高中生物DNA分子的結構及其特點講解
1953年4月25日發表在英國《自然》雜誌上的一篇論文《核酸的分子結構——脫氧核糖核酸的一個結構模型》，揭開了DNA的結構之迷。沃森、克里克和維爾金斯三人也因此共同獲得了1962年的諾貝爾生理學或醫學獎。那麼，DNA分子的結構到底是怎樣的呢?
1.基本單位
DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸。每分子脫氧核苷酸由一分子含氮鹼基、一分子磷酸和一分子脫氧核糖透過脫水縮合而成(右圖)。由於構成DNA的含氮鹼基有四種：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)，因而脫氧核苷酸也有四種，它們分別是腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶脫氧核苷酸。
2.分子結構
DNA分子的`立體結構為規則的雙螺旋結構，具體為：由兩條DNA反向平行的DNA鏈盤旋成雙螺旋結構。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連線，排列在外側，構成基本骨架;鹼基排列在內側。DNA分子兩條鏈上的鹼基透過氫鍵連線成鹼基對(A與T透過兩個氫鍵相連、C與G透過三個氫鍵相連)，鹼基配對遵循鹼基互補配對原則。應注意以下幾點：
⑴DNA鏈：由一分子脫氧核苷酸的3號碳原子與另一分子脫氧核苷酸的5號碳原子端的磷酸基團之間透過脫水縮合形成磷酸二脂鍵，由磷酸二脂鍵將脫氧核苷酸連線成鏈。
⑵5'端和3'端：由於DNA鏈中的遊離磷酸基團連線在5號碳原子上，稱5'端;另一端的的3號碳原子端稱為3'端。
⑶反向平行：指構成DNA分子的兩條鏈中，總是一條鏈的5'端與另一條鏈的3'端相對，即一條鏈是3'～5'，另一條為5'~～3'。
⑷鹼基配對原則：兩條鏈之間的鹼基配對時，A與T配對、C與G配對。雙鏈DNA分子中，A=T，C=G(指數目)，A%=T%，C%=G%，可據此得出：
①A+G=T+C：即嘌呤鹼基數與嘧啶鹼基數相等;
②A+C(G)=T+G(C)：即任意兩不互補鹼基的數目相等;
③A%+C%=T%+G%= A%+ G%= T%+ C%=50%：即任意兩不互補鹼基含量之和相等，佔鹼基總數的50%;
④(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=(A+T)/(C+G)=A/C= T/ G：即雙鏈DNA及其任一條鏈的(A+T)/(C+G)為一定值;
⑤(A1+C1)/(T1+G1)=(T2+G2)/(A2+C2)=1/[(A2+C2)/(T2+G2)]：DNA分子兩條鏈中的(A+C)/(T+G)互為倒數;雙鏈DNA分子的(A+C)/(T+G)=1。
根據以上推論，結合已知條件可方便的計算DNA分子中某種鹼基的數量和含量。
3.結構特點
⑴穩定性：規則的雙螺旋結構使其結構相對穩定，一般不易改變。
⑵多樣性：雖然構成DNA的鹼基只有四種，但由於構成每個DNA分子的鹼基對數、鹼基種類及排列順序多樣，可形成多種多樣的DNA分子。
⑶特異性：對一個具體的DNA分子而言，其鹼基對特定的排列順序可使其攜帶特定的遺傳資訊，決定該DNA分子的特異性。
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