萤火虫发光原理(萤火虫发光原理简单)

萤火虫发光原理的课题步骤萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是:萤火虫有专门的发光细胞,在发光细胞中有两类化学物质,一类被称作荧光素(在萤火虫中的称为萤火虫荧光素),另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP,并与氧气发生反应,反应中产生激发态的氧化荧光素,当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放,只有极少部分以热的形式释放,反应

萤火虫发光原理的课题步骤

萤火虫的发光是生物发光的一种。萤火虫的发光原理是:萤火虫有专门的发光细胞,在发光细胞中有两类化学物质,一类被称作荧光素(在萤火虫中的称为萤火虫荧光素),另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP ,并与氧气发生反应,反应中产生激发态的氧化荧光素,当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放,只有极少部分以热的形式释放,反应效率为95%,萤火虫透过这样的作用来发出光芒。而这样发出来的光,由於大部份的能量都转为光能,只有少部份化为热能,所以称之为冷光。也就因为发光质与光能的转换相当有效率,所以萤火虫可以发光相当长的一段时间。而萤火虫本身也可以控制进不进行这样的作用来控制发不发光。 甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。

萤火虫靠什么发光

萤火虫的发光,简单来说,是荧光素(luciferin)在催化下发生的一连串复杂生化反应;而光即是这个过程中所释放的能量。由于不同种类的萤火虫,发光的型式不同,因此在种类之间自然形成隔离。萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有发光器,而雌虫无发光器或发光器较不发达。虽然我们印象中的萤火虫大多是雄虫有两节发光器、雌虫一节发光器,但这种情况仅出现于熠萤亚科中的熠萤属(Luciola)及脉翅萤属(Curtos)。因为像台湾窗萤(Pyrocoelia analis),雌雄都有两节发光器,两者最大的区别在于雌虫为短翅型,而雄虫则为长翅型。

萤火虫的发光器是由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等所组成。如果将发光器的构造比喻成汽车的车灯,发光细胞就有如车灯的灯泡,而反射层细胞就有如车灯的灯罩,会将发光细胞所发出的光集中反射出去。所以虽然只是小小的光芒,在黑暗中却让人觉得相当明亮。

而萤火虫的发光器会发光,起始于传至发光细胞的神经冲动,使得原本处于抑制状态的荧光素被解除抑制。而萤火虫的发光细胞内有一种含磷的化学物质,称为荧光素,在荧光素的催化下氧化,伴随产生的能量便以光的形式释出。由于反应所产生的大部分能量都用来发光,只有2~10%的能量转为热能,所以当萤火虫停在我们的手上时,我们不会被萤火虫的光给烫到,所以有些人称萤火虫发出来的光为“冷光”。

至于萤火虫发光的目的,早期学者提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能;但是除了求偶、沟通之外,其它功能只是科学家观察的结果,或只是臆测。直到近几年,才有学者验证了警示说:1999年,学者奈特等人发现,误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡,证实成虫的发光除了找寻配偶之外,还有警告其它生物的作用;学者安德伍德等人在1997年以老鼠做的试验,证实幼虫的发光对于老鼠具警示作用。

萤火虫于夜晚的发光行为,以黑翅萤(Luciola cerata)为例,就目前的研究发现,多是在日落后,雄虫开始在栖地上边飞边亮;在雄虫开始活动不久后,雌虫便开始出现于栖地周围的高处(雌虫也会发光,但只有发光器一节,雄虫则有两节发光器),从晚上7点一直到11点半左右,在其栖地可以见到成百成千的萤火虫发光,但差不多在晚上11点半过后,成虫便逐渐停止发光。而且雄虫发光的频率也有变化,并非整晚的发光频率都一样。

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