全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)全國(guó)生物學(xué)聯(lián)賽）；全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)競(jìng)賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)全國(guó)生物學(xué)競(jìng)賽）對(duì)外稱(chēng)中國(guó)生物學(xué)奧林匹克，英文名稱(chēng)為：ChinaNationalBiologyOlympiad英文名

稱(chēng)縮寫(xiě)為CNBO；由中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)和中國(guó)植物學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦，由在校高中學(xué)生自愿參加的群眾性生物學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。中國(guó)動(dòng)物（植物）學(xué)會(huì)網(wǎng)站---全國(guó)中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽、競(jìng)賽實(shí)施細(xì)則（截選）

第1篇

細(xì)胞第二章生命的化學(xué)基礎(chǔ)

一、原子與分子二、生物大分子三、糖類(lèi)四、脂質(zhì)五、蛋白質(zhì)六、核酸

2.1原子與分子2.1.1生命需要多種元素元素是由原子組成的，原子是物質(zhì)的最小的單位（化學(xué)變化）原子電子原子核質(zhì)子中子（帶正電）（不帶電）

（帶負(fù)電）

（帶正電）（不帶電）

核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)原子的構(gòu)成微量元素（痕量元素）2.1.2水是細(xì)胞中不可缺少的物質(zhì)地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細(xì)胞也生活在水環(huán)境中水占約生物體的60％--90％的重量第一，水是極性分子電負(fù)性：一個(gè)原子吸引電子的能力（O>H）水是極好的溶劑，許多極性分子易溶于水親水作用和疏水作用第二，水分子間形成氫鍵略帶負(fù)電荷的一端（O）與略帶正電荷的一端（H)相互吸引，形成一個(gè)較弱的鍵——?dú)滏I第三，液體水的水分子具內(nèi)聚力如植物水的蒸騰、昆蟲(chóng)在水上爬行（表面張力）第四，水具有高的比熱（氫鍵）。水分子之間的氫鍵使水能緩和溫度的變化（例：1.細(xì)胞內(nèi)無(wú)時(shí)無(wú)刻都在進(jìn)行大量的生化反應(yīng)，這些反應(yīng)大都伴隨著熱量的產(chǎn)生。2.如沿海較溫和。3.氫鍵使水有高的蒸發(fā)熱，水分的蒸發(fā)起到高效的冷卻作用，比如說(shuō)人可以出汗散熱）2.1.3無(wú)機(jī)鹽和pH1.生物體內(nèi)的無(wú)機(jī)鹽大多溶解在水中，以離子的形式存在。

2.pH的維持相對(duì)穩(wěn)定需要緩沖液（弱酸及鹽或者弱堿及鹽）人體的緩沖體系？2.2

組成細(xì)胞的大分子

碳最外層有4個(gè)電子空位，極易與其他原子共用4對(duì)電子形成4個(gè)共價(jià)鍵，碳原子之間也能共價(jià)連接成碳骨架。

2.2.1碳是組成細(xì)胞各種大分子的基礎(chǔ)有機(jī)化合物：除CO、CO2、碳酸鹽和氰化物、硫氰化物等簡(jiǎn)單化合物外的含碳化合物的統(tǒng)稱(chēng)。決定分子主要化學(xué)性質(zhì)的特殊原子或基團(tuán)----官能團(tuán)共同特點(diǎn)：有極性，O和N有很強(qiáng)的電負(fù)性，能夠吸引電子，因此，所有含有這些基團(tuán)的化合物都是親水的。2.2.2細(xì)胞利用少數(shù)種類(lèi)小分子合成多種大分子

小分子大分子復(fù)合大分子

單糖多糖糖蛋白氨基酸

蛋白質(zhì)糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂類(lèi)（由小分子到大分子）單體多聚體脫水合成合成大分子（脫水縮合）大分子分解（水解）2.3糖類(lèi)

糖分子含C、H、O3種元素，通常3者的比例為1:2:1，一般化學(xué)通式為(CH2O)n,因此糖過(guò)去又被稱(chēng)為碳水化合物(carbohydrate)。當(dāng)然，有些糖的組成并不符合這個(gè)通式，如

DNA的重要組成成分脫氧核糖，

分子式為C5H10O4;

而組成為(CH2O)n的分子也不都是

糖，如甲醛HCHO(其4%的水溶液為福爾馬林)、乙酸CH2COOH(醋的有效成分)等。

糖類(lèi)按照聚合程度，有單糖、寡糖和多糖之分。單糖不是聚合物，不能水解為更小的單位，是組成寡糖和多糖的單體；寡糖由幾個(gè)單糖聚合而成，最常見(jiàn)也最有生理意義的寡糖是二糖;

多糖是由糖的單體聚合而成的長(zhǎng)鏈，一般沒(méi)有甜味。葡萄糖果糖（比葡萄糖甜）葡萄糖和果糖是異構(gòu)體，它們之間的區(qū)別僅在于原子的排列不同，具體地說(shuō)，僅在于羰基的位置不同。單糖特點(diǎn)：

一是有許多羥基，二是有羰基。羰基或在分子一端(如葡萄糖)成為醛基，或在分子中間，成為酮基(如果糖),所以糖在化學(xué)上其實(shí)是多羥基醛或多羥基酮。2.3.1單糖

葡萄糖果糖半乳糖

甘油醛（最簡(jiǎn)單的糖）

核糖

脫氧核糖

2.3.2單糖的旋光異構(gòu)

當(dāng)偏振光穿過(guò)某些特定物質(zhì)或某些物質(zhì)的溶液時(shí)，光的振動(dòng)平面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為旋光性。兩個(gè)互為鏡像的有機(jī)分子形成的溶液，一個(gè)使偏振光向左旋轉(zhuǎn)

(記作L),

另一個(gè)就會(huì)使偏振光向右旋轉(zhuǎn)

(記作D),這樣的分子也叫手性分子，就如同我們的左右手一樣，互為鏡像。

為了標(biāo)記手性分子，以最簡(jiǎn)單的糖——甘油醛作為標(biāo)準(zhǔn)，人為規(guī)定費(fèi)歇爾投影式中甘油醛的羥基在右的異構(gòu)體為右旋，稱(chēng)為D-

甘油醛，羥基在左的為左旋，稱(chēng)為L(zhǎng)-

甘油醛。其他手性分子均與甘油醛對(duì)比，以確定是D型還是

L型(圖)。D-甘油醛L-甘油醛葡萄糖含有4（2-5號(hào)）個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子，一定是手性分子?；瘜W(xué)中規(guī)定，應(yīng)比較不對(duì)稱(chēng)碳原子編號(hào)最大的一個(gè)，即第5位碳原子。經(jīng)與甘油醛對(duì)比，天然葡萄糖的構(gòu)型與D-

甘油醛一致，即葡萄糖為

D型。進(jìn)一步研究表明，生物體內(nèi)的糖，無(wú)論其含有幾個(gè)碳原子，也不管是酮糖還是醛糖，只要是手性分子，絕大部分構(gòu)型均為D

型，極少量L型的糖存在于某些藻類(lèi)植物中。L型糖

和D型糖的有機(jī)化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有任何區(qū)別，但在生物體內(nèi)的性質(zhì)卻截然不同：L

型糖不能被糖代謝的相關(guān)酶所識(shí)別和利用，但它們同樣有甜味，能夠滿(mǎn)足我們的口感。因此，這樣的甜食吃得再多，也不會(huì)發(fā)胖，而且不會(huì)發(fā)生蛀牙，因?yàn)榧?xì)菌同樣不會(huì)利用它們。

D-葡萄糖

D-甘油醛

D-果糖需要注意，單糖是D型還是L型，只是與甘油醛對(duì)比的結(jié)果，與單糖實(shí)際的旋光性無(wú)關(guān)。因?yàn)榉肿又械暮芏嗷鶊F(tuán)都影響旋光性，不僅僅是作比較的那個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子，所以D型糖完全可能使光左旋，如D-果糖就是如此。2.3.3糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)

五碳糖或六碳糖在溶液中大多以環(huán)式結(jié)構(gòu)存在，鏈?zhǔn)降暮苌?，以葡萄糖為例。半縮醛反應(yīng)半縮醛羥基2.3.4二糖

麥芽糖存在于發(fā)芽的谷粒、麥芽等，主要來(lái)自淀粉水解，由兩分子葡萄糖以α(1

→

4)糖苷鍵連接而成，其中在糖苷鍵形成過(guò)程中提供半縮醛羥基的是α-D-葡萄糖。我們嚼干饅頭時(shí)會(huì)感覺(jué)有甜味，就是

因

為

唾

液

淀

粉

酶

將

一

部

分

淀

粉

水

解

為

麥

芽

糖

的

緣

故。

糖瓜(關(guān)東糖)、飴糖也主要是麥芽糖，麥芽糖不是很甜，甜度只有40多。麥芽糖日常食用的糖主要是蔗糖，存在于甘蔗、甜菜和各種有甜味的水果中。它是植物中糖的運(yùn)輸形式，也

是

甘

蔗

等

植

物

中

糖

的

主

要

儲(chǔ)

存

形

式

。

人

體內(nèi)糖以葡萄糖形式運(yùn)輸，而植物和許多其他生物中，為減少糖在運(yùn)輸中的損失(氧化),采取二糖形式運(yùn)輸，因?yàn)槠胀ǖ呐c葡萄糖利用有關(guān)的酶無(wú)法打開(kāi)二糖的鍵。蔗糖由a-

葡

萄

糖

和β

-

果

糖以αl→β2糖

苷

鍵

結(jié)

合

。蔗糖乳

糖

是

人

類(lèi)

和

很

多

哺

乳

動(dòng)

物

乳

汁中唯

一的糖，牛奶中的含量為4%,人乳中為5%~7%。乳糖由α-葡萄糖和β-半乳糖以β(1→4)糖苷鍵連接。乳糖不太甜，甜度不到40。乳糖依靠小腸腔內(nèi)的乳糖酶水解為葡萄糖和半乳糖，才能被吸收利用。很多成年人乳糖酶缺乏，導(dǎo)致乳糖無(wú)法被分解和吸收而滯留于腸道，滲透壓增大，使腸腔充水，造成腹瀉。乳糖2.3.2多糖

淀粉是植物光合作用的產(chǎn)物，是由葡萄糖分子通過(guò)α糖苷鍵縮合而成，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種。直鏈淀粉由200~300個(gè)葡萄糖分子縮合而成，呈卷曲的螺旋形。支鏈淀粉更大，由6000個(gè)或更多葡萄糖殘基組成。除直鏈中的a(1→4)

糖苷鍵外，支鏈淀粉（粘性大）中每隔24~30個(gè)葡萄糖殘基，還依靠α(1→6)糖苷鍵形成分支，分支上還可以再分支。糖原的化學(xué)結(jié)構(gòu)與淀粉相似，只是分支更多，每

8~12個(gè)葡萄糖殘基就有

一

個(gè)分支。動(dòng)物中合成和儲(chǔ)存糖原的器官主要有肝和骨骼肌。

淀粉

糖原纖維素

此處可與其他纖維素形成氫鍵纖維素的基本結(jié)構(gòu)單元也是葡萄糖，但纖維素鏈沒(méi)有分支。尤為重要的是，纖維素中葡萄糖單體間的連接方式與淀粉或糖原不同：淀粉中的葡萄糖以α糖苷鍵連接，而纖維素中的葡萄糖之間以β(1→4)糖苷鍵連接。雖然單糖的α構(gòu)型和β構(gòu)型在溶液中可以相互轉(zhuǎn)換，但在多糖中，由于半縮醛基形成糖苷鍵，糖環(huán)無(wú)法再打開(kāi)成鏈狀，α與β之間的轉(zhuǎn)化無(wú)法再進(jìn)行。因此，纖維素中的β糖苷鍵，無(wú)法在水環(huán)境中自發(fā)變成α糖苷鍵。我們體內(nèi)的淀粉酶只能識(shí)別α糖苷鍵，無(wú)法識(shí)別β糖苷鍵，所以我們無(wú)法消化纖維素。幾丁質(zhì)

幾丁質(zhì)也是一種常見(jiàn)多糖，它是節(jié)肢動(dòng)物(如昆蟲(chóng)、甲殼類(lèi))外骨骼的主要成分，也是真菌細(xì)胞壁的主要成分。幾丁質(zhì)由N-乙酰

-D-葡糖胺通過(guò)β(1→4)糖苷鍵形成，所以幾丁質(zhì)除C、H

和

0

外，

還含有

N。

脂質(zhì)（大多數(shù)是非極性的，疏水）難溶于水，而易溶于氯仿、苯、乙醚等有機(jī)溶劑，所以在外觀上呈現(xiàn)油的狀態(tài)。脂質(zhì)主要由碳和氫兩種元素組成，與糖類(lèi)相比，脂質(zhì)中氧元素的含量低得多。對(duì)于大多數(shù)脂質(zhì)分子，其化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類(lèi)及其衍生物。2.4脂質(zhì)不是大分子，也不是聚合物2.4.1脂肪是脂質(zhì)中主要的貯能分子（最常見(jiàn)的脂質(zhì)）

甘油

脂肪酸

脂肪（R代表不同的長(zhǎng)碳?xì)滏湥┟撍s合

脂肪由甘油和脂肪酸通過(guò)脫水縮合而形成。脂肪酸羧基中的—OH

與

甘油羥基中的—H結(jié)合而失去一分子水，于是甘油與脂

肪酸之間形成酯鍵，便成為脂肪分子水解脂肪酸：由一條長(zhǎng)的烴鏈和一個(gè)末端羧基組成的羧酸。不飽和脂肪酸：有雙鍵飽和脂肪酸：沒(méi)有雙鍵含雙鍵的脂肪（不飽和的）在常溫下是液態(tài)（植物油），膳食中飽和脂肪太多會(huì)引起動(dòng)脈粥狀硬化，因?yàn)轱柡椭舅釙?huì)刺激膽固醇合成。甘油三酯分子結(jié)構(gòu)長(zhǎng)鏈脂肪酸還可以與一些長(zhǎng)鏈的一元醇形成酯，

稱(chēng)為蠟(wax)

。

蠟的疏水性比脂肪更強(qiáng)，可保護(hù)生物體

的表面。例如，蘋(píng)果、梨的表皮上都有一層蠟，可以保護(hù)這些果實(shí)，避免干燥。有些動(dòng)物的表面也有蠟，例如，昆蟲(chóng)就有蠟保護(hù)著其軀體，避免干燥，蜜蜂用蠟構(gòu)建蜂巢。2.4.2磷脂是形成生物膜的重要脂質(zhì)磷酸可以取代脂肪酸，與甘油的羥基形成酯鍵。三酰甘油中，

一個(gè)脂肪酸側(cè)鏈被磷酸取代，形成磷脂酸，磷酸上再連接其他醇類(lèi)，形成甘油磷脂。如磷酸基團(tuán)連上膽堿，叫做磷脂酰膽堿，即卵磷脂,

存在于動(dòng)物各種組織和臟器中，因其首先從卵黃中被發(fā)

現(xiàn)而得名。卵磷脂是肝脂蛋白合成的原料，若缺乏，則脂蛋白合成發(fā)生障礙，脂肪在肝蓄積，發(fā)生脂肪肝。磷脂分子結(jié)構(gòu)磷脂分子可以看成是一個(gè)極性頭，兩條非極性尾巴。類(lèi)固醇是含有由碳鏈形成的4個(gè)環(huán)的脂類(lèi)，其中3個(gè)為六元環(huán)(多氫菲),1個(gè)五元環(huán)(環(huán)戊烷)。除膽固醇外，動(dòng)物的性激素、維生素D和腎上腺皮質(zhì)激素等都是類(lèi)固醇。有一些類(lèi)固醇藥物稱(chēng)為促蛋白合成類(lèi)固醇是人工合成類(lèi)似雄性激素的藥物，能促進(jìn)肌肉發(fā)達(dá)，增強(qiáng)體力，常為一些運(yùn)動(dòng)員所服用。2.4.3類(lèi)固醇和萜是不含酯鍵的脂質(zhì)膽固醇以低密度脂蛋白的形式運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中，參與細(xì)胞膜的組建。膽固醇攝入量過(guò)多，低密度脂蛋白攜帶膽固醇沉積于血管壁，致使血管內(nèi)皮增生，血管腔變窄，造成動(dòng)脈粥樣硬化。萜

類(lèi)

是異戊二烯的聚合物，由異戊二烯構(gòu)件分子生物合成，屬于單環(huán)二萜。天然橡膠以及某些植物有特殊氣味的揮發(fā)性物質(zhì)，如薄荷油、樟腦等，都是萜。β胡蘿卜素也屬于萜類(lèi)化合物，它是一種重要的捕

光色素，對(duì)植物光合作用很重要。動(dòng)物攝入的β胡蘿卜素在體內(nèi)可以斷裂形成兩個(gè)維生素A分子，視黃醛是維生素A

的氧化產(chǎn)物，對(duì)眼的感光有重要作用。脂肪甘油和脂肪酸結(jié)合而成的酯。蠟脂肪酸和醇化合而成的酯。磷脂又稱(chēng)磷酸甘油酯。甘油的一個(gè)

-基和磷酸結(jié)合而成的酯。類(lèi)固醇膽固醇萜類(lèi)β葫蘿卜素2.5

蛋白質(zhì)2.5.1蛋白質(zhì)僅由20種（α-氨基酸）氨基酸組成由α-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式還可以看出，α-碳原子是一個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子(除甘氨酸),所以氨基酸也存在旋光異構(gòu)，組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L型。2.5.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能多肽鏈中氨基酸的排列順序就是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)中部分肽鏈的卷曲或折疊產(chǎn)生二級(jí)結(jié)構(gòu),二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括α螺旋和β折疊等。α螺旋中，肽鏈呈螺旋形盤(pán)繞，氨基酸羰基氧與羧基端第四個(gè)氨基酸殘基α-氨基的氫形成的氫鍵，是維持α螺旋的主要力量。α螺旋是很多纖維狀蛋白質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)，如組成指甲、毛發(fā)、蹄、角等的α角蛋白。β折疊依靠平行肽鏈間的氫鍵維持，較α螺旋要伸展。如蠶絲、蜘蛛絲等主要是β折疊結(jié)構(gòu)。2.5.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)可以結(jié)合成模體,也叫做超二級(jí)結(jié)構(gòu)，如：βaβ,它位于很多蛋白質(zhì)與核酸結(jié)合部位的中心；螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋，許多蛋白質(zhì)靠它與DNA雙鏈結(jié)合。二級(jí)結(jié)構(gòu)和超二級(jí)結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步形成相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)與功能單元，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域之間以肽段連在一起。一個(gè)結(jié)構(gòu)域通常由幾十至200個(gè)氨基酸殘基組成，在真核生物中通常由一個(gè)獨(dú)立的外顯子編碼。2.5.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能三級(jí)結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈折疊形成的特定空間結(jié)構(gòu)，主要依靠疏水氨基酸的疏水作用和稱(chēng)為范德華力的分子間作用力以及離子鍵、氫鍵非共價(jià)鍵維持。半胱氨酸之間形成的二硫鍵則起到穩(wěn)定業(yè)已形成的三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用。對(duì)于只含有一條肽鏈的蛋白質(zhì)(如溶菌酶),三級(jí)結(jié)構(gòu)就是最高級(jí)的結(jié)構(gòu)了。由兩條或多條肽鏈組成的蛋白質(zhì)，還有四級(jí)結(jié)構(gòu)。組成這種蛋白質(zhì)的各個(gè)多肽，稱(chēng)為亞基,蛋白質(zhì)亞基間的結(jié)合方式叫做四級(jí)結(jié)構(gòu)。2.5.3蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)RNA酶變性后復(fù)性實(shí)驗(yàn)

透析除去尿素RNA酶會(huì)完全恢復(fù)活性，8個(gè)半胱氨酸也以變性前一樣的方式，兩兩形成二硫鍵。如果肽鏈折疊是隨機(jī)的，8個(gè)半胱氨酸形成4個(gè)二硫鍵的方式有105種之多，而RNA酶只采用了天然存在的那一種，可見(jiàn)形成蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的信息蘊(yùn)藏在一級(jí)結(jié)構(gòu)之中。2.5.3蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)天然的高級(jí)結(jié)構(gòu)是能量最低的狀態(tài)，所以較短的肽鏈依靠其氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)與水的相互作用而自動(dòng)折疊成天然的構(gòu)象。對(duì)較大的蛋白質(zhì)，由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在折疊過(guò)程中需要其他蛋白質(zhì)的幫助，以防止折疊中發(fā)生錯(cuò)誤。這些幫助其他蛋白質(zhì)折疊的蛋白質(zhì)，叫做分子伴侶。因此，大的蛋白質(zhì)變性后，很難自動(dòng)恢復(fù)原先的結(jié)構(gòu)。

雙縮脲反應(yīng)：含有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的化合物都能與CuSO4堿性溶液發(fā)生雙縮脲反應(yīng)而生成紫色的絡(luò)合物。利用這個(gè)反應(yīng)借助分光光度計(jì)可以測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。2.6核酸核酸是通過(guò)核苷酸間脫水連接而形成的。核苷酸中3'-C上的羥基與下一個(gè)核苷酸中磷酸基團(tuán)上一個(gè)羥基的氫脫水，形成一個(gè)磷酸酯鍵，從而將兩個(gè)核苷酸連接起來(lái)。這樣一個(gè)個(gè)地連下去，便形成了多核苷酸，即核酸。脫水后一個(gè)核苷酸的磷酸基團(tuán)與下一個(gè)單體的糖相連，其結(jié)果是在多核苷酸中形成了一個(gè)重復(fù)出現(xiàn)的糖-磷酸主鏈，磷酸兩端都依靠酯鍵分別與戊糖的3'-C和5'-C相連，形成3',5'-磷酸二酯鍵。3',5'-磷酸二酯鍵及多核苷酸核苷酸中戊糖和堿基都是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，堿基更復(fù)雜，因而優(yōu)先使用“1”"2"“3”命名環(huán)上的原子，而戊糖環(huán)中的原子只能用“1”“2'"“3'”來(lái)命名，以免混淆。這就是核酸中“3'"“5'”的來(lái)歷。

1953年，美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克，共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型?！狣NA的二級(jí)結(jié)構(gòu)2.6.2DNA雙螺旋沃森（左）和克里克（右）在構(gòu)建DNA模型在生命的“旋梯”上奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。1951年，英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的X射線(xiàn)衍射圖譜。Watson-Crick雙螺旋結(jié)構(gòu)模型兩條反向平行（一條5’→3’，另一條3’→5’）的多核苷酸鏈繞同一中心軸相互纏繞，形成右手雙股螺旋。堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸與脫氧核糖在雙螺旋外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的骨架；外部親水，內(nèi)部疏水。磷酸脫氧核糖含氮堿基AAATTTGGGGCCCATC

堿基平面接近與縱軸垂直，糖環(huán)的平面接近與縱軸平行。雙螺旋是一種有規(guī)律的結(jié)構(gòu)平均直徑2nm螺距3.4nm每旋轉(zhuǎn)