高中 · 25 分钟
组装 DNA 双螺旋
旋转理想化 DNA 梯子：辨认糖–磷酸骨架、A–T 与 G–C 梯级，理解两条链为何反向平行。
目标
找出两条骨架螺旋与碱基对梯级；在模型中数出每对碱基的上升高度与扭转角（约 0.34 nm、约 36°）。
仪器与试剂
虚拟模型套件：由骨架球和标字母碱基搭建的十碱基对螺旋；无需其他材料。
步骤
- 旋转至沿螺旋轴俯视：十个梯级像螺旋楼梯一样叠起。
- 找到一个标 A–T 和一个标 G–C 的梯级：注意每个梯级都是嘌呤（蓝、双环）配嘧啶（红、单环），因此宽度恒定。
- 从下到上沿一条橙色链追踪，再追另一条：二者螺旋方向相反（反向平行）。
- 数出模型一整圈 360° 内的碱基对数——约十对，与真实 B-DNA 相符。
观察要点
- 骨架（橙色）在外侧，碱基对埋于内部，受到保护而避开水。
- 所有梯级长度相同：嘌呤–嘧啶对均匀横跨螺旋——这正是 A 恒与 T、G 恒与 C 配对的原因。
- 在某个梯级附近，两条链指向相反——这是反向平行链的标志。
讲解
DNA 之所以能储存信息，是因为骨架是通用的（糖–磷酸重复）而梯级是特异的：A 通过两个氢键与 T 配对、G 通过三个与 C 配对，一条链的序列即决定其互补链。双环嘌呤恒与单环嘧啶配对使直径保持 2 nm 均匀——A–C 这样的错配会鼓起并被修复酶发现。
实验史话
沃森和克里克 1953 年的双螺旋建立在富兰克林的“51 号照片”和查加夫碱基比例之上。富兰克林的 X 射线数据揭示了两条同轴螺旋；她于 1958 年去世，未能见证 1962 年沃森、克里克与威尔金斯共享诺贝尔奖。
相关化学家
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虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。