第6章 F

发育生物学

发育生物学是生物科学重要的基础分支学科之一，其研究内容和许多其他学科内容相互渗透、错综联系，特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。其应用现代科学技术和方法，从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。

放线菌

放线菌是原核生物的一个类群。大多数有发达的分枝菌丝。菌丝纤细，宽度近于杆状细菌，约0.5～1微米。可分为：营养菌丝，又称基质菌丝，基质菌丝匍匐生长于营养基质表面或伸向基质内部，它们象植物的根一样，具有吸收水分和养分的功能。有些还能产生各种色素，把培养基染成各种美丽的颜色。气生菌丝，叠生于营养菌丝上，又称二级菌丝。在气生菌丝上分化出可产生孢子的孢子丝，孢子丝的形状和排列方式因种而异。成熟的孢子丝上产生成串的分生孢子。孢子的表面结构、形状及颜色在一定条件下比较稳定，是鉴定菌种的重要依据。以无性孢子和菌体断裂方式繁殖。绝大多数为异养型需氧菌。有的种类可在高温下分解纤维素等复杂的有机质。在自然界分布很广，绝大多数为腐生，少数寄生。产生种类繁多的抗生素，据估计，已发现的4000多种抗生素中，有2/3是放线菌产生的。与人类关系十分密切。重要的属有链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等。

肺鱼

大家都知道鱼类是用鳃呼吸的，这里我们要介绍一种鱼类，它同人类和高等动物一样是用肺呼吸的。肺鱼是一种和腔棘鱼类相近的淡水鱼。古代时曾在地球上大量繁殖，现在仍有少数保存着其种族的特性而遗留下来，可以说是一种“活化石”。肺鱼的“肺”事实上是由发达的鳔特化而来，因此部分种类即使没有水也能呼吸空气而生存。在水中，鳍能像脚一样支撑着身体。肺鱼类的最早代表是泥盆纪中期的双鳍鱼。在此基础上，肺鱼类在晚泥盆世至石炭纪曾经比较繁盛，至今只有少数极特化的代表生活在非洲、澳洲和南美洲的赤道地区。

飞蛾趋光之谜

夏天的晚上，人们常常看见有三五成群的小青虫、甲虫和蛾子等昆虫飞近灯光，围着灯光打转转，直到碰死、热死，或者烧死为止。

如果灯光熄灭了，这些小昆虫就会很快飞散。可是，当灯光又重新点亮时，成群的昆虫又会从四面八方飞来。原来，不同种类的昆虫是用不同的方法来辨别方向的。有些昆虫依靠食物、同类个体的气味，或者依靠湿度大小、温度高低来确定活动的方向，有些昆虫有很强的趋光性，在夜间飞行时利用光线来辨认方向。

飞蛾等昆虫在夜间飞行活动时，是依靠月光来判定方向的。飞蛾总是使月光从一个方向投射到它的眼里。飞蛾在逃避蝙蝠的追赶，或者绕过障碍物转弯以后，它只要再转一个弯，月光仍将从原先的方向射来，它也就找到了方向。这是一种“天文导航”。

飞蛾看到灯光时，错误地以为是“月光”，因此，也用这个假“月光”来辨别方向。月光距离地球太遥远，飞蛾只要保持同月亮的固定角度，就可以使自己朝一定的方向飞行。可是，灯光离飞蛾很近，飞蛾按本能仍然使自己同光源保持着固定的角度，于是，只能绕着灯光打转转，直到最后精疲力竭而死去。

飞鱼

在太平洋、印度洋和大西洋上航行的时候，经常会看到一种会飞的鱼，它叫飞鱼。它们跃出水面，能够在离水面四五米的空中飞行几十米，有的甚至能飞200多米。飞鱼又叫燕鳐、文鳐鱼，头上长着一对乌黑闪亮的大眼睛，身上长有一对又长又大的胸鳍，伸展开来就像鸟儿的两只翅膀一样。它的腹鳍紧贴在身体两侧，尾鳍的下叶比上叶长。

飞鱼起飞前，先挥动鱼鳍，尾巴左右猛烈地拨水摆动，快速地游泳，尾巴划出一条锯齿形的曲折水痕，这时候，鱼还没有飞行，只是在水面上滑行，以便加快速度。滑行开始，胸鳍一离开水面，身子平衡了，也不再摇动，全身就腾空飞起来。飞鱼前进的速度每秒10～18米，飞行的持续时间一般只是几秒钟，最多也不过40秒钟，有时还会改变飞行的方向。

飞鱼是生活在海洋上层的鱼类，是各种凶猛鱼类争相捕食的对象。飞鱼并不轻易跃出水面，每当遭到敌害攻击的时候，或者受到轮船引擎震荡声刺激的时候，才施展出这种本领来。可是，这一绝招并不绝对保险。有时它在空中飞翔时，往往被空中飞行的海鸟所捕获，或者落到海岛，或者撞在礁石上丧生。有时也会跌落到航行中的轮船甲板上，成为人类餐桌上的美肴。

封闭蛋白

封闭蛋白是微丝两端的“帽子”。当这种蛋白结合到微丝上时，微丝的组装和去组装就会停止。这对一些长度固定的蛋白来说很重要。

凤梨科

凤梨科为单子叶植物纲姜亚纲的一科，多为短茎附生草本，但有时也为陆生耐旱植物（如菠萝）。叶互生，在短茎上形成叶丛，或有时散生于稍长茎上，狭而具平行脉，时具刺齿。

凤梨科花两性或有时单性，形成简单或复合的穗状，总状或头状花序，通常具艳色苞片或稀为单花。萼与花瓣各3，花瓣分离或微联合，常在基部边缘具一对鳞片状密腺。雄蕊6,2轮，3心皮联合成3室，上位子房或全部下位。果为浆果、蒴果、稀为肉质聚花果（凤梨），种子有时具翅或羽状冠毛。约有51属2100余种，主产热带南美洲。凤梨通称菠萝（波罗），为有名的热带水果之一，于19世纪传入中国，已为台湾、广西、广东和云南热带的习见栽培植物。该科还有许多种供室内盆栽观赏。

分子生物学

分子生物学是指在分子水平上研究生命现象的科学，从生物大分子（核酸、蛋白质）的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。研究内容包括各种生命过程，如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：

（1）生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；

（2）在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；

（3）分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化，则属于生物物理学或生物化学的范畴。

分子马达

分子马达是一类蛋白质，它们的构象会随着与ATP和ADP的交替结合而改变，ATP水解的能量转化为机械能，引起马达形变，或者是它和与其结合的分子产生移动。就是说，分子马达本质上是一类ATP酶。例如肌肉中的肌球蛋白会拉动粗肌丝向中板移动，引起肌肉收缩。而另外两种分子马达：驱动蛋白和动力蛋白，它们能够承载着分子“货物”——如质膜微粒，甚至是线粒体和溶酶体，在由微管构成的轨道上滑行，起到运输的作用。

肌球蛋白是微丝结合蛋白，最早发现于肌肉组织，1970年代后逐渐发现许多非肌细胞的肌球蛋白。其家族有13个成员，每个成员在结构上都分为头，颈和尾部三个部分，形似豆芽，而组成上则有轻重两种链。其中的调节轻链是肌球蛋白接受调解的位点，就是说，调节轻链的磷酸化／去磷酸化状态影响着肌球蛋白的活性。其中Ⅰ和Ⅱ型是研究得最彻底的分子马达。一些细胞具有突变的肌球蛋白，它们能正常伸出伪足，但是却不能成功移动。Ⅰ型肌球蛋白是单体，Ⅱ型和V型则是二聚体。趋向微丝的＋极运动。蛋白的头部能就尾部作屈伸运动，并在“屈”的时候拉动微丝相对向后运动。肌球蛋白除了参与肌肉收缩外，还被认为是细胞迁移所需的重要分子之一。肌球蛋白非常可能参与了“前进的四个步骤”里面胞体收缩一步。另外，在细胞突出一端也可观察到肌球蛋白，它可能是帮助运输粘着所需要的蛋白质，提高粘着效率。

分子探针

以分子杂交为基础的技术均用探针来检测具有互补序列的核酸序列。探针既可以是克隆的或PCR扩增的DNA分子，也可以是人工合成的寡聚核苷酸或经体外转录的RNA分子。探针必须是纯一的，不含有其他不同的核酸。为了保证通过碱基互补来检测目的基因，探针必须为单链分子。所以双链的DNA探针在应用前必须变为单链，一般采用加热的方法使双链DNA探针变性，原为单链的寡聚核苷酸和RNA探针的RNA分子无需变性处理即可使用。用放射性同位素标记探针，则杂交分子可通过放射自显影技术进行观测。近代，人们发展了非放射性同位素标记系统，常用的探针标记系统是用甾类化合物地高辛配基标记探针。

非密度因子

如果一种因子在任何种群密度下均其有同样的影响，那么，我们称这种因子为非密度制约因子。非密度制约因子虽对种群增长率产生影响，但实际上对种群的增长无法起调节作用。因为调节意味着是一个内稳定的反馈过程，其功能与密度有密切关系。但非密度制约因子可以对种群大小施加影响，也能影响种群出生率和死亡率。非密度制约因子对种群影响之大，可以使得任何密度制约调节因素的影响变得难以察觉。一般说来，由环境的年变化或季节变化所决定的种群波动是不规则的，而且多和温度、湿度变化有关。

非洲獴

非洲獴有着健壮的身体和锋利的牙齿，是一种机警而灵活的哺乳动物。它们因搏杀毒蛇本领高强而闻名于世，成为杀蛇高手得益于其闪电般迅捷的动作和极大的勇气，以及对蛇毒的免疫力。

过去，非洲獴曾被人带到很多岛上，希望它们能控制那里蛇的数量。不幸的是，它们还会吃几乎所有的小动物，包括昆虫、蜥蜴、鸟和各种老鼠。它们也攻击鸟类及其他小型哺乳动物，使那里的许多动物都濒临灭绝，影响了生态平衡。

非洲象

非洲象是陆地上体形最大的哺乳动物。雄性和雌性非洲象呈二态性（雌雄两性在体形或身体特征上都有所不同）。雄性肩高约3米（9.8英尺），重约5000～6000千克（11000～13200磅），而雌性肩高约2.5米（8.2英尺）重约3000～3500千克（6600～7700磅）。平均寿命60～70岁。非洲象的皮肤厚厚的，呈灰色或棕灰色，皮肤上长有刚毛和敏感的毛发。为了保护皮肤不受阳光灼晒或蚊虫叮咬，非洲象经常在泥中打滚，或用它们的鼻子在身体上喷洒泥浆。非洲象体形大过于亚洲象，最长可达1.5米（4.9英尺）的扇子一样的耳朵也比亚洲象的大。非洲象的背上还有一道凹进去的曲线。雌性和雄性非洲象都长有象牙，非洲象的象牙一生都在生长，所以年岁越大象牙越大。非洲象使用象牙采集食物、搬运、作为攻击武器。

非洲象用它们的鼻子来闻、吃、交流、控制物体、洗澡和喝水（它们并不直接通过鼻子喝水，而是用鼻子吸水再喷入口中）。非洲象鼻子的前端有两个像手指一样的突出物（亚洲象只有一个）来帮助它们控制物体。

非特异性免疫

非特异性免疫又称先天性免疫、种的免疫，是机体在长期的种系发育和进化过程中，不断与外界侵入的病原微生物及其他抗原异物接触与作用中，逐渐建立起来的一系列防卫机制。其特点是：

（1）先天就有、由遗传因素决定的，因此具有相对的稳定性。

（2）作用广泛，无选择性，对许多病原微生物及抗原异物均有一定的免疫力。

（3）具有种的差异性。即人与动物对某些病原微生物及其产物可有天然的不感受性。

（4）在抗感染免疫中出现早，作用快，而且反应强度相对稳定，不因接触某一抗原物的次数多少而有所改变。

组成非特异性免疫的成分很多，主要包括机体的屏障结构、吞噬细胞系统、补体系统及体液中的其他抗菌物质等。非特异性免疫是特异性免疫的基础，是进行人工免疫的基本条件。在抗感染免疫中，首先是非特异性免疫发挥作用；随着特异性免疫的形成，两者互相配合，扩大免疫作用。因此，增强非特异性免疫力，是提高机体免疫力的一个重要方面。

非洲猪瘟病毒

非洲猪瘟病毒（ASFV）的DNA端交叉连接，病毒粒有一个依赖于DNA的RNA多聚酶。在猪的单核细胞生长适应后，可在多种细胞中繁殖，常用Vero细胞株培养病毒。病毒粒有红细胞吸附性。在非洲至少有8个血清型，欧洲还有一个型。由于病毒变异，现有许多亚临床慢性病例出现。非洲猪瘟症状似古典猪瘟，但两者无血清学关系。受感染猪长期带病毒。还无预防本病的良好疫苗。本病见于非洲、南欧、西欧、古巴、中美洲。

腐生

腐生是生物体获得营养的一种方式。凡从动植物尸体或腐烂组织获取营养维持自身生活的生物都叫“腐生生物”。大多数霉菌、细菌、酵母菌及少数高等植物都属“腐生生物”。土壤中的腐生生物的有氧分解作用，是物质循环的必要环节。

典型的腐生生物有蘑菇、香菇、木耳、银耳、猴头、灵芝等，它们大都生活在枯死的树枝、树根上或富含有机物的地方。曲霉、青霉等霉菌也都是腐生生物，它们的身体是由菌丝构成。蚯蚓也是腐生生物。腐生霉菌大多可以致病。

复总状花序

复总状花序是无限花序的一种。主花轴分枝，每个分枝均为总状花序，故称复总状花序。又因整个花序形如圆锥，又称圆锥花序。如水稻、燕麦等的花序。