博文
螺旋形——生物界一道美丽的风景线
||||
DNA结构的发现，让双螺旋成为生命内涵的象征，现代生命科学的形象代言人，从北京中关村中心区矗立的双螺旋模型，到科技馆新馆巨大的生命螺旋雕塑，无不让人们联想到生命之美、生命之神秘。
除了DNA双螺旋，生命中还有许多与螺旋形有关的故事。
其实，螺旋现象是自然界中一种比较常见而有趣的现象。比如植物有螺旋状的器官，葡萄的卷须就是其中一种。如果我们用心观察一下还会发现，攀援植物中盘旋的藤儿，还有左旋和右旋之分。
各种反刍动物如牛、羊的头上，往往都长着一对美丽的螺旋形弯角，田螺、蜗牛之类动物的外壳，也都呈现美丽的对数螺旋形；一些蜘蛛总是固执地编织螺旋形的丝网；可爱的小松鼠们也很喜欢按照螺旋路径在树上爬上爬下……
螺旋形作为自然界一道美丽的风景线,自古以来就引起了人们的极大注意。阿基米德曾写出了有关螺旋形的第一部科学著作，著名诗人歌德在观察到许多植物的枝叶都沿螺旋形曲线缠绕支架向上生长的现象后，专门写了一篇叫作“论植物的螺旋生长倾向”的文章。
自然界螺旋何其多，是巧合，还是另有蹊跷？人们想知道为什么自然界如此钟爱螺旋形。
随着分子生物学的发展，螺旋形这一美丽而又令人熟悉的图案启示人们,从生命内部发掘某种秘密。结果惊奇地发现，在细胞的内部原来也充满了螺旋形。
除了DNA双螺旋，蛋白质分子中的螺旋不仅多，而且在维持蛋白质活性上也很重要。如果给蛋白质施加某些条件，如加热到六、七十度以上，或用紫外线长时间照射等，蛋白质中的螺旋结构就会遭到破坏，变成松散状。这时，蛋白质原有的生物活性和生物功能就会丧失。
螺旋形蛋白与我们的生活还有一些有趣的联系呢。当我们把头发拉长到一定程度，松手后，会发现头发又恢复到一定长度。这是怎么回事呢？
原来，动物的毛发是由许多角蛋白链纵向连接构成的，每个角蛋白分子都是一个三股的蛋白质螺旋。螺旋结构有很好的伸缩性能，毛发可以拉长，又可以恢复，就是因为角蛋白具有螺旋结构。
人们为了漂亮，常到理发店烫发（除了女人，我发现现在男人们烫头的也不在少数）。烫发时，首先把头发卷成一定形状，然后涂上有臭味的还原剂溶液并加热。还原剂可以打开角蛋白链间的连接，湿热条件使角蛋白的螺旋结构展开。过一些时候，洗去还原剂，涂上氧化剂以便使相邻角蛋白链在新的位点重新连接。当洗涤并冷却头发时，角蛋白回到原来的螺旋结构，这时头发便以所希望的形式卷曲起来。
除核酸和蛋白质外，还有一类大分子也具有螺旋结构。这就是淀粉。在香甜可口的马铃薯薯条中，就含有许多淀粉，每一个淀粉分子由250～300个葡萄糖小分子手拉手连成长长的链子，这些链子不是伸直态的，它们通常卷曲成螺旋形，有趣的是这些生物螺旋非常有规律，每一转都包含有6个葡萄糖分子。
宏观世界的螺旋形和微观世界的螺旋形一定有着有机的联系。科学家们已经发现，蜗牛之类的螺壳向哪边旋，是由细胞核内的基因决定的。黑种人往往长着美丽的自然卷发，而我们黄种人的头发却是直直的。这是因为头发中所含的蛋白质分子的结构不同。当然归根结底是遗传基因的不同。
可见，无论是宏观领域，还是微观领域，螺旋形是生命的基本形状。但目前来说，它对于我们来说，多多少少还有点神秘。我们期待着科学家们更多揭开它的成因和内在涵义，造福于人类。
https://m.sciencenet.cn/blog-438991-361018.html
上一篇：DNA秘密之密码字典出炉篇
下一篇：面对众说纷云的科普，只想说几句心里话
扫一扫，分享此博文
全部作者的精选博文
全部作者的其他最新博文
全部精选博文导读
相关博文
- • Minerals线下恳谈会：履践致远、与时偕行——对话中国科学院广州地球化学研究所期刊合作学者
- • 聚英才 建高地 | 北京理工大学“特立青年学者”全球招聘开启
- • 700年后日本或濒临灭绝？日本学者推算预测：届时或仅剩1名15岁以下孩子
- • [转载]【同位素视角】非英语母语学者如何区分’e.g.’, ‘i.e.’, ‘namely’与‘such as’等混淆难题
- • 美国佐治亚大学等机构学者：刈割策略对Bulldog 805紫花苜蓿+Tifton 85狗牙根混播草地产量及品质的影响
- • 美国堪萨斯州立大学、密苏里大学等机构学者研究成果：土壤水分管理策略和品种多样性对紫花苜蓿产量、营养品质和农场盈利能力的影