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生物漫画

发布时间:2024-07-23 21:52:01 影响了:

以下是博文学习网为大家整理的关于生物漫画的文章,希望大家能够喜欢!

生物漫画篇一:逆后宫漫画推荐

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生物漫画篇二:漫画自然变化

目录漫画自然变化

一 物质时空观

二 物质的相互作用与非相互作用

三 物质的多相衍生

四 物质的综合作用和综合作用差

五 个体与环境

六 自然规律与自然变化

简介:从古至今都在谈自然变化,这里所说的自

然变化论则是概括自然变化的一般变化性。自然界那波澜壮阔的变化和相对稳定的生机画面都是美丽的,值得留恋的。

一 物质时空观

宇宙世界是物质时空的总称。物质是宇宙世界中的唯一主人,除它之外,没有第二个存在实体,即物质(若有反物质也包括反物质)是宇宙世界独立存在的客观实体,各种特性物——各星系、星体及各种化学物质,都是它的具体存在形式。物质的存在与意识的存在有关,意识是一种特性物(头脑)与外界之间相互作用的产物,一种派生的存在,一会也

不能离开物质而存在,物质与意识谁是第一性问题的辩别应该结束,物质第一性。

空间,从独立存在和物质的客观存在的角度上说,独立的或客观的空间,不是什么存在,不能与所谓物质的存在性相题并论,而是没有或无,它相对于物质的存在而相对存在,是相对于物质的结构和运动而相对存在的,或者说是物质的“广延性”,是对物质或一定物质整体之外的无物说法——称为空间。把空间说成是“无限”的,似乎还有有限的阴影,也是不合适的,它的本质含义就是空或无。所以,物质存在以来就是无休止的运动,它或物质世界无时无刻不在发

“电”,物质所形成的空间运动——机械运动是一切能量的基本来源。能量是物质运动的物质性说法,如太阳能,核能。

运动是物质的存在方式,也是对物质的空间表述,同时也是物质的作用形态。能量是物质运动的物质性说法,如太阳能,核能。致而,能量也是对物质的具体说法,或物质的存在形态。一切物质都是赋有能量的。通常把能量与运动分开来说,只不过是对一定物资的存在和作用两种说法。诚然,运动和能量具守恒性,均有各种表现形式,并互相转换。

一定物质本身就是空间的有型形态,也相对产生了所谓三维或几维空间的观念;它的整体运动范围就是空间的相对真实的存在,这两种相对空间也就是有量度的空间。

地球不仅在作绕太阳的椭圆运动,整个太阳系随银河系也在作更广阔的椭圆运动,只要没有其它特性物的产生和到来,她走到哪里,我们的天空都一样蓝。因为一个天体的椭圆运动本身也在向外运动,因为空间就是无,是无妨的;有妨的,是各种天体的运动相碰和与粒子间的相互作用。

时间是人类认识物质世界,关于物质客观存在的度量观念。物质的存在,是物质(包括反物质)不论以何种运动形式客观存在的历史过程。在所谓宇宙大爆炸之前及之后都是物质的存在。

尽管物质的属性就是运动,但由于全部物质的演化历史及其各种特性物的运动形式是千差万别的,所以,把时间说成是物质的运动,则有失人类认识物质世界的统一性。只有把时间赋予物质的存在,才能完全表达物质的客观实在性。

时钟赋予时间的含义,纯属人为的,它只是时间的相对表现形式。以地球的公转和自转所刻划的年月日之时间,也只是借助地球运动规律并通过时钟机械刻划时间。把宇宙大爆炸作为时间的初始点是不合适的,倒不如说是现代宇宙的初始点。

宇宙的演化过程和各种星体的产生,并不象人类的机器生产可以生产出几乎同样的产品而是不重复的,总是新画面

的,在可视的一切自然物上是确凿无疑的。因为新的特性物的产生总是要改变物质综合性,这就是自然变化的无限性。

二 物质的相互作用与非相互作用

在物质世界,不能对事物的“大”与“小”或“主”与“邻”统作谁有价值高低的评价。干旱的植被太需要雨了,久涝的禾苗太讨厌水了。陆地生物望海洋,细雨泽身抖精神。空气在正常情况下氧气与氮气和谐相处。也许是人类为了物质生产的原故,热衷于物质间的相互作用,而事实上,非相互作用也是不容忽略的物质自然关系。作用与反作用,相互作用与非相互作用也是一对辩证关系,正是各种特性物不断产生的空间关系。

宇宙物质的原始状态,目前难以说明,但实物、粒子和场是物质的三种基本存在形态和不断转化着。也可以说,它们的存在,在假设的宇宙大爆炸后的演化过程中直到现代宇宙的形成并没有完结或者并没有归缩完闭,只是或许一大部份形成了实物,同时还存在着或又产生了新的粒子和场质

物,由此才有了多种作用力和多种相互作用的产生,即强力、磁力、弱力和引力四种自然基本力,而且相对存在(转 载 于:wWw.HnnsCY.cOM 博文学习网:生物漫画)着。

在此依据相关资料上简述一下这四种相互作用的运动

性。引力,通过“无极中微子场”交换“无极中微子Yo”来

实现。电磁力,通过电磁场交换一种光子来实现。强力,只存在于重子和介子中,核子之间交换π介子等来实现。弱力,一种是轻子,另一种是Κ介子和Λ超子的衰变,通过交换W±和Z0三种中间玻色子来实现。四种基本力及其四种相互作用的相对存在,象宇宙万物的两对雌雄,物质世界便不断演化、繁华自身,不断产生丰富的、交错的相互作用和丰富的、相对存在的各种特性物。

由于物质特性作用力的具体性,同时也便产生了某种相对的、有限的非相互作用的存在。例如,由全国科学技术名词审定委员会审定公布的非相互作用的放牧系统:“某些雀类吃禾本或草本植物的种子,但其吃食活动却不会影响到这些植物的生产力的放牧系统”。何止如此,酸碱中合生成的盐和水不再继续发生化学变化。

非相互作用是相对于具体的相互作用而言的。尽管人类为了物质生产不断发现探索物质的相互作用,而实际上,任何物质生产可不是有物皆用,是有选择性的,这是一定特性物具有一定作用力的自然性决定的。例如,维持生命的必需元素共有19种,并有大量元素与微量元素之相。所以,物质的非相互作用依然具有客观普遍性。

也就是说,我们面前的物质世界是各种特性物的世界,是不断演化的过程——变化。然而,物质的变化并不是物质的全部存在性,物质的——即一定特性物的稳定或相对稳定性

生物漫画篇三:生物指南针

生物指南针:一种磁性蛋白

动物能探测地球磁场的观点曾一度被认为是可笑的,但是先如今却被很好地建立起来了。而这种磁敏现象背后的生物本质仍未曾得知。本文中,我们报道了一种推测的磁感应蛋白(果蝇CG8198,本文中为MagR)和一种多聚磁感应杆状蛋白复合体。这两种物质是通过理论假定和全组基因扫描而发现,再通过细胞、生化、结构和生物物理学一系列方法而确认的。这种磁敏复合体是由已鉴定的假定的磁感应蛋白和已知的磁受体相关的光感受器隐花色素(Cry)组成,有Cry系统和铁基系统两者的特性,在包括地球在内的磁场中能自发排列。这样的一种蛋白复合体很可能是动物中磁受体的基础,也许能在多个领域中都有所应用。

磁敏,或者说是探测地球磁场的能力(后面即磁感应),是最受争议的动物感觉之一。纵观所有主要的门类,许多物种感应磁场是为了定位和/或是为了远距离迁徙。帝王蝶、大马哈鱼、龙虾、蝙蝠、鼹形鼠和迁徙鸟类,都能从地理磁场中感觉到导航线索。许多其它的物种,如海洋裸鳃类软体动物(Tritoniadiomedea)和磁性白蚁(Amitermesmeridionalis),可以使用磁性信息来指引和定位它们的身体和居住地结构(例如,土丘和巢)。人类的磁感应能力是否存在仍然是备受争议的,但地理磁场曾被认为能影响人类视觉系统的感光能力。对磁受体的明确识别和对动物怎样感应磁场的全面理解将引发各种领域中的技术革新。 目前有几种模型来解释磁受体的本质。化学罗盘模型最早被Schulten提出,后来又被其他人所完善。隐花色素(Cry),一类和光复合酶紧密相关的黄素蛋白,是最好的生化磁受体候选者,并且据报道,该蛋白通过光激发自由基对反应的量子旋转动力学来“感应”地磁信息。而Cry缺失的黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)没有表现出磁感行为,这可以作为第一个证明Cry是其体内的磁感应途径中所必须物质的有力证明。通过自由基对而激发的Cry对磁场的反应也许能用来感应来自地磁场的倾向信息;然而,理论上其还不能形成极性指南针的基础。因此似乎还存在着其它的伴侣蛋白与Cry互补,从而才能在一些动物中具有感应地磁场极性的能力。

铁氧体磁性被认为是另一种符合动物中的极性和倾向性引导行为的自然指南针促成者。这种假说需要磁性矿体,例如磁石,来充当一种生物磁性指南针,从而接受和回应地磁线索。然而,在生物体中识别出这样的铁氧磁性感受器(器官或者受体基因)一直十分麻烦。尽管数个含有磁铁的动物组织或细胞已有所报道--包括在信鸽、鸡和欧洲知更鸟的喙上部,赞比亚鼹鼠的上丘以及彩虹鳟鱼的神经上皮细胞中--这些被证明与磁感受无关,或者缺乏确认。

无论是基于磁铁矿还是基于自由基对反应的化学模型都拥有可靠的理论和实验基础,并且也许不是互相排斥的;然而,来自不同物种的证据都倾向于支持两种假设中的一个。磁感应现象在动物中是普遍的;一些动物似乎还能既探测出地磁场的方向又感应出其强度,一些能感应其倾向,而一些也许能利用所有的这些导航线索。因此,多种机制和不同的磁感应器的存在是可能的。关键问题在于,是否在系统发生学中距离远的动物利用一种通用的感受器来感觉磁场但是又有不同的信息转换,以及是否在基于Cry的磁感应系统中有一个缺失成分的可能。

本文中,我们通过在计算机中全组基因扫描及后续的实验验证,识别出了一种候选指南针蛋白。这种推定的磁感应蛋白(MagR)与Cry一起形成了一种杆状复合体,并且与Cry

共同集中与鸽子的视网膜中。MagR有极其令人感兴趣的结构和磁性特点,有重要的生物学价值,可以引发各种应用。

图1,动物磁感应和导航的生物指南针模型

a. 自身带有极性的一种纳米级Cry/MagR磁感应复合体可作为一种光依赖性的生物指南针。

包含有Fe–S串的磁感应器(MagR)的线性聚合体引起了中心处一种杆状生物指南针的形成(磁心,黄色),周围环绕着感光的隐花色素(Cry;外层,蓝绿色)

b. a的横断面,表明在光刺激下,从Cry中的FAD(黄色腺嘌呤二核苷酸)群到MagR中的

Fe–S串的电子运输也许是可能的。

c. 磁感受器的生物指南针模型。在动物的导航系统中,Cry/MagR磁感应复合体也许是充当

一种生物指南针,能感应来自地球的地磁场的信息,如极性(就如传统的指南针一样)、强度和倾向。Cry/MagR结构的曲面表征(蓝绿色和黄色)已被本文研究中的EM所验证(图2和图3)这个磁感受器固有的磁矩也许形成了能够感应地磁场方向信息的极性指南针。其能感受磁场强度的能力以及其在磁场中的自发队列(图中左手边所示,更多阐释见图5a,b),也许形成了强度感应和倾向指南针的基础。地球的磁极(黑色箭头)和旋转轴有所偏离(黑色粗线)。其倾角(标记为“I”)以及磁场的强度由箭头的方向和长度表示(北半球为红色,南半球为蓝色)。来自两个物种,帝王蝶(Danausplexippus,右上)和家鸽(Columba livia,右下)的MagR和Cry/MagR磁感应器在本次研究中经过了检验,更突出了这种进化上保守的生物指南针模型。

磁感知的生物指南针模型

不同于传统的方法,本实验中为了揭示动物磁传感的基本机制我们采用理论假设、全基因筛选、计算机模拟和实验验证相结合的方法。其理论框架由以下概念发展而来。第一我们先假设能够形成和Cry相互影响的磁实体(MagR)的蛋白存在,并且该蛋白和磁受体有同样的功能(图1,a.b)。在生物系统中有三个主要的强磁性材料:亚铁磁性矿物(包括铁镍氧化物),铁结合蛋白和铁硫集群蛋白。铁硫集群蛋白在很多细胞功能中起着重要的作用,尤其是电子运输(可能包含Cry在内),并且可以具有强磁性,这使它们成为最有可能形成MagR的候选蛋白。我们进一步提出一个具有铁硫蛋白的磁性和隐花色素的光依赖属性的光磁耦合的模型。第二,为了能检测到地球相对较弱的磁场以及像生物指南针一样工作,可能会需要MagR的线性聚合。因此,磁敏纳米的生物指南针由感光细胞(Cry)和磁受体细胞(MagR)结合而成,我们称这个复合物为磁敏元件。(图1.a)第三,光和磁感知的耦合可能是由于Cry和MagR的相互作用(图1.a,b),或者在生物指南针的形成或调节过程中可能需要光感Cry。第四,为了解释动物如何通过地磁场来判断方位,这个磁敏元件可能有一个固有磁矩(图1,a)。利用以上的理论框架,我们通过基因筛选来寻找MagR,并且通过生化和功能实验检测和构建了磁敏蛋白的三维结构。

全基因组筛选MagR

为了解Cry在果蝇磁敏旁路的重要作用,我们在果蝇中带注释的基因组进行硅片筛选去识别可能影响Cry基因的铁结合蛋白(图2a)。符合我们假设的磁感理论的MagR蛋白应该具有以下特点:允许磁性矿物的结合,如铁和铁硫集群是天然的选项。大脑或眼睛的基因表达概要可以识别光依赖磁感中Cry是否参与及其在视网膜和大脑中的表达,以及和果蝇Cry结合形成复合物的能力。

根据果蝇的基因,我们挑选出了199个铁结合蛋白为候选蛋白(表1),其中132个在头(包括大脑和眼睛)中大量表达(表2 )。因为生物组织对磁场来说基本上是透明的,所以没必要去假设磁敏元件在细胞的表面。我们假设磁敏元件可能在细胞内,因为Cry位于果蝇细胞质而且没有检测到在细胞膜上存在Cry(表5)。根据以上的标准,可能形成MagR的候选蛋白减少到98个(表3)。基于广泛的文献查阅,我们慎重的选择了14个最有可能形成MagR的候选蛋白进行下游检测来确定是否有可以和Cry蛋白形成稳定的蛋白复合物的蛋白。 MagR的实验鉴定

我们利用双标签和串联共纯化来检测哪个候选蛋白可以和Cry蛋白结合形成蛋白质复合体(图2)。通过反向PCR已确定在挑选的14个候选蛋白中有9个可以在果蝇的头中表达以及和Cry共表达。只有一个候选蛋白(CG8198)表现出和Cry稳定的结合(图2c)。将其和Cry在光和磁场作用下共纯化(细节在methods中)。

果蝇的CG8198是由细菌的铁硫集群蛋白组成的IscA1的同系物,其在果蝇中的功能目前未知。有趣的是,抑制CG8198蛋白的表达会导致果蝇的昼夜节律行为打乱。众所周知,Cry蛋白对昼夜节律行为正常,光敏性,光敏性和磁感的串扰有作用。我们假定果蝇CG1898为磁受体,并且指定由Cry和MagR形成的复合物为磁敏元件。

比较基因组学研究表明Cry和MagR的基因几乎存在于所有动物体内(图1,2)。动物体内含有几类具有不同功能的隐花色素,包括生物钟的核心元件,光感器以及其他功能。我们利用共纯化技术在六个物种中检测了Cry/MagR复合物的形成(果蝇,黑脉金斑蝶,鸽子,鼢鼠,小须鲸和人类表5)。结果表明Cry/MagR复合物在物种进化中一直存在。在以上动物体内有很多Cry(表2),但是只有一种Cry/MagR复合物的存在证明了其特异性(表5,图2c,图3列出了一些代表性物种)。Cry和MagR的比率在不同的物种中甚至在不同的蛋白质中可能会有变化(图2c,图3),表明其复杂的动态形成。

MagR和Cry/MagR复合物的结构特性

通过尺寸排阻色谱法显现出纯化的MagR和Cry/MagR复合物很大流体力学半径,表明聚合反应的发生(图2d,f),并且和纯化的Cry的二聚体和单体做了对比。MagR的聚合或者自连接在磁感系统中是很关键的特征,这可能为生物大分子提供了一个扩大机制,能有效扩大并且利用地球微弱的地磁场。(0.30.65 高斯 (G), or 0.030.065mT; ref. 48)。这两个纯化的蛋白通过尺寸排阻色谱法洗脱在一起,并且相互作用形成稳定的复合物(图2f)。纯化的黄棕色蛋白复合物荧光光谱表明FAD的存在以及铁的结合(图4)。

利用电子显微镜进一步检测科伦巴利维娅的鸽子体内磁敏元件Cry/MagR复合物的结构,在以上所检测的物种中鸽子体内的复合物最为稳定。作为对照,通过电镜也可以看见MagR复合物和Cry4单体,并且能够使复合物的结构合理化。简而言之,clMagR和clCry以及二者的复合物通过尺寸排阻色谱法被同质化(图2d,f图7),沉积在电镜的网格中可能有或者没有增强的磁场(图5),用乙酸双氧铀染色,然后通过电镜检查。五类Cry/MagR的复合物整体结构可视,并且根据大小和结构的特征被分为三类(组13,图2gk,图8)。对于每一类,其代表的二维平均值已经示出,综述了其结构特点以及说明漫画。(图2g~k)。电镜图像表明1、2类(组1)Cry/MagR复合物有相同的特点,比如直径小,多疣的表面(图2gh)以及和MagR多聚物类似的结构(图2e)。作为对照,3、4类(组2)Cry/MagR复合物直径大并且有明显的峰值(图2,ij)。考虑到这两种蛋白的组织和组装模式提出的模型(图1a,b),参考MagR聚合物的结构,我们认为组2(图2I,J)的复合物结构完全作为代表,其特点为由Cry组成的螺旋环绕的外层以及由MagR多具体形成的棒状核心结构。

图2 磁受体MagR的全基因组搜索、实验验证和结构特征

a.磁受体MagR的全基因组搜索过程包括三轮硅片筛选,一轮理论筛选和一轮实验筛选。*:14个候选蛋白中的九个在果蝇的头中大量表达,然后进一步筛选能和Cry结合形成复合物的蛋白。

b.图解动画显示了基于隐花色素(青色)和MagR候选蛋白(黄色)相互影响而进行的筛选。 c.Cry/MagR复合物在四个代表性物种中的共纯化(果蝇:黑腹果蝇,帝王蝶:达那俄斯plexippus;鸽子:鸽属利维亚和人类:智人)箭头表示了用SDS-PAGE纯化的Cry(上)和MagR(下) d.尺寸排阻色谱法纯化的鸽子MagR蛋白(280nm处毫吸光度单位为mAU;*:在峰值中的蛋白片段包括用于电镜结构确定的MagR多聚体;**:大概由于蛋白质的大小和分子量(14.5KDa),MagR蛋白在电镜下是不可视。)

e.将鸽子MagR聚合物负染后电镜下观察。所显示的MagR聚合物(黄色)双螺旋棒状结构和动画中一样。

f.尺寸排阻色谱法纯化的鸽子Cry/MagR复合物(*:在这个峰值中的蛋白片段对应于电镜结构测定的磁敏元件复合物;**:蛋白质聚集,可能是由于磁敏元件受到了磁力的吸引,图6) g~k.将鸽子磁敏元件负染后电镜下观察。所有的二维平均值可以被分为5类,每一类的结构特点已被总结,并且将结构体系画成了动画(Cry青色,MagR黄色)

g~h.组1 的粒子代表棒状磁敏元件核心结构的顶部(g)和侧面(h)的视图。双螺旋结构能够利用负染而在电镜下被清晰地看出来;

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