萤火虫发光的化学机制

在若干昆虫中,普遍存在着生物冷光(Bioluminescence)现象。这些发光的昆虫大多数属于鞘翅目、萤科,通常称做萤火虫。这些昆虫发光有专门的复器,也是一种交配的信号。关于萤火虫发光的化学机理问题,不少学者进行过研究探讨。1947年,McElroy最早用北美洲萤火虫photinus pyralis作材料进行研究,发现萤火虫生物冷光要求ATP。1952年,B.L.斯特勒和J.R.托特尔用萤火虫生物冷光探测ATP,其灵敏度可达10~(-15)M(ATP);同年,Harvey研究发现,萤火虫发冷光的颜色是不同的,这是因为不同种的萤火虫含有不同类型的萤光素/萤光素酶系统。以后,M.德卢卡又进行了一系列的研究,提出了萤火虫发光反应的现代知识,这个被概述在图1中。     

ATP生物发光测定试剂研究进展

萤火虫荧光素酶是ATP生物发光试剂的关键组成部分,可通过萤火虫尾提取纯化或基因工程技术制备,酶的活力和纯度决定了ATP生物发光试剂的性能。迄今许多先进技术在ATP生物发光试剂的制备中均有应用,包括酶基因工程改造技术、ATP循环的酶法放大技术、荧光素酶蛋白的活力及发光稳定技术,特异的细胞ATP提取技术等。ATP生物发光试剂的研究焦点主要集中在提高发光试剂的检测灵敏度和性能、增加产品的适应性等方面。     

证明ATP是直接能源的简易方法

夏季,捕捉萤火虫数十只,用小刀将其尾部的发光器割下,干燥后研成粉状,取等量分别装人两只小玻瓶中(可用装口含片的小药瓶代),各加入少量的水使之混和,可以看到玻瓶中有淡黄色萤光出现,约一刻钟左右,玻瓶中萤光消失.这时,再将ATP溶液(用药用片剂ATP配制,比例是:十只萤火虫用三片ATP)加入     

植物组织中ATP、ADP、AMP量的测定及能荷指标

用萤火虫发光器中的萤光素-萤光素酶测定腺三磷是最专一而灵敏的方法。常用来作细胞(花粉、精子)和以毫克计的组织或细胞器中的ATP含量的分析。萤光素-萤光素酶不仅可用于ATP的专一测定,如借助特     

萤火虫的发光行为及其功能起源

发光生物因其活体能自发荧光而倍受关注,萤火虫(鞘翅目:萤科)是被研究最多的发光生物,因为成虫发光在其性选择以及求偶交配中起着重要作用.由于萤火虫的发光是一个消耗能量(ATP),的化学反应过程,因而其发光在成虫之外的虫态也具有重要意义.本文就萤火虫成虫和幼虫的发光行为、功能意义进行了综述,并结合萤火虫的饲养观察对其卵和蛹的发光行为进行了描述,探讨了卵和蛹的形态阶段发光的生物学功能以及生物荧光的起源进化.这将有助于理解萤火虫及其它生物自发荧光的本质和起源进化过程.     

荧光素酶研究进展

荧光素酶（Luciferase）可以分为萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶两大类。萤火虫荧光素酶是分子量为60－64kD的多肽链,在Mg^2 、ATP、O2存在时,催化D－荧光素（D－Luciferin）氧化脱羧,发出光（λ=550-580nm）。细菌荧光素酶是含α、β两个多肽亚基的加单氧酶,它催化长链脂肪醛、FMNH2和O2的氧化反应,发出绿蓝光（λ=490nm）。萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶可分别从萤火虫和发光细菌中直接提前,亦可用基因工程的方法进行生产。荧光素酶催化的发光反应能用生物发光检测仪进行灵敏、快速检测,因此该酶有多方面的途径,如应用于快速检测、报告基因分析、有毒有害物质分析等。     

荧光素酶研究进展*

荧光素酶 (Luciferase)可以分为萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶两大类。萤火虫荧光素酶是分子量为 60～ 64kD的多肽链 ,在Mg²⁺、ATP、O₂ 存在时 ,催化D 荧光素 (D Luciferin)氧化脱羧 ,发出光 (λ =550～580nm)。细菌荧光素酶是含α、β两个多肽亚基的加单氧酶 ,它催化长链脂肪醛、FMNH₂ 和O₂ 的氧化反应 ,发出绿蓝光 (λ =490nm)。萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶     

ATP研究历程

ATP是细胞内能量流的重要物质。ATP的发现和认识过程是20世纪生命科学的重要进展。从ATP的发现过程到生物体内ATP的合成机制的研究作了简要的回顾。主要对ATP的发现、ATP概念的建立、ATP的生理作用的揭示、ATP合成的＂化学假说＂、＂化学渗透说＂、＂构象假说＂和＂结合变化机制＂的提出和内容作了介绍。     

萤火虫的奥秘

近年来,科学家们不仅揭开了萤火虫发光的秘密,而且发现了这种昆虫在生活过程中的一些奇特的现象。从卵到成虫萤火虫(一种甲虫)一开始以卵的形式藏在土里,很多种萤火虫的卵就已经能显现出极其微弱的亮光,就象那希望的闪     

小小萤火虫，我们怎能失去你!

夏夜纳凉时观赏小小萤火虫闪烁微光,是许多成人在童年时期的美好记忆。然而现在还有多少孩子亲眼看过萤火虫,发出惊喜的尖叫？2008年诺贝尔化学奖授予了生物发光领域的三位美国专家,萤火虫的科技价值在中国还一直并没被重视;作为公认的环境指示物种,徘徊在灭亡边缘的萤火虫还预示着环境危机和生态退化……     

值得重视的新型酶试剂-萤光素酶

六十年代在研究萤火虫尾部发光机理中,发现了萤光素酶。之后人们又发现了许多结构上差异很大的多种萤光素酶。但研究最多的是萤火虫产生的萤光素酶和由海洋发光细菌产生的萤光素酶。它们所催化的底物——萤光素的结构非常不同,前者为6—羟基苯并噻唑,而后者为脂肪醛。     

微生物细胞ATP释放条件研究

在ATP生物发光法微生物细胞ATP释放剂的筛选研究中,发现采用环糊精等环状化合物可以解除表面活性剂类细胞ATP释放剂对发光反应系统的抑制作用,其中,7．5g／L环糊精CD（a）能中和1．5g／L的表面活性剂Ec和Es、Et,可以完全排除Ec、Es、Et对发光反应的抑制作用。通过比较各种细胞ATP释放剂释放ATP效果,筛选、组合出以表面活性剂Ec为代表的微生物细胞ATP释放剂;通过优化实验,发现用0．25～0．50g／L的Ec处理菌液1～2min时,细胞ATP的释放效果最好,从而建立了室温条件下简便、快速的微生物细胞ATP释放方法和ATP释放剂对发光反应系统抑制的消除方法。     

萤火虫在特色农业和乡村旅游中的应用

萤火虫是一种有特色的发光性观赏昆虫,具有重要的产业价值,可以被应用于很多产业领域。发展萤火虫产业必须用发散性的思维,延伸其产业链,将一、二、三产业深度融合,才能充分发挥其综合效益。本文简述了目前中国萤火虫产业的现状,从萤火虫的基本知识、基础产业化应用入手,着重阐述了萤火虫在特色农业和乡村旅游中的应用思路。     

微生物细胞ATP释放条件研究*

在ATP生物发光法微生物细胞ATP释放剂的筛选研究中,发现采用环糊精等环状化合物可以解除表面活性剂类细胞ATP释放剂对发光反应系统的抑制作用,其中,7·5g/L环糊精CD(a)能中和1·5g/L的表面活性剂Ec和Es、Et,可以完全排除Ec、Es、Et对发光反应的抑制作用。通过比较各种细胞ATP释放剂释放ATP效果,筛选、组合出以表面活性剂Ec为代表的微生物细胞ATP释放剂;通过优化实验,发现用0·25~0·50g/L的Ec处理菌液1~2min时,细胞ATP的释放效果最好,从而建立了室温条件下简便、快速的     

研究选萃

<正>研究显示萤火虫同步发光为求偶对于萤火虫来说,仅仅像一个小金球一样在空中盘旋还远远不够。当许多萤火虫同时发光时,它们就像闪光灯一样能够点亮整个森林。几十年来,科学家     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中ATP酶的超微细胞化学定位研究

采用磷酸铅沉淀技术,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.在初生壁形成时期,大量的ATP酶的活性产物沉积在质膜、质膜内陷、运输小泡、胞间连丝等膜体系以及细胞核和各种细胞器上;在次生壁形成的初期,ATP酶在多泡小体和裂解的液泡膜上出现,凝聚并边缘化的染色质上仍然具有ATP酶活性;随着次生壁的逐渐加厚,在前四年中持续存在具有ATP酶活性的质膜内陷结构,以后消失;而在六年生纤维细胞的质膜、运输小泡、纹孔、胞间连丝和凝聚化的染色质上仍然发现有明显的ATP酶分布,并发现在染色质上ATP酶活性会随着凝聚程度的加深而增强.结果表明,ATP酶在毛竹茎秆纤维细胞壁的整个形成过程中发挥重要作用,而纤维细胞的次生壁形成过程是一个由核基因控制的主动的PCD过程;并证实毛竹茎秆纤维细胞的发育有别于其它木本植物纤维细胞的发育过程,这种纤维细胞是一种典型的长寿细胞.     

萤火虫的研究、保护及开发利用进展

萤火虫是萤科和凹眼萤科昆虫的统称,既是科学研究的良好材料,也具有巨大的产业潜力。本文从分类学(包括分类现状和分子系统学研究进展)、生物学(包括生活史、分布、天敌、视蛋白、人工光照的影响、生物指示作用、体内共生菌等)、行为学(包括发光、求偶、交配、取食、防御、报警、拟态、叠背、成虫后多次蜕皮等)等方面全面梳理了国内外萤火虫基础研究的进展,分析了萤火虫的消亡原因(环境污染、旅游影响、科普欠缺、生物入侵及其它等)、保护情况并提出了保护萤火虫的若干措施建议,系统地阐述了当前国内外萤火虫开发利用的现状,最后从萤火虫的科学研究、资源保护、人工养殖、产业发展等方面提出了建议,以期推动萤火虫的研究和资源开发工作。     

萤火虫(鞘翅目:萤科)两性交流中的闪光信号

对国内外萤火虫两性交流闪光信号的研究进行了综述,萤火虫发光器因种而异,多数发出黄绿色萤光,闪光信号的频率、光谱、强度及其时空分布的闪光模式包含着两性交流信息。萤火虫闪光交流系统有两种分类方法,其一是萤火虫具两个类型的闪光信号交流系统,及系统和系统,前者多在旧大陆,后者多在新大陆;其二是萤火虫具6个类型闪光信号交流系统,即HP,LL,LC,PR,CR和LB型,其中PR型与系统相对应,HP型与系统对应。萤火虫两性交流闪光信号常因时间和空间上的差异及外界物体的干扰使两性闪光交流的效率受到影响。萤火虫两性交流的闪光信号起源于鞘翅目的幼虫阶段,并起警戒天敌的作用,经过两性选择成为成虫两性交流的一种途径,进而成为新大陆的一些萤火虫间捕食猎物和逃避天敌的生存策略。     

萤火而今,飞破秋夕

正日本有一部著名的动画电影,名叫《萤火虫之墓》,是以萤火虫微弱的生命力作为意象命名的。自古以来,中国就是亚洲文化的中心,萤火虫意象的诸多文化特点,也基本来源于中国传统文化。其实,从古人对萤火虫的命名就能看出来,萤火虫注定要成为一种独特的昆虫。唐代用于辅助诸皇子学习的类书《初学记》记载了萤火虫的别名,分别是耀夜、夜光、宵燭、景天、熠燿、丹     

人体体表穴位点红外辐射光谱特征及其与ATP能量代谢的关系

使用高灵敏度红外光谱测量装置,记录到人体体表穴位和ATP水解反应过程中释放的红外光谱,在扣除同温度的黑体辐射本底后发现在3μm附近存在一明显辐射峰。研究发现的人体穴位辐射光谱与ATP水解过程发射的红外光谱存在同样峰值,这表明人体体表的红外辐射中含有ATP能量代谢的生物医学信息,对它的研究将为应用红外光谱无损检测到人体ATP能量代谢奠定基础。