C=G 查伽夫规则（即碱基互补配对原则）。2、二级结构是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一类是左手双螺旋，如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋，是称为B型的水结合型DNA，在细胞中最为常见（如图）。也有的DNA为单链，一般见于病毒，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键，G与C之间可以形成三个氢键，使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链，由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上，氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度，使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子，整个DNA分子形成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周，故旋转一周（螺距）是3.4nm，这是β-DNA的结构，在生物体内自然生成的DNA几乎都是以β-DNA结构存在。3、三级结构是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类，并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时，双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就是双螺旋产生张力，如果DNA分子两端是开放的，这种张力可通过链的转动而释放出来，DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的，或者是环状分子，这种张力就不能通过链的旋转释放掉，只能使DNA分子本身发生扭曲，以此抵消张力，这就形成超螺旋，是双螺旋的螺旋。4、四级结构核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体），这可看作是核酸的四级水平的结构。主要类别：1、单链DNA单链DNA（single－stranded DNA）大部分DNA以双螺旋结构存在，但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA，这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。2、闭环DNA闭环DNA（closed circular DNA）没有断口的双链环状DNA，亦称为超螺旋DNA。由于具有螺旋结构的双链各自闭合，结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成三级结构。另外如果一条或二条链的不同部位上产生一个断口，就会成为无旋曲的开环DNA分子。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有闭环和开环这二种分子。可根据两者与色素结合能力的不同，而将两者分离开来。3、连接DNA连接DNA (Linker DNA）：核小体中除147bp核心DNA 外的所有DNA。4、模板DNA模板DNA可以是单链分子，也可以是双链分子，可以是线状分子，也可以是环状分子（线状分子比环状分子的扩增效果稍好）。就模板DNA而言，影响PCR的主要因素是模板的数量和纯度。5、互补DNA互补DNA（cDNA,complementary DNA）构成基因的双链DNA分子用一条单链作为模板，转录产生与其序列互补的信使RNA分子，然后在反转录酶的作用下，以mRNA分子为模板，合成一条与mRNA序列互补的单链DNA，最后再以单链DNA为模板合成另一条与其互补的单链DNA，两条互补的单链DNA分子组成一个双链cDNA分子.因此，双链cDNA分子的序列同转录产生的mRNA分子的基因是相同的.所以一个cDNA分子就代表一个基因.但是cDNA仍不同于基因，因为基因在转录产生mRNA时，一些不编码的序列即内含子被删除了，保留的只是编码序列，即外显子.所以cDNA序列都比基因序列要短得多，因为cDNA中不包括基因的非编码序列---内含子。

DNA概述　　DNA即脱氧核糖核酸（英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称去氧核糖核酸，是染色体的主要组成成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA.　　DNA分子特性　　稳定性　DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键形成的碱基对,使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外,碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力,它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。现在普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。再有,双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键,可以减少双链间的静电斥力,因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。　　多样性 DNA分子由于碱基对的数量不同,碱基对的排列顺序千变万化,因而构成了DNA分子的多样性。例如,一个具有4 000个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息是4种,即10种。　　特异性 不同的DNA分子由于碱基对的排列顺序存在着差异,因此,每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序,这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。　　发现，发展　　DNA结构的发现是科学史上最具传奇性的“章节”之一。发现ＤＮＡ结构是划时代的成就，但发现它的方法是模型建构法，模型建构法就像小孩子拼图游戏一样的“拼凑”法。而在这场“拼凑”中表现最出色的是沃森和克里克。　　1928年4月6日，沃森出生于美国芝加哥。16岁就在芝加哥大学毕业，获得动物学学士学位，在生物学方面开始显露才华。22岁时取得博士学位，随后沃森来到英国剑桥大学的卡文迪什实验室，结识了早先已在这里工作的克里克，从此开始了两人传奇般的合作生涯。克里克于1916年6月8日生于英格兰的北安普敦，21岁在伦敦大学毕业。二战结束后，来到剑桥的卡文迪什实验室，克里克和沃森一样，对DNA有着浓厚的兴趣，从物理学转向研究生物学。　　当时人们已经知道，ＤＮＡ是一种细长的高分子化合物，由一系列脱氧核苷酸链构成，脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成，碱基有４种。在1951年，很多科学家对DNA的结构研究展开了一场竞赛。当时有两个著名的DNA分子研究小组，一个是以著名的物理学家威尔金斯和化学家富兰克林为首的英国皇家学院研究小组，他们主要用X射线衍射来研究DNA结构。一个是以著名化学家鲍林为首的美国加州理工大学研究小组，他们主要用模型建构法研究DNA结构，并且已经用该方法发现蛋白质a螺旋。　　1951年2月，威尔金斯将富兰克林拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片在意大利举行的生物大分子结构会议上展示，一直对DNA有浓厚兴趣的沃森看到这张图时，激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，根据此图他断定DNA的结构是一个螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他把这种想法告诉了他的合作者克里克，得到了克里克的认可。　　沃森和克里克构建DNA分子结构模型的工作始于1951年秋。他们用模型构建法，仿照著名化学家鲍林构建蛋白质α螺旋模型的方法，根据结晶学的数据，用纸和铁丝搭配脱氧核苷酸。　　他们构建了一个又一个模型，都被否定了。但沃森坚持认为，DNA分子可能是一种双链结构。因为自然界中的事物，很多是成双成对的，细胞中的染色体也是成对的。之后他们分别完成了以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架，碱基排在外面的双螺旋结构(如图一)，和以脱氧核糖和磷酸交替排 　　列为基本骨架，碱基排在内部，且同型碱基配对的双螺旋结构（如图二）。　　1952年，生物化学家查伽夫访问剑桥大学时向报道了他对人、猪、牛、羊、细菌和酵母等不同生物DNA进行分析的结果。查伽夫的结果表明，虽然在不同生物的DNA之间，4种脱氧核苷酸的数量和相对比例很不相同，但无论哪种物质的DNA中，都有A=T和G=C，这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。1952年7月，查伽夫访问卡文迪什实验室时，向克里克详细解释了A:T=G:C=1:1的法则。之后，克里克的朋友，理论化学家格里菲斯通过计算表明，DNA的4种脱氧核苷酸中，A必须与T成键，G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致。随后，鲍林以前的同事多诺告诉沃森，A-T和G-C配对是靠氢键维系的。以上这些工作，就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G—C配对结构的基础。　　至此，DNA模型已经浮现。2月28日，沃森用纸板做成4种碱基的模型，将纸板粘到骨架上朝向中心配对，克里克马上指出，只有两条单链的走向相反才能使碱基完善配对，这正好与X光衍射资料一致。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日。根据这个模型，DNA分子是一个双螺旋结构，每一个螺旋单位包含10对碱基，长度为34埃（1埃=10-10米）。螺旋直径为20埃。4月15日，沃森和克里克关于该模型的第一篇论文在《自然》（Nature）杂志上发表。　　DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。　　有人说沃森和克里克的诺贝尔奖是站在“巨人的脚趾”上获得的，我不这么认为，在X光衍射照片的基础上，运用鲍林研究蛋白质螺旋的方法，综合DNA化学研究方面的资料，沃森和克里克，特别是沃森，有着更宽广的眼界，从各专家处汲取所需，而得到新的综合结果，而且这种综合结果比其各部分更伟大，这是那些不能聚木为林的专家们无法领悟到的

美国生物学家沃森 英国物理学家克里克为主富兰克林提供DNA分子衍射图谱奥地利生物化学家提供A=T C=G就是碱基互补配对原则

1953年，沃森和克里克共同提出了DNA 分子的双螺旋结构，标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段。DNA双螺旋结构的提出开始,便开启了分子生物学时代.分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段,使遗传的研究深入到分子层次,"生命之谜"被打开,人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径.在以后的近50年里,分子遗传学,分子免疫学,细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现,一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明,DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景.在人类最终全面揭开生命奥秘的进程中,化学已经并将更进一步地为之提供理论指导和技术支持.

水：生命活动的介质环境水是生物体的第一大化合物，含量在50%以上，甚至可达99%。人体的含水量随年龄增长而减少，从新生儿80%到老年的55%。地球表面的70%为水覆盖，水是地球表面最丰富的物质，水在地球表面以三种状态同时存在。液态水是良好的极性溶剂，很多物质都能溶于水中，众多的化学反应在水中能非常好的进行。生命现象主要是生物体内一系列生物化学反应的外部体现，因此，水是生命存在的介质环境，没有水就没有生命。水分子的形状是一个等腰三角形，分子内O-H间的键长约为0.0965nm，H-O-H键角为104.5°。氢原子的电子由于氧原子核的强力吸引而偏向氧，结果使氢被氧化而呈正电，氧呈负电。由于氧原子只有两对电子是与质子（氢原子核）共享的，在8电子壳层中还有两对电子暴露在O-H的外部，这两对电子吸引相邻水分子上的正电，从而形成氢键。因此，水分子通过氢键而相互连接起来。水与其他分子的负电性原子形成键能大致相同的氢键，例如羧基中的-OH基团中的氧或蛋白质-NH基团中的氮都可与水分子的氢形成氢键。在分子中如果含有-OH、-NH等极性基团的分子与电负性强的原子也能形成氢键。在蛋白质分子中，存在着大量的氢键，从而使蛋白质的结构得到加固。氢键在加固核酸的特殊结构中也起着重要的作用。此外，水还能够和一些小分子有机化合物形成氢键。氢键的键能大约只有共价键的十分之一，幅度较小的温度变化就可以使氢键断开。这就使得带氢键的结构具有显著的柔顺性，使它们能随着内外环境的变化而变化。生物体内物质的运输是依赖水良好的流动性完成的，另外水还有恒温、润滑等多种作用。无机盐：参与和调节新陈代谢无机盐在细胞里含量很小，人体内的无机盐大约占5%左右，种类很多，含量最多的无机盐是钙和磷盐约占无机盐含量的一半左右，主要沉积在骨骼和牙齿中，无机盐的另一半大多以水合离子状态存在于体液中。由于无机盐的种类多样，因此功能不一。总体来说，无机盐有如下功能：1．构成骨骼和牙齿的无机成分，对身体起支撑作用。骨骼中无机物约占1/3，有机物占2/3。存在于骨骼中的无机盐主要是钙和磷，有机物主要是蛋白质。有机物使骨骼具有韧性，无机盐使骨骼具有硬度。骨骼中的钙磷盐是体液中钙磷盐的贮存场所（钙磷库）。2．维持生命活动的正常生理环境。Na+、Cl-、K+、HPO42-在维持细胞内外液的容量方面起着重要的作用。体内各种酶的作用需要相对恒定的pH，体液的缓冲系统由这些盐类构成，发挥稳定氢离子浓度的功能。同样，无机盐对肌肉、心肌的应激性的维持也有重要的作用。3．参与或调节新陈代谢。体内很多酶需要离子结合才具有活性，有些离子可以增强或抑制酶的活性。某些离子参与物质转运、代谢反应、信息传递等多种功能。无机盐是机体新陈代谢的重要调节和参与因素。蛋白质：生命活动的主要表现者蛋白质是生物体的第二大化合物，在细胞的干重中，约一半以上是蛋白质，在活细胞中的含量在15%以上。蛋白质是大分子物质，分子量在6000至百万道尔顿。蛋白质的英文名叫做protein，源自希腊文προτο，它是“最原初的”，“第一重要的”意思。“朊”这个词就是根据protein的原意翻译的，但由于蛋白质一词沿用已久，所以“朊”并未被广泛采用。蛋白质在生物体内占有特殊的地位。蛋白质和核酸构成原生质中的主要成分，而原生质是生命现象的物质基础。蛋白质是生命的结构基础和功能基础。蛋白质广泛地存在于细胞膜、液态基质、细胞器、核膜、染色体等结构中，蛋白质中的一半左右是酶-生物催化剂，细胞中众多的化学反应由酶分子催化。蛋白质种类众多，功能各异，总体来说，蛋白质具有下述功能：1．催化和调控：体内物质代谢的一系列化学反应几乎都是由酶催化的。体内各组织细胞各种代谢的进行和协调，都与蛋白质的调控功能密切相关。2．在协调运动中的作用：肌肉收缩是一种协调运动，肌肉的主要成分是蛋白质，肌肉收缩是肌肉中多种蛋白质组装成的粗丝、细丝完成的，从微观上看是细胞内微丝、微管的活动，精子、纤毛的运动等都与蛋白质的作用有关。3．在运输及贮存中的作用：蛋白质在体内物质的运输和贮存中起重要作用。例如，全身各组织细胞时刻不能缺少的氧分子，就是由血红蛋白运输的；氧在肌肉中的贮存靠肌红蛋白来完成。铁在细胞内需与铁蛋白结合才能贮存。4．在识别、防御和神经传导中的作用：体内各种传递信息的信使需与特异的受体相互识别，受体多为蛋白质，可见蛋白质在信息传递过程中起重要作用，另外，抗体对抗原的结合，神经冲动的传递等也是蛋白质参与完成的。因此，蛋白质是生命过程中的主要分子，是生命现象的主要“演员”，蛋白质-生命的体现者。糖：生命活动的主要能源物质糖在动物体内是四大类生物分子中含量最小的，但糖类是草食动物及人体消化吸收最多的食物成分（不计水），原因在于吸收的糖类消耗很快（能源物质）、可大量转化为脂肪贮存及糖原贮存量较小造成的。糖是多羟基醛或多羟基酮类化合物。糖的基本单位是单糖，如葡萄糖、果糖等。多数单糖有链式和环式两种结构，并且环式结构存在α和β两种异构体，三者之间可以相互转化。由单糖可以聚合成双糖、寡糖、多糖。双糖如蔗糖（葡萄糖-果糖二聚体）、麦芽糖（葡萄糖二聚体）和乳糖（半乳糖二聚体），多糖的典型代表是植物中的淀粉和动物体的糖原。糖在植物体中贮存较多，在动物体相对含量较小。动物体不能由无机物合成糖，动物体内的糖最初都是由植物提供的，植物通过光合作用能将二氧化碳和水合成为糖。糖在体内有以下两方面的功能：1．细胞的重要能源物质：动物体摄取糖后，大量的糖是作为能源物质被使用。糖在体内氧化，释放能量，释放的能量以热散发维持体温和贮存于ATP、磷酸肌酸中以供生命活动所用。动物体摄取的糖如果有剩余，能够合成肝糖原和肌糖原以贮存糖，但量相对较小，一个中等身材的人只能贮存约500g左右的糖原。糖在身体内很容易转化为高度还原的能源贮存形式脂肪，贮存于脂肪组织，以供糖缺乏的时候给身体提供能量。2．糖在细胞内与蛋白质构成复合物，形成糖蛋白和蛋白聚糖，广泛地存在与细胞间液、生物膜和细胞内液中，它们有些作为结构成分出现，有些作为功能成分出现。因此，糖蛋白和蛋白聚糖也是生命现象的“演员”。核酸：生命活动的主宰者核酸在体内含量很少，分为两类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。RNA主要有信使核糖核酸（mRNA）、转运核糖核酸（tRNA）和核糖核蛋白体核糖核酸（rRNA）三种。核酸是重要的生物大分子，是生物化学与分子生物学研究的重要对象和领域。生物的特征是生物大分子决定的。生物大分子有四类：核酸、蛋白质、多糖和脂质复合物。糖和脂质的合成由酶（蛋白质）催化完成，它们与蛋白质在一起，增加了蛋白质结构与功能的多样性。蛋白质的合成取决于核酸；然而生物功能通过蛋白质来实现，包括核酸的合成也需要蛋白质的作用。因此，生物体内最重要的大分子物质是DNA、RNA和蛋白质。由生物大分子和有关生物分子与无机分子或离子共同构成生物机体不同层次的结构；生物大分子之间以及与其他分子之间的相互作用决定了一切生命活动。概括地说，核酸（主要是DNA）是生命的操纵者，蛋白质是生命的表现者，糖和脂肪是生命的能源物质，磷脂是生物膜的结构基础，水是生命存在的介质环境，无机盐参与和调节新陈代谢。G. Mendel于1865年发现豌豆杂交后代性状分离和自由组合的遗传规律。F. Miescher于1868年发现核酸（当时称核素），细胞学家和遗传学家曾猜测核素可能与遗传有关。19世纪开始知道有两类核酸，直到20世纪40年代才了解DNA和RNA都是细胞的重要组成物质，前者可引起遗传性状的变化，后者可能参与蛋白质的生物合成。50年代初生物学家开始接受DNA是遗传物质的观点。1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型，才从分子结构上阐明了其遗传功能。半个世纪以来，核酸研究已经成为生物化学与分子生物学研究的核心和前沿，其研究成果改变了生命科学的面貌，也促进了生物技术产业的迅猛发展，充分表明这类物质有重要的生物功能。核酸的功能主要有以下三点：1．DNA是主要的遗传物质：DNA分布在细胞核内，是染色体的主要成分，而染色体是基因的载体。细胞内的DNA含量十分稳定，而且与染色体数目平行。基因是染色体上占有一定位置的遗传单位。基因有三个基本属性：一是可通过复制，将遗传信息由亲代传给子代；二是通过转录表达产生表型效应；三是可突变形成各种等位基因。但有些病毒的基因组是RNA，基因是RNA的一个片段。一些可作用于DNA的物理化学因素均可引起DNA突变从而引起遗传性状的改变。DNA的突变是生物进化的基础，即突变的累积导致生物进化。2．RNA参与蛋白质的生物合成：实验表明，由3类RNA共同控制着蛋白质的生物合成。核糖体是蛋白质合成的场所。过去以为蛋白质肽键的形成是由核糖体的蛋白质所催化，称转肽酶。1992年H. F. Noller等证明23S rRNA具有核酶活性，能够催化肽键形成。rRNA约占细胞总RNA的80%，它是装配者并起催化作用。tRNA占细胞总RNA的15%，它是转换器，携带氨基酸并起解译作用。mRNA占细胞总RNA的3~5%，它是信使，携带DNA的遗传信息并起蛋白质合成的模板作用。3．RNA功能的多样性：20世纪80年代RNA的研究揭示了RNA功能的多样性，它不仅是遗传信息由DNA传递到蛋白质的中间传递体，虽然这是它的核心功能，。归纳起来，RNA有5类功能：①控制蛋白质合成；②作用于RNA转录后加工与修饰；③基因表达和细胞功能的调节；④生物催化与其他细胞持家功能；⑤遗传信息的加工与进化。病毒RNA是上述功能RNA的游离成分。生物体通过DNA复制，而使遗传信息由亲代传给子代；通过RNA转录和翻译而使遗传信息在子代得到表达。RNA具备诸多功能，无不关系着生物机体的生长和发育，其核心作用是基因表达的信息加工和调节。脂类：生命的备用能源和生物膜的结构基础脂类是动物体内的第三大类物质。脂类大都是非极性物质，很难溶于水，脂类分为脂肪和类脂两大类。脂肪是由甘油和脂肪酸缩合而成，类脂有磷脂、胆固醇及胆固醇酯等形式。脂肪的含量不稳定，是体内贮存的能源物质，变化很大，称为可变脂或贮脂，一般成年男性脂肪占体重的10~20%。磷脂由于是细胞的结构成分，因此含量是稳定的，称固定脂或膜脂，约占体重的5%。1． 三脂酰甘油（脂肪）的丙三醇头部是亲水的，而3条脂肪酸尾部是疏水的。2． X基团是极性的，常见的有胆碱、乙醇胺、丝氨酸等。3． 磷脂和糖脂只有2条或1条疏水性尾部，其余都是亲水的，因此磷脂和糖脂很容易形成油与水的分界膜。脂类的主要作用有以下三点：1．脂肪是贮存的能源物质：脂肪是高度还原的能源物质，含氧很少，因此相同质量的脂肪和糖相比氧化释放的能量很多，可达糖的两倍以上，并且由于脂肪疏水，因此可以大量贮存，但脂肪作为能源物质的缺点也是明显的，因为疏水，所以脂肪的动员速度比亲水的糖要慢。脂肪主要的贮存部位是皮下、大网膜、肠系膜和脏器周围，贮存量可达15~20kg，足以维持一个人一个月的能量需要。2．磷脂是生物膜的结构基础：磷脂是脂肪的一条脂肪酸链被含磷酸基的短链取代的产物，因为这条磷酸基链的存在，使磷脂的亲水性比脂肪的大，能够自发形成磷脂双分子层膜。生物膜的骨架就是磷脂双分子层，再加上一系列的蛋白质和多糖就构成生物膜。生物膜在细胞中是广泛存在的，因此，一个细胞的膜表面积很大。膜分隔细胞的空间使不同类的化学反应可以在不同的区间完成而不互相干扰，很多化学反应在膜的表面上进行。神经元细胞由于树突轴突的存在，细胞膜面积十分巨大，因此神经组织是体内含磷脂最丰富的组织。3.胆固醇的衍生物是重要的生物活性物质：胆固醇可在肝脏转化为胆汁酸排入小肠，胆汁酸可以乳化脂类食物而加速脂类食物的消化；7-脱氢胆固醇可在皮肤中（日光照射下）转化为维生素D3，然后在肝脏和肾脏的作用下形成1，25-（OH）2-D3，通过促进肠道和肾脏对钙磷的吸收使骨骼牙齿得以生长发育；胆固醇可在肾上腺皮质转化为肾上腺皮质激素和性激素；胆固醇可在性腺转化为性激素。另外，不饱和脂肪酸也是体内其他一些激素或活性物质的代谢前体，胆固醇也作为生物膜的结构成分出现。脂类物质是贮存的能源物质、生物膜的结构成分和体内一些生理活性物质的代谢前体。DNA分子DNA即脱氧核糖核酸（英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称去氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA.DNA分子就是带有以上特征结构的分子。DNA结构的发现是科学史DNA结构的发现是科学史上最具传奇性的“章节”之一。发现DNA结构是划时代的成就，但发现它的方法是模型建构法，模型建构法就像小孩子拼图游戏一样的“拼凑”法。而在这场“拼凑”中表现最出色的是沃森和克里克。1928年4月6日，沃森出生于美国芝加哥。16岁就在芝加哥大学毕业，获得动物学学士学位，在生物学方面开始显露才华。22岁时取得博士学位，随后沃森来到英国剑桥大学的卡文迪什实验室，结识了早先已在这里工作的克里克，从此开始了两人传奇般的合作生涯。克里克于1916年6月8日生于英格兰的北安普敦，21岁在伦敦大学毕业。二战结束后，来到剑桥的卡文迪什实验室，克里克和沃森一样，对DNA有着浓厚的兴趣，从物理学转向研究生物学。当时人们已经知道，DNA是一种细长的高分子化合物，由一系列脱氧核苷酸链构成，脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成，碱基有4种。在1951年，很多科学家对DNA的结构研究展开了一场竞赛。当时有两个著名的DNA分子研究小组，一个是以著名的物理学家威尔金斯和化学家富兰克林为首的英国皇家学院研究小组，他们主要用X射线衍射来研究DNA结构。一个是以著名化学家鲍林为首的美国加州理工大学研究小组，他们主要用模型建构法研究DNA结构，并且已经用该方法发现蛋白质a螺旋。1951年2月，威尔金斯将富兰克林拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片在意大利举行的生物大分子结构会议上展示，一直对DNA有浓厚兴趣的沃森看到这张图时，激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，根据此图他断定DNA的结构是一个螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他把这种想法告诉了他的合作者克里克，得到了克里克的认可。沃森和克里克构建DNA分子结构模型的工作始于1951年秋。他们用模型构建法，仿照著名化学家鲍林构建蛋白质α螺旋模型的方法，根据结晶学的数据，用纸和铁丝搭配脱氧核苷酸。他们构建了一个又一个模型，都被否定了。但沃森坚持认为，DNA分子可能是一种双链结构。因为自然界中的事物，很多是成双成对的，细胞中的染色体也是成对的。之后他们分别完成了以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架，碱基排在外面的双螺旋结构(如图一)，和以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架，碱基排在内部，且同型碱基配对的双螺旋结构（如图二）。1952年，生物化学家查伽夫访问剑桥大学时向报道了他对人、猪、牛、羊、细菌和酵母等不同生物DNA进行分析的结果。查伽夫的结果表明，虽然在不同生物的DNA之间，4种脱氧核苷酸的数量和相对比例很不相同，但无论哪种物质的DNA中，都有A=T和G=C，这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。1952年7月，查伽夫访问卡文迪什实验室时，向克里克详细解释了A:T=G:C=1:1的法则。之后，克里克的朋友，理论化学家格里菲斯通过计算表明，DNA的4种脱氧核苷酸中，A必须与T成键，G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致。随后，鲍林以前的同事多诺告诉沃森，A-T和G-C配对是靠氢键维系的。以上这些工作，就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G—C配对结构的基础。至此，DNA模型已经浮现。2月28日，沃森用纸板做成4种碱基的模型，将纸板粘到骨架上朝向中心配对，克里克马上指出，只有两条单链的走向相反才能使碱基完善配对，这正好与X光衍射资料一致。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日。根据这个模型，DNA分子是一个双螺旋结构，每一个螺旋单位包含10对碱基，长度为34埃（1埃=10-10米）。螺旋直径为20埃。4月15日，沃森和克里克关于该模型的第一篇论文在《自然》（Nature）杂志上发表。DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。

DNA双螺旋研究大事年表1869年 医生米歇尔（Miescher F）发现，在伤口脓液细胞的核中有一种酸性物质，它由蛋白质和另一种化合物构成。米歇尔为后者起名为核酸，这便是今天我们所认识的脱氧核糖核酸—DNA。1919年 雷文讷（Levene P A） 提出，在DNA中有4种核苷酸，它们接续排列。1928年 格里菲斯（Griffith F）发现，在热灭活的肺炎双球菌中有一种物质，可使携带它的活体细菌发生遗传性变化。他称这种现象为“转化”(transformation)。1938年 西格纳（Signer R）等发现，DNA的分子量可高达500000至1000000。因此，雷文讷的4核苷酸结构必定是一条长链。1944年 阿瑞里（Arery O）等从化学上辨明, 格里菲斯的“转化”是基于DNA，并且明确提出：DNA是基因材料。1949年 查伽夫（Chargaff E）报告，在不同的DNA片断中碱基的组成是不同的。全部嘌呤(即A和G)的总合大约等于全部嘧啶(即T和C)的总和。并且，A与T数量相等，G与C的数 量也相等。1949年 凡特列里（Vendrely R〕等发现，在人体性细胞核中DNA的数量只及体细胞的一半。1951年 富兰克林通过X射线衍射区分了两种类型(A型和B型)的DNA。1952年 何舍衣（Hershey A）等发现，在病毒感染细菌的过程中，进入细菌细胞的只是病毒的核酸，而没有病毒蛋白，并且病毒可在细菌内部繁衍后代。1952年 富兰克林获得了极为清晰的B型DNA－X射线的衍射图。该图直接了当地显示出DNA的螺旋结构：螺旋的轴向周期是3.4nm，并且在0.34nm处另有很强的反射。这些定量结果与我们现在对DNA的认识完全一致：盘绕螺旋轴的每一圈有10个核苷酸，螺距是3.36nm。1953年 4月25日《Nature》刊出了沃森和克里克等具有里程碑意义的三篇论文。1954年 物理学家伽莫夫（Gamow G）提出，DNA对蛋白质的合成起编码作用。1955年 本策（Benzer S）分析了一种病毒的DNA精细结构，区分了沿DNA链的单个碱基。1957年 克里克提出“中心法则”：生命体的遗传信息在于DNA中核苷酸的次序，它决了 各种蛋白质中氨基酸的排列顺序。1958年 梅赛尔森（Meselson M）等用放射性同位素跟踪细胞分裂过程，展示了DNA链的半保留复制:双螺旋在复制之前必须先解开，旧链作为模板为两条新链的合成提供信息，同时旧链本身又成为新双螺旋的一部分。1958年 柯恩贝克（Kornberg A）等分离出DNA聚合酶，从生物化学的角度证明：这种酶在DNA复制中 起“复印机”的作用。新链的碱基与模板链碱基互补配对，即A对T，C对G；两条新链合成的运行方向是相反的。1961年 尼伦贝克（Nirenberg M）等阐明，核苷酸的次序可以编码氨基酸，从而为破译基因编码奠定了基础。1962年 诺贝尔医学奖授予沃森、克里克和威尔金斯。然而，曾对DNA双螺旋结构的发现 作出决定性贡献的女科学家富兰克林，却因英年早逝(1958年死于癌症，年仅37岁)未能登上诺贝尔领奖台。

糖蛋白：糖类分子与蛋白质分子共价结合形式形成的蛋白质。糖基化修饰使蛋白质分子的性质和功能更为丰富和多样。分泌蛋白质和质膜外表面的蛋白质大都为糖蛋白。蛋白质二级结构:指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕的方式。二级结构主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角。常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的，氢键是稳定二级结构的主要作用力。 同工酶：具有相同底物，但电泳迁移率不同的酶。可来源于多个基因座或等位基因的表达，也可能是基因翻译后形成的。DNA双螺旋结构：1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量， DNA双螺旋结构发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念。抗生素：抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。现临床常用的抗生素有微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下万种。P/O比 指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生的ATP分子数。NADH的P/O比为3，ATP是在3个不连续的部位生成的：第一个部位是在NADH和辅酶Q之间（NADH脱氢酶）；第二个在辅酶Q和细胞色素C之间（细胞色素C还原酶）；第三个在细胞色素a和氧之间（细胞色素c氧化酶）。 呼吸过程中，消耗的O2和产生的ATP分子数之比。一般为3，即2e－通过呼吸链传至O2所产生的ATP的分子数。 NADH途径产生ATP为2.5,FADH2产生ATP为1.5

1953年4月25日，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在英国《自然》杂志上发表了描述DNA双螺旋结构的论文，这短短两页论文所披露的研究成果已成为20世纪人类科学史上最重要的里程碑事件。50年来，这一科学事件已经以各种方式影响了我们的生活，并将长久地影响着人类的科技和文明进程。为了纪念这一划时代的科学发现，探讨生命科学在新世纪的发展趋势，本刊日前特邀部分知名学者座谈，畅谈这一重大发现的意义及深刻的启示。DNA双螺旋发现的科学意义为什么说DNA双螺旋发现的意义重大？沃森和克里克所选的DNA双螺旋这一点，正好抓住了生命科学物质基础里最关键的分子，才产生这么大的意义。由此看来，怎么才能够抓住那些最重要的问题，是在科学上有所创新的关键。李载平：为什么说DNA双螺旋发现的意义重大？科学上的许多工作虽然都是做在某一点上，但这个点选得准不准意义是不一样的。沃森和克里克所选的DNA双螺旋这一点，正好抓住了生命科学物质基础里最关键的分子，才产生这么大的意义。50年以来的发展也越来越清楚地证明，要研究生命科学就要知道生命世界和非生命的物质世界有什么不同，这个不同主要在于生命系统有两个特点，一是遗传，另一个是发育。无论植物或动物，都能从种子或胚胎这些很简单的系统发育成非常复杂的成体。DNA分子正好“肩负重任”，把遗传和发育两方面的工作都负担起来了。根据沃森写的那本《双螺旋》看，他就是想抓住基因是怎样荷载信息的。我觉得他正是抓住了生命科学研究领域里最重要的分子的结构，所以一旦这个突破了，意义就大了。然后由它衍生出来的一些陆陆续续的科研成果，像中心法则、mRNA、遗传密码等一大堆成果，都取得了诺贝尔奖，（在这个领域的研究先后产生了几十位诺贝尔奖获得者）。为什么呢？就是因为他们抓住了最关键的东西。有一篇访谈里写得很有意思，与其说沃森和克里克让DNA有名了，不如说是DNA让他俩出名了。所以，怎么才能够抓住那些最重要的问题，是在科学上有所创新的关键。赵寿元：我同意李载平先生对沃森和克里克发现双螺旋工作的评价。从遗传学角度来讲，实际上遗传学到目前为止解决了三个问题：首先要解决的是为什么会遗传，上代和下代为什么相像？这是孟德尔和摩尔根解决的，由当时被孟德尔称为“遗传因子”、1908年被定为“基因”的物质来传递。基因排列在染色体上，一分为二可以传给下一代。由于有基因把遗传信息传递下来，所以才会有种瓜得瓜、种豆得豆。这是孟德尔和摩尔根的主要贡献，也就是阐明了传递遗传信息要通过基因。探讨基因是什么引出了第二个问题。摩尔根预言，基因是一种化学实体，一种有机分子，但那时他还不知道就是DNA。明确遗传物质是DNA，这第二个问题就解决了。而沃森和克里克正是解决了DNA是怎么把遗传信息传递下去的问题。基因之所以能传递遗传信息，是因为它是一个双链，这个双链上的四个碱基是互补的，这样一个母链就能被分为两个子链，每条子链带的信息跟母链相同。从遗传学的角度讲，过去是从杂交来看，如果性状改变了就说明基因发生了改变，这是从外面看到里面；知道了DNA是遗传物质以后，就可以把DNA分离出来、把基因克隆出来，在体外把基因改变以后（通过表达）看看它的功能有什么改变（从里面看到外面），这样就可以直接研究基因的功能，这就开辟了一条新路，不但提升了对生命现象的认识，而且可以由实验操作来验证，这是非常了不起的事情。吴家睿：我先来谈一下从历史学的角度来看DNA双螺旋发现的意义。我比较同意刚才赵先生、李先生说的，DNA双螺旋的发现实际上是一个对统一性、简单性的追求，这里暗含了一个还原论的思想，就是说，所有体系哪怕是像生命这么复杂的系统，都可以用最简单的物理学定律来解释，或者倒过来说，再复杂的系统也要服从最简单的规律。正因为有了这种还原论的思想，才有了随之而来的生物学的发展，因为它基本是一种实验室的操作，把复杂的现象变成一个简单的现象来加以解释。但还原论在今天也遇到了一些新的挑战，尽管我们可以将（复杂的生命现象）还原到一个简单的DNA分子，但是，理解了DNA双螺旋分子是不是就等于揭示了生命现象了呢？举个最简单的例子，癌症直到现在都无法被攻克，这说明什么，说明复杂的生命现象还不能简单地用还原论来加以解释。基因组的功能实际上就不是一个单独的基因的行为，而是成千上万个基因作用的结果。在人的基因组里，只有2％到2.5％是基因编码序列，80％是别的非编码序列，那么这些序列跟基因有什么关系呢？光DNA双螺旋结构是不能解释的。进一步讲，这2％中也有成千上万种基因，这些基因之间的关系又是什么？这些以现有的生命科学知识很难给出一个完整的解释。生物学、物理学交融互补的成果未来分子生物学要再创辉煌，真正解开生命起源之谜，不仅要依靠生物学本身的新转变，而且还需要生物学借以为基础的数学、物理学、化学等学科愈益深入的新进展，如此才能促成新世纪生物学的伟大革命。沈：我是学物理，又是教物理的，不免时时由衷地赞叹并颂扬：美哉，物理！其实，最美的或许是生命科学，因为它揭示了生命的本质、生命的意义。就如DNA双螺旋结构，具有明显的对称性，也相当简洁明了，并通过碱基的互补配对而变得十分规则。难怪沃森等人当这模型一建成，便意识到“如此雅致美观的结构非存在不可”。从审美观点而论，各学科本亦相通；可谓美的东西往往不至于失真。20世纪四、五十年代，有不少人在探索DNA的结构，为什么沃森和克里克会捷足先登？这两人可算得绝妙的互补型搭配：沃森是热衷于利用物理方法研究生命物质之分子结构的生物学家，克里克是醉心于探讨生命物质遗传学机制的物理学家。幸运的是，已有许多科学家做了大量有效的前期工作，而他俩能博采众长、充分利用已有的成果。他俩的长处，或许是对X射线技术及其探测结果非常重视，特别是克里克，对这门技术相当娴熟；从对X衍射图的正确分析出发，而能灵活、果断地设定DNA的空间结构。洞察探测结果，又加上丰富的想象力，自然就比别人走前了一步。而最重要的，我以为大概是“时势造英雄”吧。当时，生物学从实验到学科本身的发展，已到了试图从分子水平揭示生命本质的阶段，物理学和化学的进步，从概念、原理到方法和实验手段，已为生命物质的深层次研究准备了足够的条件。生物学与物理学、化学的结合势在必行，分子生物学正待破土而出，克里克和沃森这两位作为应运而生的弄潮儿就登上了历史舞台。最近几天重读了薛定谔的名著《生命是什么》，觉得薛定谔的一些观点含义颇深。不说具体的观点，只说一个总体论断。他说：“我们必须去发现在生命物质中占支配地位的新物理学定律”，这新原理不是别的，“只不过是量子论原理的再次重复”。分子生物学50年的发展历史正好证明了生命物质运动变化并不违背物理学的一些基本定律，而且在描述生命物质的分子之间、分子内粒子之间的相互作用时，需要借助于量子力学原理及其非线性的拓展形式。从长远看，生命科学的深层次研究必然会导致物理学产生新的突破。未来分子生物学要再创辉煌，真正解开生命起源之谜，不仅要依靠生物学本身的新转变，而且还需要生物学借以为基础的数学、物理学、化学等学科愈益深入的新进展，以及借以为研究工具的高新技术如计算技术、信息技术等等“更上一层楼”，如此才能促成新世纪生物学的伟大革命。由此宏伟目标来看，某些高校重视生物学系科的建设，又加强对非生物学专业学生的生命科学基础知识的教学，应当说是极其必要的。赵寿元：我认为，做到学科间的交叉这一点非常重要。双螺旋的发现就是很典型的生命科学和物理学的结合。1931年，量子学鼻祖尼尔斯·玻尔写过一篇文章《光与生命》，他提出，根据牛顿物理学的概念，世界上凡是在相同条件下，不论任何物质都服从同样的规律，因此，生命科学也可以用物理学的观点进行研究，而一旦用物理学方法研究，生命科学一定会上升到更高的阶段。他的学生德尔布吕克开始对噬菌体进行研究，他确定噬菌体是最简单的生命物质，它没有像其他生命体那样具有那么复杂的遗传系统，但它也能进行复制，但在噬菌体复制规律的研究中能否发现以前没有发现的物理学规律，所以他才着眼于噬菌体的研究。德尔布吕克后来在哈佛大学开了一个有关噬菌体的讲习班，沃森正是那个讲习班的成员，大学时他原本最喜欢的是鸟类学，后来听了德尔布吕克的讲习班后才转入生物化学领域的研究。此时在英国剑桥大学卡文迪许实验室里就是用X光衍射来研究蛋白质、噬菌体。所以当时沃森到了剑桥后，就着手与克里克合作，用X光衍射来研究核酸。这两个人的合作可以看作是生物学家和X光晶体学家走到了一起，当时他俩都受到了薛定谔1943年发表的演讲《生命是什么？》（后于1944年出版）的影响，在这之中，薛定谔对生命科学中很多基本的现象用物理学的概念进行解释，比如遗传密码的概念，染色体的非周期性结构等等。可以说，双螺旋结构的发现是物理学家长期介入，并真正参与和生物学家共同研究的结果。现在在斯坦福大学实行的Bio－X实际上就是这种好风气的延续。我看到一个报道说，斯坦福大学Bio－X的工作已经重点转向本科生与研究生的课程，除了已经在生物学界很有建树的科学家相互讨论研究外，更重要的是让Bio－X的思想真正渗入到学生的课程中去，只有把生物跟其他学科的基础打扎实，才可能在今后有所建树、有所发展。吴家睿：其实现在又到了新一轮的需要多学科交叉的时代。自从DNA双螺旋开辟了这么一个分子生物学实验科学的时代后，到现在我们发现，现有的工具不够了，于是就考虑能否从数学或物理学领域的新方法中找到需要的东西，把它们与生命科学再一次紧密结合起来。像复旦的Bio－X沙龙、交大的Bio－X中心等就是这种思想的体现。赵寿元：物理学的介入对生命科学很重要。当时的物理学家之所以要进入生命科学领域研究生物学，他们是基于两个目的：一个是想看看在生命活动过程当中，现有的物理学规律能否解释生命的现象，另一个是想知道在生命科学中能否发现一些新的、迄今还不知道的新的物理学规律。因此他们把生物作为研究对象回归到物理学的本身。但目前为止，我的看法是并没有找到新的物理学规律，生命现象基本上还是一个生命物质的运动，而生命物质的基本构成与物理无机物是相同的，所以，基本的规律是遵从现有的物理化学规律。李载平：但另一方面，物理学家那种思维方式和追求在生物学上还是取得了很大的成功。为什么呢？因为物理学家试图追求最基本、最简单的（对象），那么在生物学界存在这种最基本最简单的（对象）吗？过去，生物学家的研究是专门找不同的东西，发现一个细菌首先看它和其他细菌有什么差别，生物学家用这种方法考虑问题的太多，换个角度去追求相同点的却比较少，而追求“简单”与“同一”恰好是物理学家擅长的思维方法，所以我觉得，物理学家在这方面的介入很成功。如果是从前，谁能想象到世界上那么多复杂的生物，他们的遗传物质都是DNA，比如人和噬菌体的遗传密码几乎是一样的。当年达尔文提出进化论的时候，有人问他为什么树和人也有亲缘关系，达尔文答不出，但现在从遗传角度来看，树的遗传密码和人的也一样，所以把人的基因放到植物里去也能表达，同样把人的胰岛素放到细菌里也能表达出胰岛素来，这就是说生物界有着通用的遗传密码。这么个简单的规律把整个生物界变成一个“大一统”，所以这种追求简单的思维方式我觉得还是取得了很大的成功。DNA双螺旋带来的启示沃森和克里克确实很聪明，但他们的成功更重要的在于一种原创性的思维，这个非常重要。这种原创性的思维，恰恰是我们在教育中要注意培养的。从遗传学的角度来说，双螺旋模型解决了遗传信息是怎么传递的这一问题，它的意义已远远走出了基因的范畴，在整个生命科学里都举足轻重。陈蓉霞：沃森和克里克得奖以后确实有不少非议，比如，查伽夫讲过他们的工作是取巧的，不过是运气很好罢了。应该说，查伽夫的碱基配对理论对双螺旋工作是非常有启发的，可以想象，查伽夫为此不知在实验室中度过了多少日日夜夜，但从沃森有关发现双螺旋一书中的描写来看，他似乎没有花多少时间在科研上，难怪后来会有不少人对他们提出一些看法。对此我觉得，一方面沃森和克里克确实很聪明，但可能更重要的是，他们成功在于一种原创性的思维，这个非常重要，并不是说研究一个复杂课题，你就必须天天在实验室里才能做出来。这种原创性的思维，恰恰是我们在教育中要注意培养的。我记得看双螺旋那本书时有一个情节给我的印象特别深：有一次，查伽夫问克里克，他研究的碱基的分子式是怎样的，克里克总是说他写不出来，后来查伽夫就很轻蔑地说，你竟然连这个东西都写不出来，还想研究双螺旋，克里克不服气，辩解道这种分子式只要回去查书，每一本教科书上都能查得到，没有必要把它背出来。看到这里我非常感慨，在我们的教育中就是让学生们背的东西太多了。赵寿元：值得指出的是，这些重大的发现在发现的当时并没有像现在一样能那么看清楚它的重大意义，就拿沃森和克里克的工作来说，他们的文章仅仅只有两页，登在《Nature》上面，很短很小的文章，当时也没有特别引起学术界的轰动，为什么呢？我举个例子：双螺旋模型是1953年提出，得诺贝尔奖是1962年，1953年到1962年间每年都是有生理学奖的，而他们是隔了9年之后才得了诺贝尔奖。当年得化学奖的是搞血红蛋白和肌红蛋白的肯德鲁和佩鲁茨。他们的文章是1960年发表的，1962年就得了诺贝尔奖，为什么呢，是因为当时对蛋白质作用的认识比较传统，一开始的时候很多人都认为基因是蛋白质，包括摩尔根，后来才证明是DNA。像这样有重大意义的科学发现或伟大成果，在当时的学术界都没有引起像现在这么多的重视和轰动；这件事给我们的一个启示是，我们对于一个基础研究的学术成果的评价恐怕主要要留给时间做评价，让历史做评价，而不是靠当时的炒作，有不少所谓的重大成果当时很轰动，但隔了一、两年以后它就烟消云散了。所以我的意见是，从遗传学的角度来说，双螺旋模型解决了遗传信息是怎么传递的这一问题。而现在来看，它的意义已远远走出了基因的范畴，在整个生命科学里都举足轻重。结合沃森和克里克发现双螺旋结构这一事件并联系我们国家的情况，我觉得至少有两点应加以注意：第一，重大基础理论研究的成果有待于历史、时间来做结论和评价，这是最客观、最公正的，只要是真正有价值的工作，哪怕它被埋没的时间很长，它的光芒最终还是会显露出来，不会被永远埋没的，像孟德尔学说被埋没了35年，最后不是照样显露出它的光芒了吗？沃森和克里克的成果也是一样；第二，对基础研究方向的重大决策，切忌掺入非学术的眼光，要真正地广泛听取科学家的意见来作出正确的决策。关注基因伦理问题“人类”跟“人”是有差别的，人是有尊严的，在社会中生存的人有人格、有隐私权，但作为“人类”来讲，并不涉及所谓的“尊严”问题。经典的进化论已经说明人是由低等动物进化而来的，人和老鼠、猴子的DNA相似这一事实有什么可耻的吗？在讨论伦理学时，就要注意一些问题。陈蓉霞：对于发现双螺旋结构的意义，我就不再赘述它带来的种种正面影响了，只是我看到最近有个现象，很多科普读物中都非常强调我们所有的行为，包括情感都是由基因所决定的。我们向来都很崇拜科学，觉得科学家讲的东西都有道理，这样会不会走向“基因决定论”而产生一些负面影响呢？从西方的观点来看，他们始终有两种张力，一种强调任何事情都必须寻求一个最终的原因（源头），扩展到生物学范畴的代表思想就是认为我们所有的一切都是由基因决定的，不少生物学家是这一思想的拥护者，包括社会生物学的开创者威尔逊，他们持有的观点是，“这是一个由基因决定一切的时代”，基因是不是能够决定一切，这个问题已经跨越了生物学的界限，应该有更多的学科来积极参与。吴家睿：生命是独特的，有着它独特的价值，如果用物理学或化学来解释的话就不贴切了，所以在伦理学争论的背后，也隐藏着这个概念，不是能不能解释，而是我们愿不愿意用它来解释，西方普遍存在的一种观点是把人看作一台机器，而这样的话，人不就被贬值了吗？所以，当用DNA双螺旋来解释的时候，我们不得不考虑这个问题，当遗传信息被揭示了以后，是不是人的价值就没有了？换个角度，从商业上来看，遗传信息被揭示了以后，需要保密吗？打个比方，我们都知道，基因是决定遗传疾病的，如果一个人有遗传病，而他的基因没有保密，那么保险公司就会搜集这些信息，只找那些没病或只得小疾病的人加入保险，那么一定只赚不赔。所以国外对保险公司是否有权利搜集遗传信息展开过专门的讨论。当然还可以从伦理的角度来看，就像刚才赵老师所说的人和人类的区别，人类的基因组和老鼠的基因组一样是不是就对人是一种打击呢？这些问题都会变成一种伦理学上的问题。赵寿元：对于基因决定论，我是同意基因是中心这一观点的，这没错。为什么呢？人和猴子的基因组的差别很小，但由人的基因发育出来就是人，猴子的基因组发育出来就是猴子而不会变人，人和小鼠的也一样。我跟学生上课时，第一堂课就是讲“基因型＋环境＝表型”，这是遗传学最基本的规律，基因型只有跟环境相互作用后才决定产生怎样的表型。举个最基本的例子，农民种苹果在没熟的红苹果上贴个“喜”字，成熟后撕下来，照着阳光的一面是红的，不照阳光的地方就是青颜色的。青色部分与红色部分的基因型当然是一样的，但环境不一样。所以可见，虽然基因是起决定作用的，但基因要通过和环境相互作用以后才能够决定最终的表型，出现特定的性状。关于伦理的问题，有人说基因组的研究影响到了人类的尊严。这里需要指出的是，人类跟人是有差别的，人是有尊严的，在社会中生存的人有人格、有隐私权，但作为“人类”来讲，有何“尊严”可言？经典的进化论已经说明人是由低等动物进化而来的，人和老鼠、猴子的DNA相似这一事实有什么可耻的吗？在讨论伦理学问题的时候就要注意一些问题，比如人是从什么时候开始定义为“人”的，现在有三种说法，一种认为受精卵形成的一刹那就是人生命的开始，但体细胞可以克隆，可以不经过精卵结合、不经过受精过程，所以这种说法就有欠缺了；第二种说法认为，婴儿自母体出生以后才能算是人，那么胎儿在母亲肚子里时就不算是人，有人驳斥道，这样的话，做流产术不就等于杀人了么；第三种说法就是现在普遍由英国议会通过的怀孕14天后的胚胎算人，但严格地说是胚胎着床后发育成三层的胚层，已经具有发育成特定物种个体的“生物学独立性”了，它不可能再发育成别的个体，所以在拿怀孕14天以前的胚胎做实验是不犯法的，以后做就犯法了。但对于我们国家的伦理学，应该采取什么标准是一件相当棘手的问题，如果采取第一或第三种说法的话，就与计划生育相违背了，如果采取第二种说法，那么就应该取消对胚胎进行实验的所有的限制（因为那时候还不是人、不违法），但我们这里的伦理学家没有明确的立场，所以没有说服力。未来生命科学的突破口在完成了人类基因组测序后，还有更重大的发现、更大的挑战在等待着生命科学家。在DNA双螺旋发现50周年、人类基因组破译完毕的今天，我们也可以这样思考，就是这一切并不代表着一门科学的终结，反过来说，我们现在又面临着一个新的转折期。吴家睿：关于未来生命科学的发展，实际上在今天来说，DNA双螺旋引来的是现在的人类基因组计划以及所谓的后基因组时代，后基因组时代涉及到一个很大的问题，正如刚才李先生所说的，我们能否在测完序列后做到所谓的“破译生命遗传信息”，这实际上是一个很大的挑战，并不是说在完成了人类基因组测序后就只剩一些修修补补的工作，我认为应该是有更重大的发现在等着我们。事实上，就我们对基因组现有的理解来看，已经有很多现象是现有的知识很难解释的了，比如人和小鼠的基因组差异只有1％，这么微小的差别为什么会表现出如此巨大的物种间的差异？我曾经提出一个观点，产生这种情况不是因为它们在基因组上的差异，而是在由基因表达蛋白质的过程中，不同的蛋白质之间相互作用的差异，可能简单的生物蛋白质之间的相互作用简单，复杂的生物就相对复杂，比如同样10种蛋白质，在简单的生物中可能只有5种相互作用，到了高等生物中就可能产生20种相互作用。所以对我们来说，这些就完全是新的挑战了。未来生命科学发展的路上肯定还有着许多根本性的重大东西等待着我们去寻找，就像20世纪初的物理学那样。本世纪初的物理学原本被认为只剩下一些修修补补的东西，但忽然一下子一个巨大的变化就诞生了量子物理学、相对论，使人们对整个物理学、整个世界的看法完全改变，今天的生命科学也许也面临着这么一个关口，从双螺旋引出的结果可能跳跃到另一个我们现在无法想象的一个全新的境界里。在DNA双螺旋发现50周年、人类基因组破译完毕的今天，我们也可以这样思考，就是这一切并不代表着一门科学的终结，反过来说，我们现在似乎又找到一个平台期，如果说DNA双螺旋的发现提供给我们宽广的领域和一个有利的工具的话，那么我们现在已经基本把这个工具用得差不多了，这个领域也开拓得差不多了，我们必须跳到一个新的领域去，我觉得这是我们现在纪念DNA双螺旋发现50周年之际应该去思考的。

A代表腺嘌呤（adenine），缩写为A。DNA是一种双螺旋结构的生物大分子，其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，每个单核苷酸又由3种比较简单的化合物即磷酸、脱氧核糖和碱基各一分子组成。碱基有嘌呤和嘧啶两大类，嘌呤中主要有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，嘧啶中主要有胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这些嘌呤和嘧啶均为含氮的杂环化合物，称为含氮碱基。扩展资料DNA分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科-脱氧核糖核酸

DNA双螺旋结构1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905-2002）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。

分子能否通过磷脂双分子层及通过的速率与它的分子大小和溶解性有关。非极性小分子（如氧分子、二氧化碳分子）可以溶解于磷脂双分子层并快速穿透，属于「自由扩散」。（个人不喜欢「自由扩散」的表述。）极性小分子，在磷脂双分子层中的溶解性更小，只有分子量足够小的分子（如水分子、乙醇分子）可顺利通过双分子层，而甘油分子（92 Da）的通过稍慢，葡萄糖分子(180 Da)则几乎不能通过。所有离子和大量重要的极性分子都无法顺利通过人工磷脂双分子层，所以细胞膜需要膜转运蛋白来转运这些分子。有时，对于某些可以「自由」扩散通过细胞膜的极性分子（如水分子），细胞需要膜转运蛋白（如水通道蛋白）来实现逆浓度梯度扩散。

DNA是生物大分子。生物大分子是指生物体细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖等大分子。每个生物大分子内有几千到几十万个原子，分子量从几万到几百万以上。生物大分子的结构很复杂,但其基本的结构单元并不复杂。蛋白质分子是由氨基酸分子以一定的顺序排列成的长链。氨基酸分子是大部分生命物质的组成材料,不同的氨基酸分子有好几十种。生物体内的绝大多数酶就属于蛋白质，是生物体维持正常代谢功能所不可缺少的。扩展资料：大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于用亲子鉴定，十分方便。一个人有23对（46条）染色体，同一对染色体同一位置上的一对基因称为等位基因，一般一个来自父亲，一个来自母亲。如果检测到某个DNA位点的等位基因，一个与母亲相同，另一个就应与父亲相同，否则就存在疑问了。利用DNA进行亲子鉴定，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定，否定亲子关系的准确率几近100%，肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。参考资料：百度百科——dna百度百科——生物大分子

DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸。由重复的核苷酸单元组成的长聚合物，链宽2.2到2.6纳米，每个核苷酸单体长度为0.33纳米。尽管每个单体占据相当小的空间，但DNA聚合物的长度可以非常长，因为每个链可以有数百万个核苷酸。例如，最大的人类染色体（1号染色体）含有近2.5亿个碱基对。生物体中的DNA几乎从不作为单链存在，而是作为一对彼此紧密相关的双链，彼此交织在一起形成一个叫做双螺旋的结构。每个核苷酸由可与相邻核苷酸共价键结合的侧链骨架和含氮碱基组成，两条链上的含氮碱基通过碱基互补以氢键相连。糖与含氮碱基形成核苷，核苷与一个或多个磷酸基团结合成为核苷酸。DNA骨架结构是由磷酸与糖类基团交互排列而成。组成脱氧核糖核酸的糖类分子为环状的2-脱氧核糖，属于五碳糖的一种。磷酸基团上的两个氧原子分别接在五碳糖的3号及5号碳原子上，形成磷酸双酯键。这种两侧不对称的共价键位置，使每一条脱氧核糖核酸长链皆具方向性。双螺旋中的两股核苷酸互以相反方向排列，这种排列方式称为反平行。脱氧核糖核酸链上互不对称的两末端一边叫做5"端，另一边则称3"端。脱氧核糖核酸与RNA最主要的差异之一，在于组成糖分子的不同，DNA为2-脱氧核糖，RNA则为核糖。扩展资料DNA的双螺旋通过在两条链上存在的含氮碱基之间建立的氢键来稳定。组成DNA的四种碱基是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。所有四种碱基都具有杂环结构，但结构上腺嘌呤和鸟嘌呤是嘌呤的衍生物，称为嘌呤碱基，而胞嘧啶和胸腺嘧啶与嘧啶有关，称为嘧啶碱基。两条核苷酸链沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起，很像一座螺旋形的楼梯，两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架，而踏板就是碱基。DAN双螺旋是右旋螺旋。不同磷酸盐基团之间的凹槽仍然暴露在外。主沟宽2.2纳米，而小沟宽1.2纳米。两个凹槽的不同宽度决定了蛋白质对不同碱基的可接触性，这取决于碱基是在主沟还是小沟中。与DNA的蛋白质，如转录因子，通常与处在大沟中的碱基接触。其溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。

1 953年，美国生物学家詹姆斯u2022杜威u2022沃森（James Dewey Watson，1928—) 英国生物学家弗朗西斯u2022克里克（Francis Crick,1916—-)共同提出了脱氧核 糖核酸分子结构的双螺旋模型。这种双螺旋结构是由氢键结合在一起。这个成 功与英国物理生物学家莫里斯u2022威尔金斯(Maurice Wilkins，1916*—2004)在数据 收集方面的工作密不可分。从沃森-克里克的模型中看到，DNA由两条核苷酸链 组成，它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起，很像一座螺旋形的楼梯，两 侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架，而踏板就是碱基对。 当基因重组时，不同DNA链会断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合， 形成新DNA分子。双螺旋模型帮助科学家们更好的了解了人类的遗传过程:一 个人一般有23对(46条）染色体，同一对染色体同一位置上的一对基因称为等位 基因，一般一个来自父亲，一个来自母亲(但是组合不同这样，孩子就既有家 长的特点，又有些不同。每个人的DNA上都带有几十亿个遗传信息，而这些遗传 信息就分布在我们每个人数百亿的身体细胞内。DNA结构的研究极大地促进了 其他科学领域的研究，如个体发育、病理学、法医学等。DNA的识别功能异常强 大，科学家可以仅仅依靠一根头发就找出它的主人。1962年，沃森、克里克和威 尔金斯因推进了脱氧核糖核酸的研究而共同获得诺贝尔奖。

核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有两种（核糖、脱氧核糖），因此把核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。脱氧核糖核酸是分子结构复杂的有机化合物，作为染色体的一个成分而存在于细胞核内，功能为储藏遗传信息。1953 年美国的沃森(James Dewey Watson)、英国的克里克与威尔金斯描述了 DNA 的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。糖 -磷酸链在螺旋形结构的外面，碱基朝向里面。两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连，形成相当稳定的组合。扩展资料：DNA分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。基因有两个特点：一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征；二是在繁衍后代上，基因能够“突变”和变异，当受精卵或母体受到环境或遗传的影响，后代的基因组会发生有害缺陷或突变。绝大多数产生疾病，在特定的环境下有的会发生遗传，也称遗传病。在正常的条件下，生命会在遗传的基础上发生变异，这些变异是正常的变异。参考资料来源：百度百科——dna

肯定是河南，中原地带，得中原者得天下，所以中原地带在古代是必争之地，也是人类居住最早的的地方，所以存在的遗址和文化最多。

谁是对克里克和沃森影响最大的人? A.薛定谔B.查伽夫C.达尔文D.艾弗里正确答案：薛定谔

1）DNA分子是由两条长度相同，方向相反的多聚脱氧核苷酸链平行围绕同一中心轴形成的双排螺旋结构;两螺旋都是右手螺旋，双螺旋表面有深沟和浅沟。2）各脱氧核苷酸中磷酸和脱氧核糖基借磷酸二酯键相连形成的糖-磷酸骨架是螺旋的主链部分，幷位于螺旋外侧；各碱基则从骨架突出指向螺旋的内侧，碱基平面都垂直于螺旋的纵轴。3）两条多聚脱氧核苷酸链通过碱基间的氢链连接，一条链中的腺嘌呤必定与另一条链中的胸嘧啶配对（A-T)；鸟嘌呤必定与胞嘧啶配对（G-C)，这种碱基间的氢链连接配对原则称为碱基互补规则。DNA双螺旋结构：1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。扩展资料：DNA分子双螺旋结构积塑模型是一种采用优质彩色塑料原料制造的生物遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)分子的装配式结构模型。本模型利用具有特殊形状结构的红、黄、蓝、绿四种色球(分别代表A、T、G、C四种核苷)和棕棒(代表磷酸P)五种零件。不仅可装配成具有双螺旋空间结构的DNA分子链，而且还可以直观地表达出DNA分子链的自我复制功能。这套模型可用来做分子生物学的教具，也可做中小学生的课外科学模型玩具。主链：由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。DNA外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的骨架。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。从立体化学的角度看，只有嘌呤与嘧啶间配对才能满足螺旋对于碱基对空间的要求，而这二种碱基对的几何大小又十分相近，具备了形成氢键的适宜键长和键角条件。每对碱基处于各自自身的平面上，但螺旋周期内的各碱基对平面的取向均不同。参考资料来源：百度百科——DNA双螺旋结构

DNA分子双螺旋结构积塑模型是一种采用优质彩色塑料原料制造的生物遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)分子的装配式结构模型。 本模型利用具有特殊形状结构的红、黄、蓝、绿四种色球(分别代表A、T、G、C四种核苷)和棕棒(代表磷酸P)五种零件，不仅可装配成具有双螺旋空间结构的DNA分子链，而且还可以直观地表达出DNA分子链的自我复制功能。 一套DNA分子双螺旋结构积塑模型，其特征是：　a．这套DNA分子双螺旋积塑模型由红、黄、兰绿四种优质塑料色球（分别代表A、T、G、C四种核苷）和一种优质棕色塑料色棒（代表磷酸P）共五种另件所组成。　b．红球和黄球直径φ18，各带有一个直径φ10的白色圆柱形突出物，在红球的白色圆柱上开有一个直径φ6的圆孔，圆孔内部前后各突起一个直径φ3的半圆形凸起物，在黄球的白色圆柱上伸出一直径φ6的圆棒，圆棒前后各开有一个直径φ3的半圆形凹槽，红球和黄球的结合，即A与T的结合，可通过φ6圆棒插入φ6圆孔来实现。　c．蓝球和绿球直径也是φ18，也各带有一个直径φ10的白色圆柱形突出物，在兰球的白色圆柱上开有一个直径φ6的圆孔，圆孔内部沿圆周对称地突起三个直径φ3的半圆形凸起物，在绿球的白色圆柱上伸出一φ6圆棒，在圆棒周围对称地开有三个直径φ3的半圆形凹槽，兰球和绿球的结合，即G和C的结合，可通过φ6圆棒插入φ6圆孔来实现。　d．每个色球除带有一个白色圆柱形突出物外，还各开有二个直径φ6的圆孔，它们的位置一上一下、一左一右，分别对称地绕水平和垂直轴线旋转36角。利用直径φ6的棕棒插入二个色球相对着的二个φ6圆孔，可将任意二个色球连接起来，从而可组成DNA单股螺旋链，所开φ6圆孔的角度，可保证每一螺旋上有10个色球，　e．每一对配对色球上的一个φ3半圆形凸起物和一个φ3半圆形凹槽代表一个氢（H）键，由于A、T和G、C色球上φ3半圆形凸起物和半圆形凹槽数目不同（一为2，一为3），角度不同，因此A球只能与T球结合，G球只能与C球结合，A与C、G与T球之间不能结合（不能插入），从而可实现A－T、G－C之间的严格配对关系，利用这种配对关系，可组成互补配对的DNA双螺旋链，并导致DNA分子具有自我复制的功能。（其中A、T、C、G 均为碱基；A：腺嘌呤；T：胸腺嘧啶；C：胞嘧啶；G：鸟嘌呤。当T转录时，变为U：尿嘧啶）。

因为排列顺序多种多样，能储存大量遗传信息，体现在物种差异因为碱基互补配对原则，能精确复制，并传给子代可基因突变，适应自然选择

没有DNR的说法，只有DNA的说法，意思是脱氧核糖核酸。脱氧核糖核酸又称去氧核糖核酸，是一种生物大分子，可组成遗传指令，引导生物发育与生命机能运作。主要功能是信息储存，可比喻为“蓝图”或“食谱”。其中包含的指令，是建构细胞内其他的化合物，如蛋白质与核糖核酸所需。带有蛋白质编码的DNA片段称为基因。DNA是一种长链聚合物，组成单位为四种脱氧核苷酸，即：腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP ）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP ）、胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP ）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGMP ）。而脱氧核糖（五碳糖）与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架，排列在外侧，四种碱基排列在内侧。每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相连，这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，指导蛋白质的合成。读取密码的过程称为转录，是以DNA双链中的一条单链为模板转录出一段称为mRNA（信使RNA）的核酸分子。多数RNA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如rRNA、snRNA与siRNA。在细胞内，DNA能与蛋白质结合形成染色体，整组染色体则统称为染色体组。对于人类而言，正常的人体细胞中含有46条染色体。染色体在细胞分裂之前会先在分裂间期完成复制，细胞分裂间期又可划分为：G1期-DNA合成前期、S期-DNA合成期、G2-DNA合成后期。对于真核生物，如动物、植物及真菌而言，染色体主要存在于细胞核内；而对于原核生物，如细菌而言，则主要存在于细胞质中的拟核内。染色体上的染色质蛋白，如组织蛋白，能够将DNA进行组织并压缩，以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用，进而调节基因的转录。DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸（核苷酸），通过3",5"－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体，以及其基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序。一级结构每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖（脱氧核糖）+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（adenine，缩写为A），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T），胞嘧啶（cytosine，缩写为C）和鸟嘌呤（guanine，缩写为G）。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A=T ，C=G 查伽夫规则（即碱基互补配对原则）。是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一类是左手双螺旋，如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋，是称为B型的水结合型DNA，在细胞中最为常见（如图）。也有的DNA为单链，一般见于原核生物，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键，G与C之间可以形成三个氢键，使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链，由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上，氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度，使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子，整个DNA分子形成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周，故旋转一周（螺距）是3.4nm，这是β-DNA的结构，在生物体内自然生成的DNA几乎都是以β-DNA结构存在。DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类，并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时，双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就是双螺旋产生张力，如果DNA分子两端是开放的，这种张力可通过链的转动而释放出来，DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的，或者是环状分子，这种张力就不能通过链的旋转释放掉，只能使DNA分子本身发生扭曲，以此抵消张力，这就形成超螺旋，是双螺旋的螺旋。核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体），这可看作是核酸的四级水平的结构。也是DNA存在的一种形式。DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上，进一步扭曲所形成的特定空间结构。超螺旋结构是拓扑结构的主要形式，它可以分为正超螺旋和负超螺旋两类，在相应条件下，它们可以相互转变。DNA的结构一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段。原核细胞的遗传物质是一个长DNA分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组成的，两条链依靠氢链结合在一起。由于氢链链数的限制，DNA的碱基排列配对方式只能是A对T（由两个氢键相连）或C对G（由三个氢链相连）。因此，一条链的碱基序列就可以决定了另一条的碱基序列，因为每一条链的碱基对和另一条链的碱基对都必须是互补的。在DNA复制时也是采用这种互补配对的原则进行的：当DNA双螺旋被展开时，每一条链都用作一个模板，通过互补的原则补齐另外的一条链，即半保留复制。分子链的开头部分称为3"端而结尾部分称为5"端，这些数字表示脱氧核糖中的碳原子编号。DNA的书写方式应从5"-末端到3"-末端。希望我能帮助你解疑释惑。

DNA（为英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料.有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播.原核细胞的拟核是一个长DNA分子.真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子.不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起.DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中.DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA. a.DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体. b.DNA的单体称为脱氧核苷酸,每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的. c.DNA的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) d.DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性.即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异. e.DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A（腺嘌呤脱氧核苷酸）=T（胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ）C（胞嘧啶脱氧核苷酸）=G（鸟嘌呤脱氧核苷酸）.A与T之间以两个氢键相连,C与G之间以三个氢键相连. DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链.大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有的DNA为环形,有的DNA为线形.主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基.在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔％.在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶.40年代后期,查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T）,鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C）,因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和.一般用几个层次描绘DNA的结构. 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列.基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中.1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖.自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立.如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等.现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来. 二级结构 1953年,沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程.经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类. 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似.A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近.Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿（Z）形,故名.这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区.1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA︰1952年,奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff,1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量,发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等,鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等.这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系,形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念.

DNA双螺旋结构的提出开始便开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。在以后的近50年里，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景。1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905-2002）测定了DNA中4种碱基的含量，DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤(A)总是与胸腺嘧啶（T）配对、鸟膘呤（G）总是与胞嘧啶（C）配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。克里克从一开始就坚持要求在发表的论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森“缺乏洞察力，以致不能看出这一点来”。在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。事实上DNA的螺旋结构是可以直接看出来的，由巴比涅原理可将螺旋结构的衍射图样看做重叠光栅的衍射图样：即使没有晶体解析的经验，只需要衍射的知识，通过简单的估算我们也可以得到一些关键的信息。比如在上文中提到的教学实验：用弹簧代替DNA双螺旋作为模型，已知射线波长，从衍射图样：1, 计算螺旋的夹角2, 计算螺旋的直径

DNA的基本单位是脱氧核苷酸。DNA的组成：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。1、一级结构是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸（核苷酸），通过3",5"－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体，以及其基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序。每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖（脱氧核糖）+一分子磷酸根。核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（adenine，缩写为A），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T），胞嘧啶（cytosine，缩写为C）和鸟嘌呤（guanine，缩写为G）。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A=T ，C=G 查伽夫规则（即碱基互补配对原则）。2、二级结构是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构。DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一类是左手双螺旋，如Z-DNA。詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋，是称为B型的水结合型DNA，在细胞中最为常见（如图）。也有的DNA为单链，一般见于病毒，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。在碱A与T之间可以形成两个氢键，G与C之间可以形成三个氢键，使两条多聚脱氧核苷酸形 成互补的双链，由于组成碱基对的两个碱基的分布不在一个平面上，氢键使碱基对沿长轴旋转一定角度，使碱基的形状像螺旋桨叶片的样子，整个DNA分子形成双螺旋缠绕状。碱基对之间的距离是0.34nm,10个碱基对转一周，故旋转一周（螺距）是3.4nm，这是β-DNA的结构，在生物体内自然生成的DNA几乎都是以β-DNA结构存在。3、三级结构是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构。如H-DNA或R-环等三级结构。DNA的三级结构是指DNA进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构，也称为超螺旋结构。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类，并可互相转变。超螺旋是克服张力而形成的。当DNA双螺旋分子在溶液中以一定构象自由存在时，双螺旋处于能量最低状态此为松弛态。如果使这种正常的DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，就是双螺旋产生张力，如果DNA分子两端是开放的，这种张力可通过链的转动而释放出来，DNA就恢复到正常的双螺旋状态。但如果DNA分子两端是固定的，或者是环状分子，这种张力就不能通过链的旋转释放掉，只能使DNA分子本身发生扭曲，以此抵消张力，这就形成超螺旋，是双螺旋的螺旋。4、四级结构核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体），这可看作是核酸的四级水平的结构。主要类别：1、单链DNA单链DNA（single－stranded DNA）大部分DNA以双螺旋结构存在，但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA，这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。2、闭环DNA闭环DNA（closed circular DNA）没有断口的双链环状DNA，亦称为超螺旋DNA。由于具有螺旋结构的双链各自闭合，结果使整个DNA分子进一步旋曲而形成三级结构。另外如果一条或二条链的不同部位上产生一个断口，就会成为无旋曲的开环DNA分子。从细胞中提取出来的质粒或病毒DNA都含有闭环和开环这二种分子。可根据两者与色素结合能力的不同，而将两者分离开来。3、连接DNA连接DNA (Linker DNA）：核小体中除147bp核心DNA 外的所有DNA。4、模板DNA模板DNA可以是单链分子，也可以是双链分子，可以是线状分子，也可以是环状分子（线状分子比环状分子的扩增效果稍好）。就模板DNA而言，影响PCR的主要因素是模板的数量和纯度。5、互补DNA互补DNA（cDNA,complementary DNA）构成基因的双链DNA分子用一条单链作为模板，转录产生与其序列互补的信使RNA分子，然后在反转录酶的作用下，以mRNA分子为模板，合成一条与mRNA序列互补的单链DNA，最后再以单链DNA为模板合成另一条与其互补的单链DNA，两条互补的单链DNA分子组成一个双链cDNA分子.因此，双链cDNA分子的序列同转录产生的mRNA分子的基因是相同的.所以一个cDNA分子就代表一个基因.但是cDNA仍不同于基因，因为基因在转录产生mRNA时，一些不编码的序列即内含子被删除了，保留的只是编码序列，即外显子.所以cDNA序列都比基因序列要短得多，因为cDNA中不包括基因的非编码序列---内含子。

DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类。 一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA∶1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念。 1953年2月，沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片，这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构，而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断，并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。 一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。 双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤总是与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤总是与胞嘧啶配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。 克里克从一开始就坚持要求在4月25日发表的论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森“缺乏洞察力，以致不能看出这一点来”。 在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。

核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。 其中碱基有4种（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有两种（核糖、脱氧核糖），因此把核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。 脱氧核糖核酸是分子结构复杂的有机化合物，作为染色体的一个成分而存在于细胞核内，功能为储藏遗传信息。 1953年美国的沃森(JamesDeweyWatson)、英国的克里克与威尔金斯描述了DNA的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。 糖-磷酸链在螺旋形结构的外面，碱基朝向里面。 两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连，形成相当稳定的组合。 扩展资料： DNA分子结构： DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。 大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。 DNA有环形DNA和链状DNA之分。 在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。 在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。 40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。 基因有两个特点： 一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征； 二是在繁衍后代上，基因能够“突变”和变异，当受精卵或母体受到环境或遗传的影响，后代的基因组会发生有害缺陷或突变。 绝大多数产生疾病，在特定的环境下有的会发生遗传，也称遗传病。 在正常的条件下，生命会在遗传的基础上发生变异，这些变异是正常的变异。

【DNA简介】 脱氧核糖核酸（DNA，为英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称去氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 【DNA特点】 a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。 b. 每一种核酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根。 c. 核酸的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C) d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但再不同物种间则有差异。 e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A≈T C≈G 加卡夫法则。 【解开DNA的秘密】 当发现基因就是DNA后，人们还是想知道，这个DNA是怎么样的一种东西，它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢？ 首先人们想知道DNA是由什么组成的，人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究，发现DNA是由四种更小的东西组成，这四种东西的总名字叫核苷酸，就像四个兄弟一样，它们都姓核苷酸，但名字却有所不同，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这四种名字很难记，不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律，但后来核苷酸其实不一样，而且它们相互组合的方式也千变万化，大有奥秘。 现在，人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现：人体是由细胞构成的，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体，它主要由一些叫做脱氧核糖核酸（DNA）的物质组成。 生物的遗传物质存在于所有的细胞中，这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种，分别为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。 单个的核苷酸连成一条链，两条核苷酸链按一定的顺序排列，然后再扭成“麻花”样，就构成脱氧核糖核酸（DNA）的分子结构。在这个结构中，每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”，而一个DNA上的碱基多达几百万，所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本，里面所藏的遗传信息多得数不清，这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。 人的遗传性状由密码来传递。人大概有2.5万个基因，而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别，即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码，排列组成约2.5万个基因。 【结构】 DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类。 一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA︰1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念。

1953年4月25日，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在英国《自然》杂志上发表了描述DNA双螺旋结构的论文，这短短两页论文所披露的研究成果已成为20世纪人类科学史上最重要的里程碑事件。50年来，这一科学事件已经以各种方式影响了我们的生活，并将长久地影响着人类的科技和文明进程。为了纪念这一划时代的科学发现，探讨生命科学在新世纪的发展趋势，本刊日前特邀部分知名学者座谈，畅谈这一重大发现的意义及深刻的启示。DNA双螺旋发现的科学意义为什么说DNA双螺旋发现的意义重大？沃森和克里克所选的DNA双螺旋这一点，正好抓住了生命科学物质基础里最关键的分子，才产生这么大的意义。由此看来，怎么才能够抓住那些最重要的问题，是在科学上有所创新的关键。李载平：为什么说DNA双螺旋发现的意义重大？科学上的许多工作虽然都是做在某一点上，但这个点选得准不准意义是不一样的。沃森和克里克所选的DNA双螺旋这一点，正好抓住了生命科学物质基础里最关键的分子，才产生这么大的意义。50年以来的发展也越来越清楚地证明，要研究生命科学就要知道生命世界和非生命的物质世界有什么不同，这个不同主要在于生命系统有两个特点，一是遗传，另一个是发育。无论植物或动物，都能从种子或胚胎这些很简单的系统发育成非常复杂的成体。DNA分子正好“肩负重任”，把遗传和发育两方面的工作都负担起来了。根据沃森写的那本《双螺旋》看，他就是想抓住基因是怎样荷载信息的。我觉得他正是抓住了生命科学研究领域里最重要的分子的结构，所以一旦这个突破了，意义就大了。然后由它衍生出来的一些陆陆续续的科研成果，像中心法则、mRNA、遗传密码等一大堆成果，都取得了诺贝尔奖，（在这个领域的研究先后产生了几十位诺贝尔奖获得者）。为什么呢？就是因为他们抓住了最关键的东西。有一篇访谈里写得很有意思，与其说沃森和克里克让DNA有名了，不如说是DNA让他俩出名了。所以，怎么才能够抓住那些最重要的问题，是在科学上有所创新的关键。赵寿元：我同意李载平先生对沃森和克里克发现双螺旋工作的评价。从遗传学角度来讲，实际上遗传学到目前为止解决了三个问题：首先要解决的是为什么会遗传，上代和下代为什么相像？这是孟德尔和摩尔根解决的，由当时被孟德尔称为“遗传因子”、1908年被定为“基因”的物质来传递。基因排列在染色体上，一分为二可以传给下一代。由于有基因把遗传信息传递下来，所以才会有种瓜得瓜、种豆得豆。这是孟德尔和摩尔根的主要贡献，也就是阐明了传递遗传信息要通过基因。探讨基因是什么引出了第二个问题。摩尔根预言，基因是一种化学实体，一种有机分子，但那时他还不知道就是DNA。明确遗传物质是DNA，这第二个问题就解决了。而沃森和克里克正是解决了DNA是怎么把遗传信息传递下去的问题。基因之所以能传递遗传信息，是因为它是一个双链，这个双链上的四个碱基是互补的，这样一个母链就能被分为两个子链，每条子链带的信息跟母链相同。从遗传学的角度讲，过去是从杂交来看，如果性状改变了就说明基因发生了改变，这是从外面看到里面；知道了DNA是遗传物质以后，就可以把DNA分离出来、把基因克隆出来，在体外把基因改变以后（通过表达）看看它的功能有什么改变（从里面看到外面），这样就可以直接研究基因的功能，这就开辟了一条新路，不但提升了对生命现象的认识，而且可以由实验操作来验证，这是非常了不起的事情。吴家睿：我先来谈一下从历史学的角度来看DNA双螺旋发现的意义。我比较同意刚才赵先生、李先生说的，DNA双螺旋的发现实际上是一个对统一性、简单性的追求，这里暗含了一个还原论的思想，就是说，所有体系哪怕是像生命这么复杂的系统，都可以用最简单的物理学定律来解释，或者倒过来说，再复杂的系统也要服从最简单的规律。正因为有了这种还原论的思想，才有了随之而来的生物学的发展，因为它基本是一种实验室的操作，把复杂的现象变成一个简单的现象来加以解释。但还原论在今天也遇到了一些新的挑战，尽管我们可以将（复杂的生命现象）还原到一个简单的DNA分子，但是，理解了DNA双螺旋分子是不是就等于揭示了生命现象了呢？举个最简单的例子，癌症直到现在都无法被攻克，这说明什么，说明复杂的生命现象还不能简单地用还原论来加以解释。基因组的功能实际上就不是一个单独的基因的行为，而是成千上万个基因作用的结果。在人的基因组里，只有2％到2.5％是基因编码序列，80％是别的非编码序列，那么这些序列跟基因有什么关系呢？光DNA双螺旋结构是不能解释的。进一步讲，这2％中也有成千上万种基因，这些基因之间的关系又是什么？这些以现有的生命科学知识很难给出一个完整的解释。生物学、物理学交融互补的成果未来分子生物学要再创辉煌，真正解开生命起源之谜，不仅要依靠生物学本身的新转变，而且还需要生物学借以为基础的数学、物理学、化学等学科愈益深入的新进展，如此才能促成新世纪生物学的伟大革命。沈：我是学物理，又是教物理的，不免时时由衷地赞叹并颂扬：美哉，物理！其实，最美的或许是生命科学，因为它揭示了生命的本质、生命的意义。就如DNA双螺旋结构，具有明显的对称性，也相当简洁明了，并通过碱基的互补配对而变得十分规则。难怪沃森等人当这模型一建成，便意识到“如此雅致美观的结构非存在不可”。从审美观点而论，各学科本亦相通；可谓美的东西往往不至于失真。20世纪四、五十年代，有不少人在探索DNA的结构，为什么沃森和克里克会捷足先登？这两人可算得绝妙的互补型搭配：沃森是热衷于利用物理方法研究生命物质之分子结构的生物学家，克里克是醉心于探讨生命物质遗传学机制的物理学家。幸运的是，已有许多科学家做了大量有效的前期工作，而他俩能博采众长、充分利用已有的成果。他俩的长处，或许是对X射线技术及其探测结果非常重视，特别是克里克，对这门技术相当娴熟；从对X衍射图的正确分析出发，而能灵活、果断地设定DNA的空间结构。洞察探测结果，又加上丰富的想象力，自然就比别人走前了一步。而最重要的，我以为大概是“时势造英雄”吧。当时，生物学从实验到学科本身的发展，已到了试图从分子水平揭示生命本质的阶段，物理学和化学的进步，从概念、原理到方法和实验手段，已为生命物质的深层次研究准备了足够的条件。生物学与物理学、化学的结合势在必行，分子生物学正待破土而出，克里克和沃森这两位作为应运而生的弄潮儿就登上了历史舞台。最近几天重读了薛定谔的名著《生命是什么》，觉得薛定谔的一些观点含义颇深。不说具体的观点，只说一个总体论断。他说：“我们必须去发现在生命物质中占支配地位的新物理学定律”，这新原理不是别的，“只不过是量子论原理的再次重复”。分子生物学50年的发展历史正好证明了生命物质运动变化并不违背物理学的一些基本定律，而且在描述生命物质的分子之间、分子内粒子之间的相互作用时，需要借助于量子力学原理及其非线性的拓展形式。从长远看，生命科学的深层次研究必然会导致物理学产生新的突破。未来分子生物学要再创辉煌，真正解开生命起源之谜，不仅要依靠生物学本身的新转变，而且还需要生物学借以为基础的数学、物理学、化学等学科愈益深入的新进展，以及借以为研究工具的高新技术如计算技术、信息技术等等“更上一层楼”，如此才能促成新世纪生物学的伟大革命。由此宏伟目标来看，某些高校重视生物学系科的建设，又加强对非生物学专业学生的生命科学基础知识的教学，应当说是极其必要的。赵寿元：我认为，做到学科间的交叉这一点非常重要。双螺旋的发现就是很典型的生命科学和物理学的结合。1931年，量子学鼻祖尼尔斯·玻尔写过一篇文章《光与生命》，他提出，根据牛顿物理学的概念，世界上凡是在相同条件下，不论任何物质都服从同样的规律，因此，生命科学也可以用物理学的观点进行研究，而一旦用物理学方法研究，生命科学一定会上升到更高的阶段。他的学生德尔布吕克开始对噬菌体进行研究，他确定噬菌体是最简单的生命物质，它没有像其他生命体那样具有那么复杂的遗传系统，但它也能进行复制，但在噬菌体复制规律的研究中能否发现以前没有发现的物理学规律，所以他才着眼于噬菌体的研究。德尔布吕克后来在哈佛大学开了一个有关噬菌体的讲习班，沃森正是那个讲习班的成员，大学时他原本最喜欢的是鸟类学，后来听了德尔布吕克的讲习班后才转入生物化学领域的研究。此时在英国剑桥大学卡文迪许实验室里就是用X光衍射来研究蛋白质、噬菌体。所以当时沃森到了剑桥后，就着手与克里克合作，用X光衍射来研究核酸。这两个人的合作可以看作是生物学家和X光晶体学家走到了一起，当时他俩都受到了薛定谔1943年发表的演讲《生命是什么？》（后于1944年出版）的影响，在这之中，薛定谔对生命科学中很多基本的现象用物理学的概念进行解释，比如遗传密码的概念，染色体的非周期性结构等等。可以说，双螺旋结构的发现是物理学家长期介入，并真正参与和生物学家共同研究的结果。现在在斯坦福大学实行的Bio－X实际上就是这种好风气的延续。我看到一个报道说，斯坦福大学Bio－X的工作已经重点转向本科生与研究生的课程，除了已经在生物学界很有建树的科学家相互讨论研究外，更重要的是让Bio－X的思想真正渗入到学生的课程中去，只有把生物跟其他学科的基础打扎实，才可能在今后有所建树、有所发展。吴家睿：其实现在又到了新一轮的需要多学科交叉的时代。自从DNA双螺旋开辟了这么一个分子生物学实验科学的时代后，到现在我们发现，现有的工具不够了，于是就考虑能否从数学或物理学领域的新方法中找到需要的东西，把它们与生命科学再一次紧密结合起来。像复旦的Bio－X沙龙、交大的Bio－X中心等就是这种思想的体现。赵寿元：物理学的介入对生命科学很重要。当时的物理学家之所以要进入生命科学领域研究生物学，他们是基于两个目的：一个是想看看在生命活动过程当中，现有的物理学规律能否解释生命的现象，另一个是想知道在生命科学中能否发现一些新的、迄今还不知道的新的物理学规律。因此他们把生物作为研究对象回归到物理学的本身。但目前为止，我的看法是并没有找到新的物理学规律，生命现象基本上还是一个生命物质的运动，而生命物质的基本构成与物理无机物是相同的，所以，基本的规律是遵从现有的物理化学规律。李载平：但另一方面，物理学家那种思维方式和追求在生物学上还是取得了很大的成功。为什么呢？因为物理学家试图追求最基本、最简单的（对象），那么在生物学界存在这种最基本最简单的（对象）吗？过去，生物学家的研究是专门找不同的东西，发现一个细菌首先看它和其他细菌有什么差别，生物学家用这种方法考虑问题的太多，换个角度去追求相同点的却比较少，而追求“简单”与“同一”恰好是物理学家擅长的思维方法，所以我觉得，物理学家在这方面的介入很成功。如果是从前，谁能想象到世界上那么多复杂的生物，他们的遗传物质都是DNA，比如人和噬菌体的遗传密码几乎是一样的。当年达尔文提出进化论的时候，有人问他为什么树和人也有亲缘关系，达尔文答不出，但现在从遗传角度来看，树的遗传密码和人的也一样，所以把人的基因放到植物里去也能表达，同样把人的胰岛素放到细菌里也能表达出胰岛素来，这就是说生物界有着通用的遗传密码。这么个简单的规律把整个生物界变成一个“大一统”，所以这种追求简单的思维方式我觉得还是取得了很大的成功。DNA双螺旋带来的启示沃森和克里克确实很聪明，但他们的成功更重要的在于一种原创性的思维，这个非常重要。这种原创性的思维，恰恰是我们在教育中要注意培养的。从遗传学的角度来说，双螺旋模型解决了遗传信息是怎么传递的这一问题，它的意义已远远走出了基因的范畴，在整个生命科学里都举足轻重。陈蓉霞：沃森和克里克得奖以后确实有不少非议，比如，查伽夫讲过他们的工作是取巧的，不过是运气很好罢了。应该说，查伽夫的碱基配对理论对双螺旋工作是非常有启发的，可以想象，查伽夫为此不知在实验室中度过了多少日日夜夜，但从沃森有关发现双螺旋一书中的描写来看，他似乎没有花多少时间在科研上，难怪后来会有不少人对他们提出一些看法。对此我觉得，一方面沃森和克里克确实很聪明，但可能更重要的是，他们成功在于一种原创性的思维，这个非常重要，并不是说研究一个复杂课题，你就必须天天在实验室里才能做出来。这种原创性的思维，恰恰是我们在教育中要注意培养的。我记得看双螺旋那本书时有一个情节给我的印象特别深：有一次，查伽夫问克里克，他研究的碱基的分子式是怎样的，克里克总是说他写不出来，后来查伽夫就很轻蔑地说，你竟然连这个东西都写不出来，还想研究双螺旋，克里克不服气，辩解道这种分子式只要回去查书，每一本教科书上都能查得到，没有必要把它背出来。看到这里我非常感慨，在我们的教育中就是让学生们背的东西太多了。赵寿元：值得指出的是，这些重大的发现在发现的当时并没有像现在一样能那么看清楚它的重大意义，就拿沃森和克里克的工作来说，他们的文章仅仅只有两页，登在《Nature》上面，很短很小的文章，当时也没有特别引起学术界的轰动，为什么呢？我举个例子：双螺旋模型是1953年提出，得诺贝尔奖是1962年，1953年到1962年间每年都是有生理学奖的，而他们是隔了9年之后才得了诺贝尔奖。当年得化学奖的是搞血红蛋白和肌红蛋白的肯德鲁和佩鲁茨。他们的文章是1960年发表的，1962年就得了诺贝尔奖，为什么呢，是因为当时对蛋白质作用的认识比较传统，一开始的时候很多人都认为基因是蛋白质，包括摩尔根，后来才证明是DNA。像这样有重大意义的科学发现或伟大成果，在当时的学术界都没有引起像现在这么多的重视和轰动；这件事给我们的一个启示是，我们对于一个基础研究的学术成果的评价恐怕主要要留给时间做评价，让历史做评价，而不是靠当时的炒作，有不少所谓的重大成果当时很轰动，但隔了一、两年以后它就烟消云散了。所以我的意见是，从遗传学的角度来说，双螺旋模型解决了遗传信息是怎么传递的这一问题。而现在来看，它的意义已远远走出了基因的范畴，在整个生命科学里都举足轻重。结合沃森和克里克发现双螺旋结构这一事件并联系我们国家的情况，我觉得至少有两点应加以注意：第一，重大基础理论研究的成果有待于历史、时间来做结论和评价，这是最客观、最公正的，只要是真正有价值的工作，哪怕它被埋没的时间很长，它的光芒最终还是会显露出来，不会被永远埋没的，像孟德尔学说被埋没了35年，最后不是照样显露出它的光芒了吗？沃森和克里克的成果也是一样；第二，对基础研究方向的重大决策，切忌掺入非学术的眼光，要真正地广泛听取科学家的意见来作出正确的决策。关注基因伦理问题“人类”跟“人”是有差别的，人是有尊严的，在社会中生存的人有人格、有隐私权，但作为“人类”来讲，并不涉及所谓的“尊严”问题。经典的进化论已经说明人是由低等动物进化而来的，人和老鼠、猴子的DNA相似这一事实有什么可耻的吗？在讨论伦理学时，就要注意一些问题。陈蓉霞：对于发现双螺旋结构的意义，我就不再赘述它带来的种种正面影响了，只是我看到最近有个现象，很多科普读物中都非常强调我们所有的行为，包括情感都是由基因所决定的。我们向来都很崇拜科学，觉得科学家讲的东西都有道理，这样会不会走向“基因决定论”而产生一些负面影响呢？从西方的观点来看，他们始终有两种张力，一种强调任何事情都必须寻求一个最终的原因（源头），扩展到生物学范畴的代表思想就是认为我们所有的一切都是由基因决定的，不少生物学家是这一思想的拥护者，包括社会生物学的开创者威尔逊，他们持有的观点是，“这是一个由基因决定一切的时代”，基因是不是能够决定一切，这个问题已经跨越了生物学的界限，应该有更多的学科来积极参与。吴家睿：生命是独特的，有着它独特的价值，如果用物理学或化学来解释的话就不贴切了，所以在伦理学争论的背后，也隐藏着这个概念，不是能不能解释，而是我们愿不愿意用它来解释，西方普遍存在的一种观点是把人看作一台机器，而这样的话，人不就被贬值了吗？所以，当用DNA双螺旋来解释的时候，我们不得不考虑这个问题，当遗传信息被揭示了以后，是不是人的价值就没有了？换个角度，从商业上来看，遗传信息被揭示了以后，需要保密吗？打个比方，我们都知道，基因是决定遗传疾病的，如果一个人有遗传病，而他的基因没有保密，那么保险公司就会搜集这些信息，只找那些没病或只得小疾病的人加入保险，那么一定只赚不赔。所以国外对保险公司是否有权利搜集遗传信息展开过专门的讨论。当然还可以从伦理的角度来看，就像刚才赵老师所说的人和人类的区别，人类的基因组和老鼠的基因组一样是不是就对人是一种打击呢？这些问题都会变成一种伦理学上的问题。赵寿元：对于基因决定论，我是同意基因是中心这一观点的，这没错。为什么呢？人和猴子的基因组的差别很小，但由人的基因发育出来就是人，猴子的基因组发育出来就是猴子而不会变人，人和小鼠的也一样。我跟学生上课时，第一堂课就是讲“基因型＋环境＝表型”，这是遗传学最基本的规律，基因型只有跟环境相互作用后才决定产生怎样的表型。举个最基本的例子，农民种苹果在没熟的红苹果上贴个“喜”字，成熟后撕下来，照着阳光的一面是红的，不照阳光的地方就是青颜色的。青色部分与红色部分的基因型当然是一样的，但环境不一样。所以可见，虽然基因是起决定作用的，但基因要通过和环境相互作用以后才能够决定最终的表型，出现特定的性状。关于伦理的问题，有人说基因组的研究影响到了人类的尊严。这里需要指出的是，人类跟人是有差别的，人是有尊严的，在社会中生存的人有人格、有隐私权，但作为“人类”来讲，有何“尊严”可言？经典的进化论已经说明人是由低等动物进化而来的，人和老鼠、猴子的DNA相似这一事实有什么可耻的吗？在讨论伦理学问题的时候就要注意一些问题，比如人是从什么时候开始定义为“人”的，现在有三种说法，一种认为受精卵形成的一刹那就是人生命的开始，但体细胞可以克隆，可以不经过精卵结合、不经过受精过程，所以这种说法就有欠缺了；第二种说法认为，婴儿自母体出生以后才能算是人，那么胎儿在母亲肚子里时就不算是人，有人驳斥道，这样的话，做流产术不就等于杀人了么；第三种说法就是现在普遍由英国议会通过的怀孕14天后的胚胎算人，但严格地说是胚胎着床后发育成三层的胚层，已经具有发育成特定物种个体的“生物学独立性”了，它不可能再发育成别的个体，所以在拿怀孕14天以前的胚胎做实验是不犯法的，以后做就犯法了。但对于我们国家的伦理学，应该采取什么标准是一件相当棘手的问题，如果采取第一或第三种说法的话，就与计划生育相违背了，如果采取第二种说法，那么就应该取消对胚胎进行实验的所有的限制（因为那时候还不是人、不违法），但我们这里的伦理学家没有明确的立场，所以没有说服力。未来生命科学的突破口在完成了人类基因组测序后，还有更重大的发现、更大的挑战在等待着生命科学家。在DNA双螺旋发现50周年、人类基因组破译完毕的今天，我们也可以这样思考，就是这一切并不代表着一门科学的终结，反过来说，我们现在又面临着一个新的转折期。吴家睿：关于未来生命科学的发展，实际上在今天来说，DNA双螺旋引来的是现在的人类基因组计划以及所谓的后基因组时代，后基因组时代涉及到一个很大的问题，正如刚才李先生所说的，我们能否在测完序列后做到所谓的“破译生命遗传信息”，这实际上是一个很大的挑战，并不是说在完成了人类基因组测序后就只剩一些修修补补的工作，我认为应该是有更重大的发现在等着我们。事实上，就我们对基因组现有的理解来看，已经有很多现象是现有的知识很难解释的了，比如人和小鼠的基因组差异只有1％，这么微小的差别为什么会表现出如此巨大的物种间的差异？我曾经提出一个观点，产生这种情况不是因为它们在基因组上的差异，而是在由基因表达蛋白质的过程中，不同的蛋白质之间相互作用的差异，可能简单的生物蛋白质之间的相互作用简单，复杂的生物就相对复杂，比如同样10种蛋白质，在简单的生物中可能只有5种相互作用，到了高等生物中就可能产生20种相互作用。所以对我们来说，这些就完全是新的挑战了。未来生命科学发展的路上肯定还有着许多根本性的重大东西等待着我们去寻找，就像20世纪初的物理学那样。本世纪初的物理学原本被认为只剩下一些修修补补的东西，但忽然一下子一个巨大的变化就诞生了量子物理学、相对论，使人们对整个物理学、整个世界的看法完全改变，今天的生命科学也许也面临着这么一个关口，从双螺旋引出的结果可能跳跃到另一个我们现在无法想象的一个全新的境界里。在DNA双螺旋发现50周年、人类基因组破译完毕的今天，我们也可以这样思考，就是这一切并不代表着一门科学的终结，反过来说，我们现在似乎又找到一个平台期，如果说DNA双螺旋的发现提供给我们宽广的领域和一个有利的工具的话，那么我们现在已经基本把这个工具用得差不多了，这个领域也开拓得差不多了，我们必须跳到一个新的领域去，我觉得这是我们现在纪念DNA双螺旋发现50周年之际应该去思考的。

　DNA是一种长链聚合物,组成单位称为脱氧核苷酸,而糖类与磷酸分子借由酯键相连,组成其长链骨架.每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接,这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列,可组成遗传密码,是蛋白质氨基酸序列合成的依据.读取密码的过程称为转录,是以DNA双链中的一条为模板复制出一段称为RNA的核酸分子.多数RNA带有合成蛋白质的讯息,另有一些本身就拥有特殊功能,例如rRNA、snRNA与siRNA. 　　在细胞内,DNA能组织成染色体结构,整组染色体则统称为基因组.染色体在细胞分裂之前会先行复制,此过程称为DNA复制.对真核生物,如动物、植物及真菌而言,染色体是存放于细胞核内；对于原核生物而言,如细菌,则是存放在细胞质中的类核里.染色体上的染色质蛋白,如组织蛋白,能够将DNA组织并压缩,以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用,进而调节基因的转录. 　DNA的结构目前一般划分为一级结构、二级结构、三级结构、四级结构四个阶段. 　　1. DNA的一级结构是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸（核苷酸）,通过3",5"－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体,以及起基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序. 　　每一种脱氧核糖核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根.核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（adenine,缩写为A）,胸腺嘧啶（thymine,缩写为T）,胞嘧啶（cytosine,缩写为C）和鸟嘌呤（guanine,缩写为G）.DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性.即四种含氮盐基的比例在同物种不同个体间是一致的,但再不同物种间则有差异. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A＝T C＝G 查哥夫（Chargaff）法则. 　　2. DNA的二级结构是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构.DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋,如A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA等；另一类是左手双螺旋,如Z-DNA.詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克所发现的双螺旋,是称为B型的水结合型DNA,在细胞中最为常见(如图).也有的DNA为单链,一般见于原核生物,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有的DNA为环形,有的DNA为线形. 　　3. DNA的三级结构是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三链或四链结构.如H-DNA或R-环等三级结构. 　　4. 核酸以反式作用存在（如核糖体、剪接体）,这可看作是核酸的四级水平的结构. 　　5. 此外,DNA的拓扑结构也是DNA存在的一种形式.DNA的拓扑结构是指在DNA双螺旋的基础上,进一步扭曲所形成的特定空间结构.超螺旋结构是拓扑结构的主要形式,塔可以分为正超螺旋和负超螺旋两类,在相应条件下,它们可以相互转变. DNA是大分子高分子聚合物,DNA溶液为高分子溶液,具有很高的粘度.DNA对紫外线有吸收作用,当核酸变性时,吸光值升高；当变性核酸可复性时,吸光值又会恢复到原来水平.温度、有机溶剂、酸碱度、尿素、酰胺等试剂都可以引起DNA分子变性,即使得DNA双键间的氢键断裂,双螺旋结构解开. DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链.大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有的DNA为环形,有的DNA为线形.主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基.在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔％.在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶.40年代后期,查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T）,鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C）,因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和.一般用几个层次描绘DNA的结构. 　　一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列.基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中.1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖.自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立.如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等.现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来. 　　二级结构 1953年,沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程.经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类. 　　一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似.A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近.Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿（Z）形,故名.这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区.1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA︰1952年,奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff,1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量,发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等,鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等.这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系,形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念. 　　1953年2月,沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片,这一下激发了他们的灵感.他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构,而且分析得出了螺旋参数.他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断,并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架,方向相反；碱基在螺旋内侧,两两对应. 　　一连几天,沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型.1953年2月28日,第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了. 　　双螺旋模型的意义,不仅意味着探明了DNA分子的结构,更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤总是与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤总是与胞嘧啶配对,这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的,只要确定了其中一条链的碱基顺序,另一条链的碱基顺序也就确定了.因此,只需以其中的一条链为模版,即可合成复制出另一条链. 　　克里克从一开始就坚持要求在4月25日发表的论文中加上“DNA的特定配对原则,立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话.他认为,如果没有这句话,将意味着他与沃森“缺乏洞察力,以致不能看出这一点来”. 　　在发表DNA双螺旋结构论文后不久,《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文,阐明了DNA的半保留复制机制. 　　【分布和功能】 　　原核细胞的染色体是一个长DNA分子.真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子.不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起.DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中.DNA病毒的遗传物质也是DNA.

沃森 Watson, James Dewey 美国生物学家 克里克 Crick, Francis Harry Compton 英国生物物理学家 20世纪50年代初，英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年，意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。 1952年，美国化学家鲍林发表了关于DNA三链模型的研究报告，这种模型被称为α螺旋。沃森与威尔金斯、富兰克林等讨论了鲍林的模型。威尔金斯出示了富兰克林在一年前拍下的DNAX射线衍射照片，沃森看出了DNA的内部是一种螺旋形的结构，他立即产生了一种新概念：DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个思路深入探讨，极力将有关这方面的研究成果集中起来。根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。这真是一个激动人心的发现！沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。 沃森、克里克的这个模型正确地反映出DNA的分子结构。此后，遗传学的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。 由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面的卓越贡献，他们分享1962年的诺贝尔生理医学奖。 詹姆斯·沃森 沃森（出生于1928年）美国生物学家. 20世纪40年代末和50年代初，在DNA被确认为遗传物质之后，生物学家们不得不面临着一个难题：DNA应该有什么样的结构，才能担当遗传的重任？它必须能够携带遗传信息，能够自我复制传递遗传信息，能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动，并且能够突变并保留突变。这4点，缺一不可，如何建构一个DNA分子模型解释这一切？ 当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室，他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时，晶格中的原子或分子会使射线发生偏转，根据得到的衍射图像，可以推测分子大致的结构和形状。第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）实验室。在此之前，鲍林已发现了蛋白质的a螺旋结构。第三个则是个非正式的研究小组，事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时，虽然其真实意图是要研究DNA分子结构，挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文，论文题目是“多肽和蛋白质：X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型，他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。他们从1951年10月开始拼凑模型，几经尝试，终于在1953年3月获得了正确的模型。关于这三个实验室如何明争暗斗，互相竞争，由于沃森一本风靡全球的自传《双螺旋》而广为人知。值得探讨的一个问题是：为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料，又不像鲍林那样有建构分子模型的丰富经验（他们两个人都是第一次建构分子模型），却能在这场竞赛中获胜？ 这些人中，除了沃森，都不是遗传学家，而是物理学家或化学家。威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构，当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知，在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传。弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性。鲍林研究DNA分子，则纯属偶然。他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文，觉得荒唐可笑，为了反驳这篇论文，才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物，而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型，鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能，单纯根据晶体衍射图，有太多的可能性供选择，是很难得出正确的模型的。 沃森在1951年到剑桥之前，曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验，坚信DNA就是遗传物质。据他的回忆，他到剑桥后发现克里克也是“知道DNA比蛋白质更为重要的人”。但是按克里克本人的说法，他当时对DNA所知不多，并未觉得它在遗传上比蛋白质更重要，只是认为DNA作为与核蛋白结合的物质，值得研究。对一名研究生来说，确定一种未知分子的结构，就是一个值得一试的课题。在确信了DNA是遗传物质之后，还必须理解遗传物质需要什么样的性质才能发挥基因的功能。像克里克和威尔金斯，沃森后来也强调薛定谔的《生命是什么？》一书对他的重要影响，他甚至说他在芝加哥大学时读了这本书之后，就立志要破解基因的奥秘。如果这是真的，我们就很难明白，为什么沃森向印第安那大学申请研究生时，申请的是鸟类学。由于印第安那大学动物系没有鸟类学专业，在系主任的建议下，沃森才转而从事遗传学研究。当时大遗传学家赫尔曼·缪勒（Hermann Muller）恰好正在印第安那大学任教授，沃森不仅上过缪勒关于“突变和基因”的课（分数得A），而且考虑过要当他的研究生。但觉得缪勒研究的果蝇在遗传学上已过了辉煌时期，才改拜研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚（Salvador Luria）为师。但是，缪勒关于遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重性的观念，想必对沃森有深刻的影响。正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质，并且理解遗传物质应该有什么样的特性，才能根据如此少的数据，做出如此重大的发现。 他们根据的数据仅有三条：第一条是当时已广为人知的，即DNA由6种小分子组成：脱氧核糖，磷酸和4种碱基（A、G、T、C），由这些小分子组成了4种核苷酸，这4种核苷酸组成了DNA.第二条证据是最新的，弗兰克林得到的衍射照片表明，DNA是由两条长链组成的双螺旋，宽度为20埃。第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫（Erwin Chargaff）测定DNA的分子组成，发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的，虽然在不同物种中4种碱基的含量不同，但是A和T的含量总是相等，G和C的含量也相等。 查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果，但奇怪的是，研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥，与沃森和克里克见面后，沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性，并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯（John Griffith）计算出A吸引T，G吸引C，A＋T的宽度与G＋C的宽度相等之后，很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。 沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字和一幅插图的短文公布了他们的发现。在论文中，沃森和克里克以谦逊的笔调，暗示了这个结构模型在遗传上的重要性：“我们并非没有注意到，我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。”在随后发表的论文中，沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义：一、它能够说明遗传物质的自我复制。这个“半保留复制”的设想后来被马修·麦赛尔逊（Matthew Meselson）和富兰克林·斯塔勒（Franklin W.Stahl）用同位素追踪实验证实。二、它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。三、它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化，这样的变化可以通过复制而得到保留。 但是遗传物质的第四个特征，即遗传信息怎样得到表达以控制细胞活动呢？这个模型无法解释，沃森和克里克当时也公开承认他们不知道DNA如何能“对细胞有高度特殊的作用”。不过，这时，基因的主要功能是控制蛋白质的合成，这种观点已成为一个共识。那么基因又是如何控制蛋白质的合成呢？有没有可能以DNA为模板，直接在DNA上面将氨基酸连接成蛋白质？在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型后的一段时间内，即有人如此假设，认为DNA结构中，在不同的碱基对之间形成形状不同的“窟窿”，不同的氨基酸插在这些窟窿中，就能连成特定序列的蛋白质。但是这个假说，面临着一大难题：染色体DNA存在于细胞核中，而绝大多数蛋白质都在细胞质中，细胞核和细胞质由大分子无法通过的核膜隔离开，如果由DNA直接合成蛋白质，蛋白质无法跑到细胞质。另一类核酸RNA倒是主要存在于细胞质中。RNA和DNA的成分很相似，只有两点不同，它有核糖而没有脱氧核糖，有尿嘧啶（U）而没有胸腺嘧啶（T）。早在1952年，在提出DNA双螺旋模型之前，沃森就已设想遗传信息的传递途径是由DNA传到RNA，再由RNA传到蛋白质。在1953～1954年间，沃森进一步思考了这个问题。他认为在基因表达时，DNA从细胞核转移到了细胞质，其脱氧核糖转变成核糖，变成了双链RNA，然后再以碱基对之间的窟窿为模板合成蛋白质。这个过于离奇的设想在提交发表之前被克里克否决了。克里克指出，DNA和RNA本身都不可能直接充当连接氨基酸的模板。遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上，还需要一种连接物将碱基序列和氨基酸连接起来。这个“连接物假说”，很快就被实验证实了。 1958年，克里克提出了两个学说，奠定了分子遗传学的理论基础。第一个学说是“序列假说”，它认为一段核酸的特殊性完全由它的碱基序列所决定，碱基序列编码一个特定蛋白质的氨基酸序列，蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的三维结构。第二个学说是“中心法则”，遗传信息只能从核酸传递给核酸，或核酸传递给蛋白质，而不能从蛋白质传递给蛋白质，或从蛋白质传回核酸。沃森后来把中心法则更明确地表示为遗传信息只能从DNA传到RNA，再由RNA传到蛋白质，以致在1970年发现了病毒中存在由RNA合成DNA的反转录现象后，人们都说中心法则需要修正，要加一条遗传信息也能从RNA传到DNA.事实上，根据克里克原来的说法，中心法则并无修正的必要。 碱基序列是如何编码氨基酸的呢？克里克在这个破译这个遗传密码的问题上也做出了重大的贡献。组成蛋白质的氨基酸有20种，而碱基只有4种，显然，不可能由1个碱基编码1个氨基酸。如果由2个碱基编码1个氨基酸，只有16种（4的2次方）组合，也还不够。因此，至少由3个碱基编码1个氨基酸，共有64种组合，才能满足需要。1961年，克里克等人在噬菌体T4中用遗传学方法证明了蛋白质中1个氨基酸的顺序是由3个碱基编码的（称为1个密码子）。同一年，两位美国分子遗传学家马歇尔·尼伦伯格（Marshall Nirenberg）和约翰·马特哈伊（John Matthaei）破解了第一个密码子。到1966年，全部64个密码子（包括3个合成终止信号）被鉴定出来。作为所有生物来自同一个祖先的证据之一，密码子在所有生物中都是基本相同的。人类从此有了一张破解遗传奥秘的密码表。 DNA双螺旋模型（包括中心法则）的发现，是20世纪最为重大的科学发现之一，也是生物学历史上惟一可与达尔文进化论相比的最重大的发现，它与自然选择一起，统一了生物学的大概念，标志着分子遗传学的诞生。这门综合了遗传学、生物化学、生物物理和信息学，主宰了生物学所有学科研究的新生学科的诞生，是许多人共同奋斗的结果，而克里克、威尔金斯、弗兰克林和沃森，特别是克里克，就是其中最为杰出的英雄。 克里克 弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克（Francis Harry Compton Crick 1916.6.8——2004.7.28） 生于英格兰中南部一个郡的首府北安普敦。小时酷爱物理学。1934年中学毕业后，他考入伦敦大学物理系，3年后大学毕业，随即攻读博士学位。然而，1939年爆发的第二次世界大战中断了他的学业，他进入海军部门研究鱼雷，也没有什么成就。待战争结束，步入"而立之年"的克里克在事业上仍一事无成。1950年，也就是他34岁时考入剑桥大学物理系攻读研究生学位，想在著名的卡文迪什实验室研究基本粒子。 这时，克里克读到著名物理学家薛定谔的一本书《生命是什么》，书中预言一个生物学研究的新纪元即将开始，并指出生物问题最终要靠物理学和化学去说明，而且很可能从生物学研究中发现新的物理学定律。克里克深信自己的物理学知识有助于生物学的研究，但化学知识缺乏，于是开始发愤攻读有机化学、X射线衍射理论和技术，准备探索蛋白质结构问题。 1951年，美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪什实验室，他也受到薛定谔《生命是什么》的影响。克里克同他一见如故，开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA分子结构的合作研究。他们虽然性格相左，但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实，训练有素；克里克则凭借物理学优势，又不受传统生物学观念束缚，常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补，取长补短，并善予吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果，结果经不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。而且，克里克以其深邃的科学洞察力，不顾沃森的犹豫态度，坚持在他们合作的第一篇论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话，使他们不仅发现了DNA的分子结构，而且丛结构与功能的角度作出了解释。 1962年，46岁的克里克同沃森、威尔金斯一道荣获诺贝尔生物学或医学奖。 后来，克里克又单独首次提出蛋白质合成的中心法则，即遗传密码的走向是：DNA→RNA→蛋白质。他在遗传密码的比例和翻译机制的研究方面也做出了贡献。1977年，克里克离开了剑桥，前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授。 2004年7月28日深夜，弗朗西斯·克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后，在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世，享年88岁

单链DNA就是指以单链状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA，这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。DNA 的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。糖 -磷酸链在螺旋形结构的外面，碱基朝向里面。两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连，形成相当稳定的组合。扩展资料：分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科——单链DNA参考资料来源：百度百科——脱氧核糖核酸

A代表腺嘌呤（adenine），缩写为A。DNA是一种双螺旋结构的生物大分子，其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，每个单核苷酸又由3种比较简单的化合物即磷酸、脱氧核糖和碱基各一分子组成。碱基有嘌呤和嘧啶两大类，嘌呤中主要有腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，嘧啶中主要有胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这些嘌呤和嘧啶均为含氮的杂环化合物，称为含氮碱基。扩展资料DNA分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科-脱氧核糖核酸

碱基是指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要碱基略有不同，其重要区别是：胸腺嘧啶是DNA的主要嘧啶碱，在RNA中极少见；相反，尿嘧啶是RNA的主要嘧啶碱，在DNA中则是稀有的。除主要碱基外，核酸中也有一些含量很少的稀有碱基。稀有碱基的结构多种多样，多半是主要碱基的甲基衍生物。tRNA往往含有较多的稀有碱基，有的tRNA含有的稀有碱基达到10%。嘌呤和嘧啶碱基是近乎平面的分子，相对难溶于水：在约260纳米的紫外光区有较强的吸收。在脱氧核糖核酸和核糖核酸中，起配对作用的部分是含氮碱基。5种碱基都是杂环化合物，氮原子位于环上或取代氨基上，其中一部分（取代氨基，以及嘌呤环的1位氮、嘧啶环的3位氮）直接参与碱基配对。碱基共有5种：胞嘧啶（缩写作C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，DNA专有）和尿嘧啶（U，RNA专有）。顾名思义，5种碱基中，腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族（缩写作R），它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族（Y），它们的环系是一个六元杂环。RNA中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶的位置，值得注意的是，胸腺嘧啶比尿嘧啶多一个5位甲基，这个甲基增大了遗传的准确性。碱基通过共价键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。上世纪80年代初，由这四种“经典”DNA碱基组成的家族中迎来了第五名成员：甲基胞嘧啶（mC），其源于胞嘧啶。mC的出现引发了科学家们极大的关注，并获得了广泛的研究。上世纪90年代后期，mC被广泛看成是表观遗传机制的主要原因：它能够根据每个组织的生理需要，打开或关闭基因。而且，随着研究的进一步深入，科学家们现在知道，作为一种重要的表观遗传修饰，mC参与基因表达调控、X-染色体失活、基因组印记、转座子的长期沉默和癌症的发生。近日，西班牙科学家在最新出版的《细胞》杂志上撰文指出，或许存在着第六种碱基——甲基腺嘌呤（mA），其主要作用是确定表观基因组的性质，并因此在细胞的生命过程中发挥重要作用。据每日科学网4日报道，西班牙Bellvitge生物医学研究所表观遗传学和癌症生物学计划负责人、巴塞罗那大学遗传学教授曼奈·埃特雷在《细胞》杂志上发表文章，描述了第六种碱基——mA存在的可能性，他认为，这种碱基也帮助确定表观基因组，并因此在细胞生命过程中发挥着重要作用。埃特雷在论文中表示：“早在数年前，我们就知道，在我们生物学上的远亲——细菌的基因组内就存在mA，主要作用保护其免受其他生物体遗传物质的入侵，但当时科学家们认为，这一现象只出现在原始细胞内。”埃特雷继续解释说：“现在《细胞》杂志发表的三篇论文表明，藻类、蠕虫以及苍蝇都拥有mA，这些生物的细胞像人体细胞一样都是真核细胞，说明人体细胞内也可能拥有第六种碱基。研究表明，mA的主要功能是调控某些基因的表达，因此，构成了一种新的表观遗传标记。在我们所描述的这些基因组内，mA的浓度都很低，但随着拥有高灵敏度分析方法的发展，使得这项研究成为了可能。除此之外，mA可能也在干细胞和发育初期发挥重要作用。

双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤总是与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤总是与胞嘧啶配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。 它的成功测定，开创了现代生物学的新时代．具体的资料请到：http://baike.baidu.com/view/217753.htm

‍‍意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制:由于腺膘呤(A)总是与胸腺嘧啶(T)配对、鸟膘呤(G)总是与胞嘧啶(C)配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。克里克从一开始就坚持要求在发表的论文中加上"DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制"这句话。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森"缺乏洞察力，以致不能看出这一点来"。在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。‍‍

根据DNA分子双螺旋结构的特点进行制作。具体流程如下：1、主链：由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。DNA外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的骨架。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。2、碱基对：碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。配对碱基总是A与T和G与C。碱基对以氢键维系，A与T 间形成两个氢键，G与C间形成三个氢键。DNA结构中的碱基对与Chatgaff的发现正好相符。3、大沟和小沟：大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间，而大沟位于相毗邻的双股之间。这是由于连接于两条主链糖基上的配对碱基并非直接相对，从而使得在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。在大沟和小沟内的碱基对中的N和O原子朝向分子表面。4、结构参数：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。扩展资料：DNA分子双螺旋结构的相关说明：1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905-2002）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。在以后的近50年里，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景。参考资料来源：百度百科-DNA双螺旋结构参考资料来源：百度百科-DNA分子参考资料来源：百度百科-DNA结构

DNA分子具有多样性的原因是：碱基对多种多样的排列顺序。DNA分子具有特异性的原因是：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。DNA 分子巨大，由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖为脱氧核糖。1953年美国的沃森、英国的克里克与威尔金斯描述了 DNA 的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。扩展资料DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科-DNA分子

当然有，DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。

DNA是生物大分子。生物大分子是指生物体细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖等大分子。每个生物大分子内有几千到几十万个原子，分子量从几万到几百万以上。生物大分子的结构很复杂,但其基本的结构单元并不复杂。蛋白质分子是由氨基酸分子以一定的顺序排列成的长链。氨基酸分子是大部分生命物质的组成材料,不同的氨基酸分子有好几十种。生物体内的绝大多数酶就属于蛋白质，是生物体维持正常代谢功能所不可缺少的。扩展资料：大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于用亲子鉴定，十分方便。一个人有23对（46条）染色体，同一对染色体同一位置上的一对基因称为等位基因，一般一个来自父亲，一个来自母亲。如果检测到某个DNA位点的等位基因，一个与母亲相同，另一个就应与父亲相同，否则就存在疑问了。利用DNA进行亲子鉴定，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定，否定亲子关系的准确率几近100%，肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。参考资料：百度百科——dna百度百科——生物大分子

DNA双螺旋结构的特点是主链由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条，它们似麻花状盘旋，相互平行而走向相反形成双螺旋构型。1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫测定了DNA中4种碱基的含量，DNA双螺旋结构发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。

单链DNA就是指以单链状态存在的DNA。单链DNA在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面都和双链DNA不同。某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA，这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。DNA的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。糖-磷酸链在螺旋形结构的外面，碱基朝向里面。两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连，形成相当稳定的组合。扩展资料：分子结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科——单链DNA参考资料来源：百度百科——脱氧核糖核酸

DNA也叫脱氧核糖核酸，它的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。脱氧核糖核苷酸由脱氧核糖、磷酸基团和含氮碱基组成。在连接时，上一个核苷酸的磷酸基团和下一个核苷酸的羟基形成磷酸二酯键。在核苷酸链的两端，会分别多出一个磷酸基团或者羟基。磷酸端是 5‘ 端，羟基端是 3" 端。扩展资料DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。原核细胞的遗传物质是一个长DNA分子，但是原核细胞没有真正的细胞核。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。在DNA中,脱氧核糖磷酸分子由磷酸二酯键连接成链,构成多核苷酸纤维的骨架。脱氧核糖是由已掺入核苷酸内的核糖形成的参考资料百度百科-脱氧核糖

　　【DNA简介】　　DNA（为英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。原核细胞的拟核是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA.　　【英文简述】　　Deoxyribonucleic acid, or DNA, is a nucleic acid molecule that contains the genetic instructions used in the development and functioning of all known living organisms. The main role of DNA is the lon-term storage of information and it is often compared to a set of blueprints, since DNA contains the instructions needed to construct other components of cells, such as proteins and RNA molecules. The DNA segments that carry this genetic information are called genes, but other DNA sequences have structural purposes, or are involved in regulating the use of this genetic information.　　【DNA特点】　　a. DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体。　　b. DNA的单体称为脱氧核苷酸，每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。　　c. DNA的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine)　　d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但在不同物种间则有差异。　　e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A（腺嘌呤脱氧核苷酸）=T（胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ）C（胞嘧啶脱氧核苷酸）=G（鸟嘌呤脱氧核苷酸）。 A与T之间以两个氢键相连，C与G之间以三个氢键相连。　　【解开DNA的秘密】　　当发现基因就是DNA后，人们还是想知道，这个DNA是怎么样的一种东西，它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢？　　首先人们想知道DNA是由什么组成的，人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究，发现DNA是由四种更小的东西组成，这四种东西的总名字叫核苷酸，就像四个兄弟一样，它们都姓核苷酸，但名字却有所不同，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这四种名字很难记，不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律，但后来核苷酸其实不一样，而且它们相互组合的方式也千变万化，大有奥秘。　　现在，人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现：人体是由细胞构成的，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体，它主要由一些叫做脱氧核糖核酸（DNA）的物质组成。　　生物的遗传物质存在于所有的细胞中，这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种，分别为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。　　单个的核苷酸连成一条链，两条核苷酸链按一定的顺序排列，然后再扭成“麻花”样，就构成脱氧核糖核酸（DNA）的分子结构。在这个结构中，每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”，而一个DNA上的碱基多达几百万，所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本，里面所藏的遗传信息多得数不清，这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。　　人的遗传性状由密码来传递。人大概有2.5万个基因，而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别，即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码，排列组成约2.5万个基因。　　【结构】　　DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。　　一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。　　二级结构 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类。　　一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA∶1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念。　　【DNA的理化性质】　　DNA是大分子高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度。DNA对紫外线有吸收作用，当核酸变性时，吸光值升高；当变性核酸可复性时，吸光值又会恢复到原来水平。温度、有机溶剂、酸碱度、尿素、酰胺等试剂都可以引起DNA分子变性，即使得DNA双键间的氢键断裂，双螺旋结构解开。　　DNA(deoxyribonucleic acid)指脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物，是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。　　【分布和功能】　　原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。

根据DNA分子双螺旋结构的特点进行制作。具体流程如下：1、主链：由脱氧核糖和磷酸基通过酯键交替连接而成。主链有二条,它们似“麻花状”绕一共同轴心以右手方向盘旋, 相互平行而走向相反形成双螺旋构型。主链处于螺旋的外则,这正好解释了由糖和磷酸构成的主链的亲水性。DNA外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的骨架。所谓双螺旋就是针对二条主链的形状而言的。2、碱基对：碱基位于螺旋的内则,它们以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连。同一平面的碱基在二条主链间形成碱基对。配对碱基总是A与T和G与C。碱基对以氢键维系，A与T 间形成两个氢键，G与C间形成三个氢键。DNA结构中的碱基对与Chatgaff的发现正好相符。3、大沟和小沟：大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽。小沟位于双螺旋的互补链之间，而大沟位于相毗邻的双股之间。这是由于连接于两条主链糖基上的配对碱基并非直接相对，从而使得在主链间沿螺旋形成空隙不等的大沟和小沟。在大沟和小沟内的碱基对中的N和O原子朝向分子表面。4、结构参数：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。扩展资料：DNA分子双螺旋结构的相关说明：1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905-2002）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对的概念。1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。在以后的近50年里，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景。参考资料来源：百度百科-DNA双螺旋结构参考资料来源：百度百科-DNA分子参考资料来源：百度百科-DNA结构

高中的话一定是双链 但到了大学就有单链了 如某些病毒

DNA（为英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料.有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播.原核细胞的拟核是一个长DNA分子.真核细胞核中有不止一个染色体,每个染色体也只含一个DNA分子.不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起.DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外,有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中.DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA. a. DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体. b. DNA的单体称为脱氧核苷酸,每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的. c. DNA的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性.即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异. e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A（腺嘌呤脱氧核苷酸）=T（胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ）C（胞嘧啶脱氧核苷酸）=G（鸟嘌呤脱氧核苷酸）. A与T之间以两个氢键相连,C与G之间以三个氢键相连. DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3",5"-磷酸二酯键相连构成的长链.大多数DNA含有两条这样的长链,也有的DNA为单链,如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等.有的DNA为环形,有的DNA为线形.主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基.在某些类型的DNA中,5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶,其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富,可达6摩尔％.在某些噬菌体中,5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶.40年代后期,查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同,但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T）,鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C）,因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和.一般用几个层次描绘DNA的结构. 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列.基因就是DNA的一个片段,基因的遗传信息贮存在其碱基序列中.1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法,他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖.自那时以后,测定方法又不断得到改进,已有不少DNA的一级结构已确立.如人线粒体环DNA含有16569个碱基对,λ噬菌体DNA含有48502个碱基对,水稻叶绿体基因组含134525个碱基对,烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等.现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来. 二级结构 1953年,沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构,后来这个模型得到科学家们的公认,并用以解释复制、转录等重要的生命过程.经深入研究,发现因湿度和碱基序列等条件不同,DNA双螺旋可有多种类型,主要分成A、B和Z3大类. 一般认为,B构型最接近细胞中的DNA构象,它与双螺旋模型非常相似.A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近.Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕,其主链呈锯齿（Z）形,故名.这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区.1989年,美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA︰1952年,奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff,1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量,发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等,鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等.这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系,形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念.

DNA分子具有多样性的原因是：碱基对多种多样的排列顺序。DNA分子具有特异性的原因是：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。DNA分子巨大，由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖为脱氧核糖。1953年美国的沃森、英国的克里克与威尔金斯描述了DNA的结构：由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。扩展资料DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3"，5"-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。DNA有环形DNA和链状DNA之分。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查伽夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和，一般用几个层次描绘DNA的结构。参考资料来源：百度百科-DNA分子