DNA 的结构 · DNALab

DNA 双螺旋结构：像沃森和克里克一样，调节螺距、半径和链数，让计算的 X 射线衍射图样与照片 51 号吻合；亲手组装脱氧核苷酸、按互补配对补全另一条链，再把“梯子”扭成右手双螺旋；按 PDB 1BNA 晶体结构生成任意序列的原子模型，点碱基对看氢键，碱基计算器实时验证查哥夫规则。

学科：生物 · 适用学段：高中 · 知识点：DNA 双螺旋结构、碱基互补配对、照片 51 号、碱基比例计算

章节内容

1952 年，富兰克林用 X 射线照射拉成细丝的 DNA 纤维，拍到了著名的照片 51 号：一个“X”形的十字，上下各有一个很强的斑点。

右边的底片左半边是按你设定的螺旋计算出的衍射图样，右半边是实测图样。调节螺距、每圈碱基对数、半径和链数，让两半对上——你就像沃森和克里克一样，从照片里读出了 DNA 的形状。

X 形说明 DNA 是螺旋；上下的强斑点对应相邻碱基对之间 0.34 nm 的距离；X 的张角给出螺距和直径。

DNA 的基本单位是脱氧核苷酸：一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。左边的链 I 已经搭好，先组装一个脱氧核苷酸，再把另一条链补完整。

两条链之间的碱基按互补配对原则通过氢键相连：A 与 T 配对，G 与 C 配对。故意配错试试——嘌呤与嘌呤太宽，嘧啶与嘧啶太窄。

最后确定链 II 的方向，再把“梯子”扭成右手双螺旋。

DNA 由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。

模型按 X 射线晶体结构（PDB 1BNA）生成。点一个碱基对看氢键：A–T 之间 2 个，G–C 之间 3 个。

在右侧改写序列，读数会实时验证查哥夫规则：A = T、G = C，嘌呤数 = 嘧啶数。

回顾三个课题，完成下面的选择题。