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螺旋是哪些生物分子

发布时间:2022-09-01 14:07:19

1. 生物世界的螺旋现象有什么特点

各种反刍动物(例如牛、羊等)的头上,往往都长着一对美丽的螺旋形弯角,那么,这副角是由什么物质构成的呢?大体说来,这是由附着于皮肤的骨锥状体组成,由表皮负责制造出一种化学成分和毛发类似的物质,形成为角鞘。至于其对数螺旋线形状,则是在一定规律支配下生长的结果。在正常情况下,角底狭窄区域内的组织,不断分裂生长,角就不断伸长,如果各边增长的速度一样,那么长成的角就会是笔直的,如果角底一边的生长速度比另一边快,那么角就长弯了。现在实际情况正是不平衡的,就是由于不等速生长之故,才终于形成为螺旋样的弯角。

再来谈谈田螺、蜗牛之类的外壳,它们也都呈现为美丽的对数螺旋形。可能向右旋,也可能向左旋。从遗传学试验的材料来看,向哪个方向旋转,主要取决于一对核基因,右旋为显性,左旋为隐性。在生长过程中,新的部分通过衍生物的连续增生,长在旧的部分之上,始而不断,从小到大,就形成了我们通常看到的螺旋美。有趣的是,新增生出来的每一部分,都严格按照原先的对数螺旋结构规律,从不改变。随着壳腔内生命体的长大,外壳也按照不变的比例长大,于是最后长起来的成体,有了恒定美丽的外型。

至于其他方面,人们还可以举出许多奇妙的例子。像一些蜘蛛,总是固执地编织螺旋形的丝网;灵巧的小松鼠,很喜欢按照螺旋形路径在树杆上爬上爬下;许多种植物的叶子,都是按着螺旋形曲线缠绕支架向上生长。据说着名诗人歌德,在1831年,还专门为此写过一篇叫作“论植物的螺旋生长倾向”的文章哩!

随着分子生物学的兴起,学者进一步发现生命和螺旋形之间,其实有比当初的想象深刻得多的内涵。1950年,着名生化学家鲍林首先阐明,蛋白质分子的多肽长链结构是螺旋形的,当时把它定名为α—螺旋。现在知道,不但纤维状蛋白质有α—螺旋,而且球状蛋白也有α—螺旋。此后接二连三的发现进一步证明许多大分子,都有形成螺旋形的共同倾向。如:直链淀粉这一多聚糖,已被公认是螺旋状结构;生物膜中的磷脂,也能形成双股或单股螺旋;最着名、也是影响最大的,尤其要算DNA分子了,学者发现,它是由两条呈反向平行的多核苷酸链所组成,两条链相互缠绕,向右盘旋,组成了十分着名的所谓双螺旋结构。它的阐明使得螺旋形和生命之间有了特别密切的关系。

除此之外,学者还注意到:一些亚细胞器也有形成螺旋体的趋势。像核小体就是由DNA分子缠绕组蛋白,形成为螺线管、超螺线管等形状的。又如细胞质中的微管也是螺旋状,并且凡是由微管构成的细胞器,像鞭毛、纤毛、中心体等,都保持着螺旋状结构。

现在学者还搞清楚了分子水平和宏观水平间的密切相关性。例如,许多黑人都长着一头自然卷发、非常美丽,而我们黄色人种绝大多数却长的是硬直型毛发。这是什么缘故呢?后来知道,原来其根源竟在于两者分子结构上的差异。黑色人种的角朊蛋白结构呈螺旋形,而黄种人角朊蛋白的结构却是直形的。于是两者在宏观上就呈现出了显着的不同。顺便说一句,如果有兴趣,你还可以做一个简单实验来增强印象:拿一根湿头发,抓紧两端向外拉,你会发现,这根湿头发可以一直拉至原来长度的两倍!

那么,它为什么有这么大的伸缩性呢?

原来在拉的过程中,组成头发的α—螺旋结构,邻近两圈螺旋之间较弱环节虽已被拉裂开,但氨基之间的多有肽链却没有拉断,所以整根头发仍然完好。就像把一根螺旋形铅丝拉直了那样,这时虽长了许多,却还是保持完整。你看,宏观的变化和微观的原因,不是紧密联系的吗!

总之,上述事实都在告诉我们,不管宏观世界还是微观世界,螺旋形是生命的基本形状,是自然界最普遍的图案之一。至于为什么会这样,其成因和内在含义,还有待于科学家们进一步的探索和研究。

2. dna分子是什么结构

双螺旋

DNA分子是双螺旋结构。其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸( deoxy-nucleotide),每个单核苷酸又由3种比较简单的化合物即磷酸、脱氧核糖和碱基各一分子组成。

DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键形成的碱基对,使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外,碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力,它是芳香族碱基π电子间的相互作用引起的。普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。再有,双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键,可以减少双链间的静电斥力,因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。

3. 自然界哪些东西是螺旋形的

宇宙的螺旋

在较为温和的天气现象中可以看到促使螺旋形成的力,这种力使赤道以北的低压系统逆时针自转,南半球的情况则正好相反。人们通常都认为,就连抽水马桶的漩涡也是相似原因形成的。

对于航空公司来说,事先考虑到科里奥利效应当然很有必要:一架试图按直线从欧洲飞往美洲的大型喷气式客机最终很可能会令人难堪地降落在目的地以北2000英里的地区。避免飞机在北极圈着陆的唯一办法就是按照能够补偿地球自转效应的螺旋形路线前进。

一级方程式赛车手们也懂得利用螺旋形的好处。对行车路线的研究表明,像杰基.斯图尔特这样的世界级选手都按照弧形路线前进,因为弧线使他们能够在尽量少减速的情况下通过转弯处。这样,他们就能够加大进入和驶出的速度。

然而,从解开螺旋之谜中受益最大的还是科学家。16世纪的天文学家尼古拉斯.哥白尼向世人表明,最能解释火星、木星和土星有时出现“翻筋斗”式螺旋(这种现象称作逆行运动)的是地球围绕太阳运动,而不是相反。

地球上最壮观的螺旋也是最不受人欢迎的螺旋:飓风。飓风典型的螺旋形状可以蔓延数百英里,再加上140英里的时速:其毁灭力相当于10万颗原子弹。这可怕的力量一部分来自太阳的热,后者加剧了热带地区的蒸发作用,使大量热能进入大气层。但是,飓风的螺旋形状却来自科里奥利效应:地球的自转力往往使所有物体朝同一个方向运动。在热带,距赤道越远,科里奥利效应越强;这种效应把新形成的飓风变为乌云、狂风和暴雨组成的浓密螺旋。

维多利亚时代的天文学家发现,水星的整个轨道都围绕太阳运动,每300万年就形成一个巨大的螺旋:爱因斯坦利用这一发现向世人表明,牛顿的万有引力定律包含着一些小小的错误,只有他的相对论才能修正这些错误。

从宇宙的范围看,天文学家们希望弄清为什么80%的星系都是螺旋形。显然,无所不在的引力起到了关键的作用,但到底它是怎样把灿烂的星系雕刻成美妙螺旋的呢? 这仍旧是个谜。

植物的螺旋

许多植物属于另一些更为复杂的螺旋结构。它们(从松果到菠萝)的茎、皮和子实都显示了奇特的螺旋规则,这些规则在数学上极为精确。例如,向日葵的种子都按螺旋形排列,一些呈顺时针,一些呈逆时针。

植物学家发现,在自然界中,这两种螺旋结构只会以某些“神奇”的组合同时出现。比如,21个顺时针,34个逆时针,或34个顺时针、55个逆时针。有趣的是,这些数字属于一个特定的数字列:斐波纳契数列,即1,2,3,5,8,13,21,34等,每个数都是前面两数之和。

而螺旋线可以在你的花园里找到,比如一些爬藤植物。但是,这些生物是怎样喜欢上数学的呢?对于爬藤植物来说,亿万年的进化使它们呈螺旋形生长:它们在抓住其他结构的同时尽可能使自己多接触阳光。对于菊石来说,它们的外层生长得十分缓慢,这使它们在盘曲的同时稳步增大中心与边缘的距离。

植物怎么能“知道”这个深奥的序列呢?科学家为此苦苦思索了几个世纪。迄今为止最好的解释是1992年由两位法国数学家伊夫·库代和斯特凡尼·杜阿迪提出来的。他们证明,斐波纳契数列使花朵顶端的种子数最多。

动物身上的螺旋

这些螺旋也是自然界中最普通的螺旋。例如,6500万年以前和恐龙一起灭绝的海洋生物菊石就是属于阿基米德螺旋。另一种螺旋称作对数螺线。菊石的现代亲戚、生长迅速的鹦鹉螺,其外形就是一种巨大的对数螺线。

生命的螺旋

将近半个世纪以前,探索生命之谜的科学家发现了所有螺旋中最着名的一个:DNA的双螺旋结构,也就是人体每个细胞内部的复杂的遗传分子;这些分子中的代码包含了建造、控制、维持生命机体所需的一切信息。

X光技术显示,DNA分子是一种呈螺旋状的阶梯结构,阶梯的“栏杆”由碳水化合物和磷酸盐构成,“台阶”则由腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶(简称A、T、C、G)四种基本的化学物质结对而成。每个台阶都由同样的化合物组合而成:A永远与T相配,C则永远与G相配。

科学家已经发现,这种搭配方式能够使DNA修正关键遗传信息中的缺陷:如果附着在DNA一条单链上的四种化合物之一有缺损,检查另一条单链上与之配对的化合物就可以将缺损化合物识别出来;于是,细胞复制出一个新的拷贝。从而减少了畸形的发生。

阿基米德螺旋

大约在2300年以前,古希腊时代最伟大的数学家阿基米德第一个发现了螺旋的能量和魔力。他在古代最出色的数学着作之一中解释了这种结构的特性,他的名字因此与两种螺旋永远连在了一起。

阿基米德表明,他的第一种螺旋能够用来解决一些长期存在的数学难题,但另一种螺旋却有更多的实用性。这种称作阿基米德螺旋泵的东西是一种围绕一支圆筒向上的结构。这种在技术上称作螺旋线的形状构成了着名的阿基米德升水泵(一种内装螺旋“线”的圆筒形汲水装置)的核心。这种水泵今天已得到广泛使用,而螺旋线则有了其他许多实际用途,包括钻头、螺栓和螺丝钉等。

这里只是将自然界的螺旋现象提出来并显示给大家,其中有些问题的有了初步的答案,还有一些没有研究清楚。一些最伟大的科学家都对解开螺旋的存在之谜兴趣十足,这项工作为地理学和遗传学等各个领域的突破开辟了道路。

4. DNA分子为什么是螺旋结构的

从分子上说,双螺旋结构足够对称,具有足够的稳定性与韧性,既易对基因起到支持的作用又为之提供载体

5. 螺旋体是什么

螺旋体(spirochete)是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的原核细胞型微生物在生物学位置上介于细菌与原虫之间。螺旋体在自然界中分布广泛,常见于水、土壤及腐败的有机物上,亦有的存在人体口腔或动物体内。

螺旋体的微生物检查

1、病原体检查

可用暗视野显微镜观察螺旋体运动;也可用聚合酶链式反应(PCR)方法检测螺旋体的DNA。

2、血清学试验

钩端螺旋体可用显微镜凝集试验、补体结合试验及间接凝集试验;梅毒螺旋体则可用荧光密螺旋抗体结合试验、梅毒螺旋体制动试验。

以上内容参考网络-螺旋体

6. 生物单螺旋和双螺旋结构的区别

首先,你要知道α螺旋指的是蛋白质的空间结构,而dna双螺旋是dna分子的空间结构,是不同的两种生物大分子的空间结构
其次,蛋白质的二级结构中的α螺旋是一条钛链形成的空间结构,每个螺旋周期包含3.6个氨基酸残基,残基侧链伸向外侧,同一肽链上的每个残基的酰胺氢原子和位于它后面的第4个残基上的羰基氧原子之间形成氢键。这种氢键大致与螺旋轴平行。而dna双螺旋是两条dna单链反向平行成螺旋状,每圈10个碱基;既然是两条链扭成的双螺旋,就存在这大沟小沟。
再次,蛋白质的α螺旋是形成蛋白质空间结构中的一个阶段,现有多肽链(一级结构)形成二级结构,α螺旋是二级结构中的一种类型,再由二级结构形成三级结构,或者有的蛋白质能形成四级结构才算是蛋白质的空间结构;dna双螺旋就是它的空间结构了,只是双螺旋又分成不同的类型,如a
b
z等等

7. 请列表说明螺旋菌和螺旋体的主要区别

一、性质不同

1、螺旋体:一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的原核细胞型微生物。

2、螺旋菌:一种在胃粘膜中发现的革兰氏阴性螺旋体细菌,生长在微氧环境中,对氧化酶和过氧化氢酶呈阳性。它有光滑的细胞壁和1-5个鞭毛,这些鞭毛嵌在鞘中并且有球形的末端。

二、致病因素

1、螺旋体:

①钩端螺旋体属:对人致病的主要是钩端螺旋体;

②密螺旋体属:对人致病的主要有梅毒螺旋体等;

③疏螺旋体属:对人致病的主要有回归热螺旋体等。其中钩端螺旋体和梅毒螺旋体在临床上的影响较大。

2、螺旋菌:

①幽门螺旋杆菌是感染得来的。

②遗传有可能与易感性有关。


(7)螺旋是哪些生物分子扩展阅读:

螺旋体生物学形状:

1、形态与结构

螺旋体薄,由螺旋柱状原生质体、内鞭毛和外膜组成。直径一般为0.1-0.3微米,长度不同。钩端螺旋体呈螺旋形,但钩端螺旋体呈C形或S形。螺旋体革兰氏染色呈阴性,但不易染色,故常用方塔纳镀银染色法。

2、培养特性

不同的螺旋体有不同的生理需求。能量来自碳水化合物、氨基酸和长链脂肪酸。

3、抗原成分

螺旋体的大部分抗原成分是外膜蛋白和内鞭毛抗原。其他抗原成分因细菌而异。

4、抵抗力

钩端螺旋体抗性较弱,但钩端螺旋体的抗性强于梅毒螺旋体。

8. 螺旋体是什么

有一类外形像弹簧一样的原核微生物,人们形象地称之为螺旋体。其细胞细长,柔软易弯曲,没有鞭毛,能像蛇一样扭动前进。螺旋体的细胞除有细胞壁、细胞质和核区等一般结构外,还有自己特殊的结构:轴丝和外鞘。轴丝的超微结构化学组成及着生方式极像细菌的鞭毛,螺旋体正是靠轴丝的旋转或收缩进行运动。不知大家是否记得在细菌中曾提到螺菌。螺旋菌不等同于螺菌,它不是细菌。螺旋体给人们带来的疾病有梅毒、回归垫、慢游走性等之处。

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