生物医学光学第三章作业
归纳和总结本章生物发光的主要类型和特点。
本文参考文献[1]第二章生物系统的化学发光第二节生物发光。
萤火虫发光体系
- 代表生物: 萤火虫
- 特点: 萤火虫通过其下腹部的专化发光器官发光，这些器官包含用于发光的酶（萤光素酶）和底物（萤光素）。发光过程需要氧气，并伴随ATP的消耗。该过程产生540~600nm的发光，其光量子产率是已知生物发光中最高的。
- 功能: 主要用于求偶和领域标记。雄性萤火虫通过发光信号吸引雌性，而发光信号的模式和强度对于物种识别至关重要。
细菌发光体系
- 代表生物: 海洋发光细菌、陆地发光细菌、淡水发光细菌
- 特点: 这类生物通常与其他生物共生（海洋发光细菌附着导致一些海产品外表在较暗的环境下也会发光、陆地发光细菌主要寄生在昆虫等动物体内）。发光细菌能发出450~490nm的蓝绿色可见光，发光强度比较持续且稳定性好。它们通过一种名为“群体感应”的机制调控发光。当细菌数量达到一定密度时，群体感应触发发光蛋白的产生，从而产生光亮。
- 功能: 在共生生物中，发光可用来吸引或避免捕食者，或者作为诱饵来吸引猎物。
海萤发光体系
- 代表生物: 海萤
- 特点: 海萤发光与萤火虫和细菌不同，属于典型的细胞外发光。它在自身不同的腺体中分别合成荧光素和荧光素酶，把两者同时喷进水里时会在水中反应，该反应在消耗ATP和活性氧的帮助下发出波长约460nm的蓝光。
腔肠动物生物发光体系
- 代表生物: 海肾、水母和大多数海洋发光生物
- 特点: 腔肠发光生物大多以腔肠荧光素为发光底物，它是自然界中资源最丰富的天然荧光素。以海肾为例，在氧分子的协助下腔肠荧光素被海肾荧光素酶催化氧化生成氧化腔肠素，同时发出波长在465~480nm的蓝光。
- 功能: 腔肠动物的发光功能多样，包括吸引猎物、配偶或用于警告其他掠食者。此外，通过发光也可能帮助这些生物掩盖在光线较强的水域中的轮廓，从而躲避捕食者。
参考文献:
［1］ 骆清铭等. 生物医学光子学[M]. 北京：人民卫生出版社, 2018