DNA 存在细胞的哪个结构？

不抖机灵上干货。

我分三个部分介绍，应对三个层次的需求。

• 第一部分，初级答案：高中试题这么回答问题。
• 第二部分，答案扩展：科普作者这样回答问题。
• 第三部分，答案本质：演化历程呈现问题本质。

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第一部分 初级答案：高中试题这么回答问题

问：DNA存在细胞的哪个结构？
答：真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，少量在叶绿体，线粒体中，原核细胞的DNA在拟核和质粒中。

真核细胞存在装载DNA的容器，这样的容器有三个，名字分别是细胞核，线粒体，叶绿体。见下图。

原核细胞中不存在特定的装载DNA的容器，见下图（质粒是个环状的DNA）。

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第二部分 答案扩展：科普作者这样回答问题

2.1 进阶答案

1.真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，少量在叶绿体，线粒体中，如果还要再补充一点，真核细胞的细胞质基质中也可以存在质粒形式的DNA。
2.原核细胞的DNA分子就漂浮在细胞质基质中。

2.2 答案分析

我知道这么说，尤其是答案2有高中生会反对。

他们会说不对啊，高中生物说拟核啊。原核生物大的环状DNA在拟核中，小的环状DNA在质粒中啊。

这么说也对。

这个说法仔细想想是有问题的。拟核是原核细胞内大的环状DNA存在的一个特定区域，是一个位于形状不规则且边界不明显的内含遗传物质区域，他更像一个位置概念，并不是一个实质的具体结构概念。你可以通过实验方法将原核细胞中的DNA提取出来，但是你很难得到一个叫做拟核的具体结构。

对于质粒，质粒就是一个小型环状的DNA，说成DNA存在于质粒中，相当于说DNA存在于DNA中。就像你把水装载瓶子里，瓶子是装载水的容器，这个时候有人问你“水存在于哪里”，你可以回答说“水在瓶子里”，如果你回答“水在水中”，别人怎么看你呢？不是高人就是傻子！

2.3 进阶答案汇总

好了，汇总一下我们的进阶版答案：

1.真核细胞存在装载DNA的容器，这样的容器有三个，名字分别是细胞核，线粒体，叶绿体。没有装到容器中的DNA就只能漂浮在细胞质基质当中。
2.原核细胞中不存在特定的装载DNA的容器，但是可以把DNA限定在一个界限模糊的区域内，这个区域叫做拟核。除此之外，有些小的DNA分子还能游离在拟核之外，这样的小型环状DNA称为质粒。说的更通俗一点，DNA分子就漂浮在原核细胞的细胞质中。

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第三部分 答案本质：演化历程呈现问题本质

答案有了，死记硬背记住其实真的没啥意思。一边理解其相互关系，一边构造整体的宏观过程才是学习生物学的捷径。

我们接下来就试着将这个问题放在几十亿年的演化尺度中来理解一下上述答案。

3.1 原始生命出现

地球诞生于46亿年前，生命诞生于35亿年前。生命诞生前夜，DNA还是原始海洋中的神奇的复制分子。当脂质分子形成的膜将DNA包裹在里面，最早的细胞生命形态也就有了雏形，这个时候的DNA就游离在细胞内部的液体中。

关于这一部分的内容，可以参考《自私的基因》。

3.2 真核细胞出现

随着时间进行，原始的细胞的功能越来越完善。细胞膜将细胞内部与外界隔开，DNA作为遗传物质默默复制，核糖体负责蛋白质的合成。细胞膜向内褶皱，核糖体附着其上效率得以提高。向内折，向内折，一次偶然的机会，内折的膜结构将DNA包裹了起来，这样遗传物质更加稳定，更有利于“自私基因”的传承，也在自然选择中保留了下来。就这样， DNA的最主要容器----细胞核出现了。

高中生物课本在讲述生物膜系统这部分知识的时候，内质网膜和外层核膜是直接相连的，如果你仔细观察，还能发现附着在外层核膜上的小点点—核糖体。如果你知道细胞核的起源和内质网存在密不可分的联系，是不是对这张图的理解稍稍多了些呢？

3.3 叶绿体和线粒体的出现

细胞要生存，要摄取物质和能量。将如同“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，大细胞也要吞小细胞。这个过程称为“胞吞”。

一个大细胞吞了一个进行光合作用的细菌，本来要被分解利用掉的小细菌却侥幸生存了下来，并共生在了大细胞内部，慢慢的这种共生关系变得稳定而和谐，那个被吞进去的光合细菌也有了一个全新的名字：叶绿体。

如果把小细菌换成能量代谢有氧呼吸的细菌，重复上述过程，得到的细胞器是线粒体。

这个解释叶绿体和线粒体起源的学说称为“内共生学说”。这也就不难理解叶绿体和线粒体“都是双层膜”，“都有DNA”，“都是半自主细胞器”了。只要把他们看作共生在真核细胞内的小细菌就好了。

到这个时候，真核生物中装载DNA的三个容器就齐全了。

3.4 基因工程

时间慢慢进行，演化看似平静实际暗潮涌动，人类的出现成了一件极其诡异的事件。文化、科学、文明、进步，人类开启了一条可以绕过基因的超级进化之路。短短的几百年，人类的身体并没有发生多大的改变，生活方式却于祖先大相径庭。我们依然用着我们采集祖先的身体过着现代的生活，生命演化速度落后于科技进步。人类，掌握了在祖先看来只有“神”才具备的能力，比如“基因工程”。

人类将一段DNA与质粒重新连接，转入农杆菌后再导入植物细胞的染色体中。说简单点就是一个质粒，进入植物细胞，有一部分转移到到细胞核的DNA上。真核细胞的细胞质允许质粒存在吗？当然允许，无论从演化过程看，还是从转基因的中间过程的逻辑来看，都应该被允许。现在表达一个事实“酵母菌细胞中存在质粒”，正常啊。

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第四部分：要特别和高中生说

生物世界很复杂，也很简单。能生存下来的生物都是适应环境没有被淘汰的。从演化尺度去追根溯源，一些复杂的生命现象往往能变得更加清晰易懂。

对进化观点的深入理解是学好生物的关键。只可惜，很多高中老师不重视，更不用说他们所教地学生了。

细胞核，线粒体。

如果说是动物细胞，DNA主要存在于 细胞核，线粒体；RNA主要存在于 细胞质，核糖体和线粒体。

植物细胞的话，DNA主要存在于细胞核，线粒体，叶绿体；RNA主要存在于 细胞质，核糖体，线粒体，叶绿体。

原核生物的话，DNA主要存在于拟核，RNA主要存在于核糖体

病毒的话，RNA或DNA（只能存在一种，不可同时存在）存在于蛋白质外壳内

脱氧核糖核酸因含脱氧核糖而得名，简称DNA。DNA是染色体的主要成分。此外， 真核生物的线粒体和叶绿体中也含有DNA，原核生物的质粒全由DNA构成。在不含核糖核酸(RNA)的病毒和噬菌体中，其核酸都是DNA。

除了RNA病毒和噬菌体外，DNA是所有生物的遗传物质基础。生物体亲子之间的相似性和继承性即所谓遗传信息都贮存在DNA分子中。

（一）DNA的一级结构

1．DNA分子中核苷酸的连接方式

3’-羟基和相邻磷酸上的5’-磷酸相连，构成3’,5’-二酯键,其中相间排列的磷酸和戊糖构成核酸大分子的主链，而碱基则看成是有秩序的连接在其主链上的侧链基团。无分支

2．DNA分子中核苷酸的排列顺序

英国Sanger 1975年加减法，1977年末端终止法

美国Maxam和Gilbert 1977年化学断裂法

（1）酶法（双脱氧法、末端终止法）

（2）化学法（化学断裂法）

利用多核苷酸激酶将32P标记在DNA的5’末端，用特异的化学试剂修饰DNA分子中的不同碱基，然后用特异的试剂在特异的地方断裂，产生长短不同的DNA片段，再进行电泳，放射自显影，即可读出DNA序列。

（二）DNA的二级结构

1．提出DNA双螺旋结构模型的根据

（1）x-光衍射分析

20世纪40年代Astbury，1952年M.Wilkins

（2）DNA碱基组成的定量分析

DNA碱基组成有种的特异性，但没有组织、器官特异性。

2．DNA双螺旋结构模型（double-helical structure）

1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构。

（1）DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′→3′，而另一条链的方向为3′→5′。螺旋的表面有一条大沟和一条小沟。

（2）嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成90°角。

（3）螺旋横截面的直径约为2 nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈）高度为3.4 nm。

（4）双螺旋的力是链间的碱基对所形成的氢键。

碱基的相互结合具有严格的配对规律，A-T，G-C结合，这种配对关系，称为碱基互补。A T间形成两个氢键，G C 间 三个氢键。在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。

稳定DNA双螺旋结构的化学键

（1）互补碱基对之间的氢键

（2）碱基堆积力（base-stacking forces）,

即芳香性碱基电子间的作用力。

（3）磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子之间

形成的离子键 。

改变介质条件和环境温度，将影响双螺旋的稳定性！

3．DNA双螺旋的种类

当DNA钠盐纤维相对湿度和盐的种类改变时，DNA的构象发生改变。

不同DNA纤维的空间结构

（三）DNA的三级结构

DNA双螺旋进一步扭曲就形成三级结构。大多数的双链DNA为线形分子。

原核生物DNA的三级结构

绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋。如果再进一步盘绕则形成麻花状的超螺旋三级结构。

1．共价闭合环状DNA（covalently closed circular

DNA, cccDNA）的超螺旋结构（superhelical structure）

染色质的基本结构单位——核小体 （ nucleosome）

（四）DNA与基因组

DNA分子中最小的功能单位称为基因。

生物体所具有的全部基因称为该生物体的基因组。

(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。

(2)DNA分子的结构特点

①DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成。②DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键以碱基互补配对方式连接，A—T碱基对之间通过2个氢键连接，C—G碱基对之间通过3个氢键连接。

(3)DNA分子的特点：多样性、特异性和稳定性。

(4)DNA分子中有关碱基比例的计算

①常用公式：在双链DNA分子中，A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。②“单链中互补碱基之和”占该单链碱基数比例＝“双链中互补碱基之和”占该双链总碱基数比例。③某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数，如一条单链中(A＋G)/(C＋T)＝m，则其互补链中(A＋G)/(C＋T)＝1/m，而在整个双链DNA分子中该比值等于1。

回答两个问题：

1、DNA存在细胞中的哪些部位（哪些细胞器或原核细胞哪些结构中）和非细胞的哪些部位？

2、DNA有哪些分类？

第一个问题很好回答

有DNA的细胞器包括：细胞核、线粒体、叶绿体

非细胞器结构中有DNA的包括：质粒（存在多种细胞中），拟核（原核细胞中），腺病毒、疱疹病毒、肝病毒等等DNA病毒

第二个问题，我作为一个生物本科生真的真的没有信心回答好，只能画蛇添足，班门弄斧的回答一下嘞

DNA的分类按照是链状还是环状可以这么分：双链线状DNA、双链环状DNA、单链线状DNA、单链环状DNA（ps:双链用ds表示，单链用ss表示，，，“d”——“double”,“s”——“single”，所以会看到dsDNA和ssDNA）

DNA的分类按照螺旋情况可以分：B-DNA、A-DNA、C-DNA、Z-DNA等

DNA的分类按照功能有非常多种名称，列举如下：cDNA、mtDNA、cpDNA、sDNA、nDNA、gDNA、2um plasmid……（这个分法有误，只是想表达有哪些名称，大概是我一开始想到了RNA，比如rRNA、tRNA、mRNA、hnRNA、snRNA、chRNA等，装x失败。）

本以为自己能说出很多，好吧，暂时就这些了

拿出你的生物课本

大部分存在于细胞核中，少部分存在于线粒体，叶绿体，细胞质中

真核生物中，线粒体，细胞核，叶绿体都存在，而原核生物中仅拟核中存在。

DNA即脱氧核糖核酸，是生命用来储存遗传信息的物质。对于不同类型的生命，DNA位于不同位置。

1. 对于病毒：虽然题干中指明了“细胞结构”，把不具有细胞结构的病毒排除在外了，但还是在此简单多嘴一句。对于病毒，遗传物质可以是单链/双链DNA或者单链/双链RNA。不管病毒是用DNA还是RNA，都位于病毒的中心，外面包裹着蛋白质外壳，称为衣壳，有时外面还包裹着一层脂质和糖蛋白组成的囊膜。

2. 对于细菌：细菌是单细胞的原核生物，，即没有细胞核。细菌中有两种DNA，都是环状的。一个较大的染色体DNA位于细菌细胞的核仁中。核仁就是染色体DNA，RNA，蛋白质一同组成的一个不规则的结构，位于细胞质当中。细菌中通常还存在一些小的DNA，称为质粒，位于细胞质当中。质粒可以独立于染色体自己进行复制，赋予细菌一些特殊的能力，比如抗生素抗性。在现在的科学研究中也常常用质粒把外源DNA导入细菌中。

3. 对于古细菌：古细菌是美国微生物学家Carl Woese于1977年提出的，具有独特的细胞膜结构，生活在极端环境中。古细菌也是单细胞的原核生物，即没有细胞核。和细菌一样，古细菌有环状的染色体DNA和质粒DNA。

4. 对于原生生物：原生生物是单细胞或多细胞的真核生物，通常为单细胞。作为真核生物，原生生物的DNA包裹在组蛋白周围，位于膜结构的细胞核内。另外，原生生物有线粒体，因此有线粒体自身的环状DNA。线粒体DNA位于线粒体内膜包裹的基质中，每个线粒体可以有一个或多个DNA。一些原生生物具有叶绿体，因此有叶绿体DNA，其附着在叶绿体膜上，并延伸到叶绿体基质中。个别原生生物不含线粒体，但可以在其染色体DNA上找到线粒体基因。（此处将原生生物单独列出，但在分类中其来源于真菌、动物和植物中一些结构简单的单细胞生物，可能存在概念交叉，以下沿用将单细胞真核生物归入原生动物的分类方式。）

5. 对于真菌：真菌是单细胞或多细胞的真核生物。作为真核生物，真菌细胞的DNA位于细胞核内，其线粒体DNA位于线粒体基质中。此外，有几种真菌在细胞质内有与细菌质粒类似的小环状DNA。

6.对于动物：动物是多细胞的真核生物。作为真核生物，动物细胞的DNA位于细胞核内，其线粒体DNA位于线粒体基质中。

7.对于植物：植物是多细胞的真核生物。作为真核生物，植物细胞的DNA位于细胞核内，其线粒体DNA位于线粒体基质中，叶绿体DNA位于叶绿体膜和基质中。

真核细胞的细胞核，叶绿体中也有。

真核生物，细胞核，线粒体叶绿体也有少量。原核生物，拟核

照现在中学来说，DNA主要是以染色质存在于细胞核中，但是，因为线粒体，叶绿体属于半自主细胞，需要靠DNA的复制与翻译形成相应的蛋白质以合成相应的酶参与细胞呼吸和光合作用。当然，以上是真核细胞。而原核细胞的遗传物质存在于细胞质中的拟核当中。如果还有我不知道的，欢迎补充。