今日问题:南极鳕鱼能在寒冷彻骨的冰水中自在生活,因为它们体内有?
本题选项:
A.抗冻蛋白
B.凝血蛋白
正确答案:抗冻蛋白
出题单位:答答星球
支付宝蚂蚁森林神奇海洋 - 2022年 10月02日 - 答案
答案解析:南极鳕鱼的体液中有一种抗冻蛋白,这种抗冻蛋白能和体液中生成的冰结晶表面相结合,阻止结晶生长,它的含量还能随着海水温度的变化而自动调节。
南极鳕是南极海洋中最有代表性的鱼类,它们生活在冰层下数百米的海洋深处,体重一般有数十公斤。南极鳕常年生活在零下1.9℃的冰冷海水中,不但不会冻僵,而且还能照常生长和繁殖。
经过生物学家多年的研究,终于弄明白了其中的道理。他们在南极捕捉较大的南极鳕,然后抽取南极鳕体内的血液,分离血液中的防冻物质,再对这种物质进行化验。原来在南极鳕鱼的血液中含有一种防冻剂,这是一种肝糖蛋白质,其功能就像冬天往汽车里加入防冻液所起的作用一样。南极鳕耐寒奥秘在研究,为人类在低温条例下,有效地保存血液、移植器官等开辟了新的途径。
巨大的南极鳕是南极海洋中最富有代表性的鱼类。它生活在冰层下数百米的海洋深处,体重一般有数十公斤。南极鳕常年生活在-1.9℃的冰冷海水中,不但不会冻僵,而且还能照常进行生长和繁殖。
美国生物学家德夫里斯领导的研究小组在南极洲对这一问题进行了专题研究。他们每天都用一条加重的钢缆穿过约3米厚的冰层,伸到500米深的罗斯海海底,捕捉巨大的南极鳕,然后,他们抽取南极鳕体内的血液,分离血液中的防冻物质,并对这种物质进行研究。经过多年的分析研究,德夫里斯等人从南极鳕的血液中分离出了一种防冻剂。这是一种肝糖蛋白质,与市场上出售的乙二醇有一点相似。其功能就象冬季汽车里加入防冻剂所起的作用一样。
南极鳕耐寒奥秘的研究,将为人类在更低的温度下,有效地保存血液、精液、移植器官和其他具有活性的生物产品,开辟了新的前景。对于研究和提高柑桔等果品对低温和霜冻的忍受能力,也具有很大的参考价值。
南极鳕鱼生活在南极寒冷的海域,是世界上最不怕冷的鱼。南极鳕鱼中含有一种名为肝糖蛋白质的防冻剂,可以帮助它们的身体抵御冰川中的寒冷。
南极鳕鱼体形较粗、较胖,表皮是一种自然的带有黑褐色斑点的银灰色。它主要生活在南极附近比较寒冷的海域之中,甚至在位于南纬82°的罗斯冰架附近都有可以找到它们。
科学家通过研究发现,与其他地区的鱼相比,生活在南极的鱼血液中有一种特殊的成分——糖肌,以它为主要成分的一种特殊的化学物质可以帮助这些鱼面对寒冷。科学家把这种东西叫作抗冻蛋白质(Antifreeze Proteins),这种抗冻蛋白质是一种高分子蛋白质,能与冰或水相互作用,降低水结冰的温度。除此之外,还能随着海水温度的变化而自动调节。夏天,抗冻蛋白停止产生,直到冬天才继续发挥“魔力”。
抗冻蛋白有两种主要功能:
第一是热滞活性(the rmalhysteresis activity,THA),抗冻蛋白以非依数性形式降低水溶液的冰点而对其熔点(melting point, MP)影响甚微,从而导致水溶液的熔点(MP)和冰点(freezing point,FP)之间出现差值。即它可以改变冰鱼的体内环境,降低血液的冰点,阻止冰晶的形成。
第二是冰重结晶抑制(ice recrystallization inhibition,IRI),冰重结晶(IR)解释了一个热力学上有利的过程,其中较大的冰晶的形成以牺牲较小的冰晶为代价,较大的冰晶对于冷冻保存的细胞以及栖息在极地或寒冷地区的生物体可能是致命的,而抗冻蛋白可以在非常低的浓度下抑制冰重结晶。也就是说,如果真的形成了冰晶,抗冻蛋白会把冰晶的开放面直接黏住。这是一种直接干涉,从物理层面干预了冰晶的变化,使得它们无法轻易地扩张、融化或者重新冻结。这样就保障了安全的体内环境,让冰晶数量变得很少,而且很稳定。
南极鱼身上的这种蛋白质使得它们可以在零度以下的水域维持非结冰的状态。也就是靠这种“天赋”,南极鱼才能在冰冷的海水里自由游弋。
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