DNA的分子结构是什么样子的？
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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。
事实上，原核细胞（无细胞核）的DNA存在于细胞质中，而真核生物的DNA存在于细胞核中，DNA片断并不像人们通常想像的那样，是单链的分子。严格的说，DNA是由两条单链像葡萄藤那样相互盘绕成双螺旋形，根据螺旋的不同分为A型DNA，B型DNA和Z型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。
这种核酸高聚物是由核苷酸链接成的序列，每一个核苷酸都由一分子脱氧核糖，一分子磷酸以及一分子碱基组成。DNA有四种不同的核苷酸结构，它们是腺嘌呤（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）。在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组成的，两条链依靠氢键结合在一起。由于氢键键数的限制，DNA的碱基排列配对方式只能是A对T或C对G。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。
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的理化结构
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
事实上，原核细胞（无细胞核）的DNA存在于细胞质中，而真核生物的DNA存在于细胞核中，DNA片断并不像人们通常想像的那样，是单链的分子。严格的说，DNA是由两条单链像葡萄藤那样相互盘绕成双螺旋形，根据螺旋的不同分为A型DNA，B型DNA和Z型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。
这种核酸高聚物是由核苷酸链接成的序列，每一个核苷酸都由一分子脱氧核糖，一分子磷酸以及一分子碱基组成。DNA有四种不同的核苷酸结构，它们是腺嘌呤（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）。在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组成的，两条链依靠氢键结合在一起。由于氢键键数的限制，DNA的碱基排列配对方式只能是A对T或C对G。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。
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的理化结构
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
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一、教学目标：
[认知目标]：1、了解DNA结构的发现过程和组成DNA的必要元素；2、理解DNA双螺旋的空间结构；3、掌握碱基互补配对原则，能够用相应的公式解题；4、理解DNA的结构特点。
[情感目标]：培养学生热爱科学的精神、学习的竞争和协作精神。
[技能目标]：培养学生观察能力，分析问题、综合问题的能力和创造性思维能力。
二、教学方法：
讲授法、讨论法和提问反馈法、练习法
三、学习方法：
观察法、回忆法、讨论法和比较法
四、教学手段：
多媒体教学（重点展示DNA的结构、配对方式和多样性）
五、教学过程：
(一)、复习提问：放一段有关“遗传”的录像，提示学生注意这一段录像反映了什么现象？（由学生说出遗传）再问，生物为什么能够进行遗传？（因为具有遗传物质——核酸）主要的遗传物质是什么？也就是说绝大多数的生物是以什么作为遗传物质的？（引出DNA）DNA为什么能够行使这样的功能呢？我们知道结构与功能是相适应的，要行使这样的功能就必须具备一定的独特的结构，那么，DNA具备怎样的结构才能行使这样的功能呢？（引入课题——DNA的结构）
（二）、出示目标：（见上“一、教学目标”）
（三）、发现简史：那么，DNA的结构究竟是什么样子呢？它又是怎样被发现的呢？（引出DNA结构的发现史）1950年夏天，美国人沃森获得了博士学位。此时的生物学界正在进行一种叫双结构螺旋研究竞赛。结晶学研究的权威富兰克林已成功推出DNA分子有多股链，呈螺旋状。对DNA一无所知的沃森，在丹麦皇家学会听完劳伦斯·布拉格关于DNA的演讲后，决定研究DNA的三维模型结构。真有些初生牛犊不怕虎的气魄。当时他的同学斯腾特认为他疯了。
沃森进入英国剑桥大学卡文迪许实验室后，认识了英国学者克里克，他们很快发现彼此都对DNA的分子结构极感兴趣，便决定合作研究。他们提出：生命分子的三维结构是由线性密码中所蕴含的信息所决定。然而，他们的研究招来实验室方面的非议：DNA的X射线衍射图提供者威尔金斯对他们的研究也不热心。几起几落的遭遇，使克里克心灰意冷。而沃森没有动摇，他坚信DNA是所有分子中最重要的王牌，是万木之本，是打开生命之门的钥匙。他和克里克一起，采用物理，化学的科学原理与方法，来揭示DNA结构的奥妙。最后，他们提出的DNA双螺旋模型认为，必须由两股核苷酸碱基的任意排列顺序，来决定高度有序的DNA三维结构。这是一个成功的模型，它由两条右旋但反向的链绕同一个轴盘旋而成，活像一个螺旋形的梯子，生命的遗传密码就刻在梯子的横档上。
1962年的诺贝尔医学生物学奖授予了沃森和克里克建立的DNA模型，能获得如此高的荣誉，说明它的作用是巨大的，影响是深远的。
沃森们的模型，引发了一门称为“分子生物学”的新科学的诞生；它为破译生物的遗传密码提供了依据，导致遗传工程学的出现。用人工的方法将生物体内的DNA分离出来，重新组合搭配，再放回生物体内，创造新的品种，成为本世纪下半叶最活跃的领域。例如我国科学家实验成功的杂交水稻，抗棉铃虫棉花等等，都是DNA重组的产物；目前国际上正热门的克隆技术，也是DNA的绝妙之作。1954年4月DNA双螺旋提出后，整个生物学界呈现出少有的五彩缤纷的景象，被认为是20世纪以来生物科学中最伟大的成果，是生物学史上一个新纪元，为生物科学，农业科学，医学的发展开辟了新天地。把DNA结构模型称为打开生命之门钥匙，是一点也不夸张的。
[认知目标]：1、了解DNA结构的发现过程和组成DNA的必要元素；2、理解DNA双螺旋的空间结构；3、掌握碱基互补配对原则，能够用相应的公式解题；4、理解DNA的结构特点。
[情感目标]：培养学生热爱科学的精神、学习的竞争和协作精神。
[技能目标]：培养学生观察能力，分析问题、综合问题的能力和创造性思维能力。
二、教学方法：
讲授法、讨论法和提问反馈法、练习法
三、学习方法：
观察法、回忆法、讨论法和比较法
四、教学手段：
多媒体教学（重点展示DNA的结构、配对方式和多样性）
五、教学过程：
(一)、复习提问：放一段有关“遗传”的录像，提示学生注意这一段录像反映了什么现象？（由学生说出遗传）再问，生物为什么能够进行遗传？（因为具有遗传物质——核酸）主要的遗传物质是什么？也就是说绝大多数的生物是以什么作为遗传物质的？（引出DNA）DNA为什么能够行使这样的功能呢？我们知道结构与功能是相适应的，要行使这样的功能就必须具备一定的独特的结构，那么，DNA具备怎样的结构才能行使这样的功能呢？（引入课题——DNA的结构）
（二）、出示目标：（见上“一、教学目标”）
（三）、发现简史：那么，DNA的结构究竟是什么样子呢？它又是怎样被发现的呢？（引出DNA结构的发现史）1950年夏天，美国人沃森获得了博士学位。此时的生物学界正在进行一种叫双结构螺旋研究竞赛。结晶学研究的权威富兰克林已成功推出DNA分子有多股链，呈螺旋状。对DNA一无所知的沃森，在丹麦皇家学会听完劳伦斯·布拉格关于DNA的演讲后，决定研究DNA的三维模型结构。真有些初生牛犊不怕虎的气魄。当时他的同学斯腾特认为他疯了。
沃森进入英国剑桥大学卡文迪许实验室后，认识了英国学者克里克，他们很快发现彼此都对DNA的分子结构极感兴趣，便决定合作研究。他们提出：生命分子的三维结构是由线性密码中所蕴含的信息所决定。然而，他们的研究招来实验室方面的非议：DNA的X射线衍射图提供者威尔金斯对他们的研究也不热心。几起几落的遭遇，使克里克心灰意冷。而沃森没有动摇，他坚信DNA是所有分子中最重要的王牌，是万木之本，是打开生命之门的钥匙。他和克里克一起，采用物理，化学的科学原理与方法，来揭示DNA结构的奥妙。最后，他们提出的DNA双螺旋模型认为，必须由两股核苷酸碱基的任意排列顺序，来决定高度有序的DNA三维结构。这是一个成功的模型，它由两条右旋但反向的链绕同一个轴盘旋而成，活像一个螺旋形的梯子，生命的遗传密码就刻在梯子的横档上。
1962年的诺贝尔医学生物学奖授予了沃森和克里克建立的DNA模型，能获得如此高的荣誉，说明它的作用是巨大的，影响是深远的。
沃森们的模型，引发了一门称为“分子生物学”的新科学的诞生；它为破译生物的遗传密码提供了依据，导致遗传工程学的出现。用人工的方法将生物体内的DNA分离出来，重新组合搭配，再放回生物体内，创造新的品种，成为本世纪下半叶最活跃的领域。例如我国科学家实验成功的杂交水稻，抗棉铃虫棉花等等，都是DNA重组的产物；目前国际上正热门的克隆技术，也是DNA的绝妙之作。1954年4月DNA双螺旋提出后，整个生物学界呈现出少有的五彩缤纷的景象，被认为是20世纪以来生物科学中最伟大的成果，是生物学史上一个新纪元，为生物科学，农业科学，医学的发展开辟了新天地。把DNA结构模型称为打开生命之门钥匙，是一点也不夸张的。
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DNA是两条多核苷酸的双螺旋分子，DNA的一级结构是由四种脱氧核糖核酸通过3‘5'磷酸二酯键相连接形成的，二级结构是反向平行的双螺旋结构，由碱基堆积力和氢键稳定。三级结构一般为负超螺旋结构。
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