萤火虫是怎样发光的?

黄豆植物上的萤火虫(Photinus pyralis),特写昆虫和生物多样性图片
盖尔·沙姆韦/盖蒂图片社

萤火虫闪电错误在他们的身体里发光。这个过程叫做生物荧光许多其他生物,主要是海洋生物或海洋生物,也都有。萤火虫发光来吸引配偶。为了做到这一点,萤火虫有专门的细胞在他们的腹部

这些细胞含有一种叫做荧光素和做一个被称为荧光素酶.要制造光,就必须荧光素与氧气结合形成荧光素一种非活性分子叫做“氧化荧光素”的有机物.荧光素酶加速了反应,反应分为两个步骤:

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  1. 荧光素与三磷酸腺苷(ATP)结合,三磷酸腺苷在所有细胞中都存在细胞,形成荧光素腺苷酸酯和焦磷酸盐(PP)在荧光素酶表面.荧光素腺苷酸仍然与酶结合:荧光素+ ATP ------------->荧光素腺苷酯+ PP
  2. 荧光素腺苷酸与氧结合形成氧化荧光素和一磷酸腺苷(AMP)。光被释放出来,氧化荧光素和AMP从酶的表面释放出来:荧光素腺苷酸+ O2------------->氧化荧光素+AMP +

波长的光发出的光在510到670纳米之间(从浅黄色到红绿色)。制造光的细胞中也有尿酸晶体,有助于反映光线远离腹部。最后,氧气通过一根在腹部的管子供给细胞腹部气管.目前还不清楚电灯的开关是由神经细胞控制还是由氧气供应控制。

多年来,荧光素-荧光素酶化学反应一直被用来测量细胞和各种化学反应产生的ATP的数量。最近,基因(蛋白质的DNA编码部分)的荧光素酶已被分离出来,放置在其他生物体的基因中,并用于跟踪其他基因的合成和/或表达(即用作报告基因).

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