A+醫學百科 >> 生物發光

生物發光 （bioluminescence）是指生物體發光或生物體提取物在實驗室中發光的現象。它不依賴于有機體對光的吸收，而是一種特殊類型的化學發光，化學能轉變為光能的效率幾乎為100%。也是氧化發光的一種。生物發光的一般機制是：由細胞合成的化學物質，在一種特殊酶的作用下，使化學能轉化為光能。自然界具有發光能力的有機體種類繁多。一些細菌和高等真菌有發光現象。動物界25個門中，就有13個門28個綱的動物具有發光現象，從最簡單的原生動物到低等脊椎動物中都有發光動物，如鞭毛蟲、海綿、水螅、海生蠕蟲、海蜘蛛和魚等。動物的發光，除其自身發光即一次的發光以外，由寄生或共生而產生二次發光的例子也不少。不同生物體的發光顏色不盡一致，多數發射藍光或綠光，少數發射黃光或紅光?！　?/p>

類型

1、

螢火蟲類生物發光：螢火蟲發光細胞中含有熒光素、熒光素酶兩種發光物質。它們與ATP（三磷酸腺苷）及氧一起反應，在氧與熒光素結合時發生電子轉移同時發生能量的變化釋放出熒光光子而發光。

2、節足動物及魚類的生物發光：這類發光過程包括加氧、激發與轉移，如海螢的發光：它在自身分開的腺體中分別合成熒光素和熒光素酶，當把兩者同時噴進水里時就會在水中反應而發光。波長460納米，光色為藍色。

3、腔腸動物的生物發光：包括刺絲胞亞門和櫛水母亞門。這種類型發光具有各種不同的活化反應。亞門和綱不同，活化反應與激發特性也不同。此類發光還可以從一個發光種傳遞激發態能量給另一個發光種，即有敏化生物發光現象。這種發光可發出不同顏色的光，較多地偏向紅色，波長480～490納米。

4、細菌發光：它的反應機制與前三種不同。底物在催化循環中會形成還原型核黃素磷酸鹽和醛化合物，當遇到熒光素酶和氧時，就會形成一種激發的絡合物。絡合物斷裂時生成氧化核黃素磷酸鹽、酸、水及一個光子，波長470～505納米，光為藍綠色。

5、過氧化氫體系的生物發光：包括海筍屬、蚯蚓屬及柱頭蟲屬等。這類發光包括兩個過程，蟲熒光素與氧或過氧化物單獨或兩者作用后先生成超氧陰離子（自由基），然后再激發。

6、生物的微弱發光：這是一類低水平的發光，需要用精密測量裝置才能測出。這種發光現象往往與迅速生長和呼吸的細胞或組織相聯系，如洋蔥根尖細胞、分裂的酵母細胞、白細胞、肝臟或脾臟的線粒體或微體等?；瘜W發光在醫學上的應用引起人們廣泛的興趣。

7、人體發光：已發現人體的體表也能發光，至于它的機理還不清楚。　　

功能意義

生物發光的生物學意義主要是有助于獵食者捕食其他生物、被捕捉動物逃避捕食者以及同種屬動物的不同個體間信息的交換。

在應用方面，如軍事上觀察海洋動物發光的突然爆發，可以判別水下軍事設施及其他各種敵對目的物。生化分析中，利用蟲熒光素與蟲熒光酶加在一起遇到ATP就會發出熒光，而且發光強度正比于ATP濃度的現象，可以檢測樣品中ATP的含量。利用光蛋白與Ca反應極其靈敏的特性，可以測出小于10^-13摩爾的Ca含量。因而這種方法用在Ca超微量分析中。

生物發光現象還啟發人類從工程角度研究、模擬這種發光效率極高而產熱量極少的熒光現象，新一代冷光源的研制就是一例。

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