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南极鱼为什么不怕冻

热度1347票  本文已影响:37206人 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年4月05日 10:44
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在浮冰成群的南大洋栖息着南极鳕鱼、松浮鱼、蛇齿鱼、南极多斑鱼等100多种鱼类,与世界其他各大洋相比,这里鱼的种类不多。在南大洋中生活的鱼,鱼体小,一般体长只有25厘米,生长速度缓慢,多数系底栖性鱼类。前苏联,日本、德国等国有人已先后对南极鱼进行捕捞。

人的血清在-0.56℃就会冻结,一般鱼类也大致相同。但是,冬天生活在南大洋中的鱼类却能经受-2℃左右的低温而安然无恙。海水的冰点约为-1.85℃,为什么南极鱼的血清在这一温度下却不会冻结呢?原来,在这些鱼的血液中存在着一种抗冻蛋白。有趣的是,一到夏天,随着海水温度的上升,这类鱼的脑垂体将会自己调节,使血液中不再产生的抗冻蛋白。

70年代,美国加利福尼亚大学戴维分校费尔教授主持的一个研究小组首次发现了这种蛋白是一种具有特殊结构的糖蛋白,并把它命运名为“抗冻糖蛋白”,简称“AFGP”。

费尔教授等从南极的一种鳕鱼的血液中,分离出8种分子量不同的抗冻糖蛋白,发现它们不同程度地具有使水难以冻结构的本领。科学经过实验表明,如果将抗冻糖蛋白从南极鱼的血液中除去,那么它的血液与一般血液没有多大区别,也会在同样的温度下结冰。

抗冻糖蛋白是一种高分子量物质,即使溶解的质量稍多些,摩尔浓度也是非常低的,而血液基本上仍保持着相同的张力。那么,为什么抗冻糖蛋白的浓度如此之小,却能使血液的凝固点发生这样大幅度的下降呢?显然,这一事实用传统的“溶液的凝固点降低理论“是无法解释的。费尔教授等认为,这是因为抗冻糖蛋白分子能挤入互相靠近的两个细微冰晶体的间隙中,丛而阻止了冻晶体的生长。即抗冻糖白分子吸附于界面,阻止了水分子向冰晶体方向移动,使凝固点大幅度降低。

近年来,为了有效地保存生物活组织,如动物的精液、植物的种子,肿瘤细胞、微生物物种等,抗冻剂的开发已初露头角,并形成了一门叫“低温生化学“的新兴边缘学科。在日常生活中,虽然我们也用低温的方法贮藏肉类食品、水果、蔬菜等,但有时也会因组织冻结、细胞脱水使食品受损。显然,对抗冻糖蛋白的研究和应用,对科学发展和现代生活都有很大的意义。

 

 

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