探
索生物物理的“冷知识”
生物物理是交叉学科领域,涉及生物学、物理学、数学和化学等多学科的知识。通过这门学科的研究,我们可以了解生物体的结构和功能,以及所遵循的物理原理。然而,有些生物物理学知识并不为大众所熟知,我们今天就一起来探索一下这些“冷知识”。
1. 蜥蜴尾巴的自动掉落
你有没有注意到过,当你试图抓住一只蜥蜴时,它的尾巴会突然掉落下来,而在某些情况下甚至会乘机逃跑。这一现象是因为蜥蜴的尾巴在捕食或逃跑时会自动掉落,即有自截功能。这种能力可以在生物物理上解释——蜥蜴尾巴的节肢器官与体内器官之间存在一条非常细小的段肢膜,这是非常脆弱的,当一只蜥蜴感到危险时,这段肢膜就会断裂,从而使得它的尾巴自动脱离身体,使它可以逃走。
2. 血红蛋白的呈斜状
我们都知道,血是红色的,这是因为血液中存在一种叫做血红蛋白的分子。如果我们十分仔细地观察这种分子的结构,会发现它的分子呈现出斜着的形态。这种形态对于其在身体内部的传输具有非常重要的作用,因为这种斜着的形态使其更容易携带氧气从肺部到达身体中所有的器官和组织。
3. 水的结构驱动蛋白质折叠
水在生物体内的存在具有非常重要的意义。事实上,当一个蛋白质被合成出来时,它并不会像我们平常所想的那样保持其固定的结构,它可以在三维空间中运动。当这个蛋白质和水接触后,水的分子就会形成一层被称为水合层的结构层状物质。这层物质会向蛋白质的表面形成氢键,并且在一定的作用下,促进蛋白质的原始构象最终折叠成稳定的三维结构。
4. DNA的硬度
DNA是制造我们的遗传信息的分子,而我们通常认为,这种分子应该是柔软的。但是,当我们把DNA拆分开来,它就会显露出惊人的硬度。实际上,分子力学分析表明,DNA就像是一根直径只有大约2纳米的刚性绳子,具有非常强的刚性和强度。
5. 蝌蚪的吸食能力
蚂蚁是我们熟悉的昆虫,而蝌蚪也是我们熟悉的青蛙幼体。许多人知道,蚂蚁具有非常强的载重力,可以超过它们自身重量的100倍以上。但是,没有人会想到,相比之下,蝌蚪也具有类似的吸食能力。对于生物物理研究来说,这种吸食能力的背后存在着一种叫做协作系统的力学原理,它在蚂蚁和蝌蚪身上显露出来,具有极大的重要性。
在生物物理领域,仍有许多未被探索的“冷知识”。希望今天介绍的这些知识可以极大地推动我们的兴趣和研究兴趣,在这个有趣的领域内开启更美好的未来。