蚕宝宝的丝腺,也被称为绢丝腺,是合成丝物质的的器官。幼虫末期,在蚕宝宝体内,丝腺是最大的器官,是名副其实的“蚕丝工厂”。下面我们就来了解一下这庞大的生物工厂是如何运作的!
首先来熟悉一下蚕丝的生成过程:丝腺分泌的液状丝蛋白在经过一系列生理生化反应后,变成固态、具有一定形态特征的蚕丝纤维,一根蚕丝由两根单丝并排密着而成,每条单丝又都以丝素为轴心,周围包有丝胶,每根单丝由几百根原纤维构成,每条原纤维又由无数根微原纤维构成,微原纤维由若干个丝素分子组成。
茧丝的构造
1.茧丝2.丝胶分层3.单丝4.原纤维5.微原纤
看到这一根蚕丝的结构竟都如此复杂,你是否迫切地想知道,是什么样的器官能合成如此巧妙的蚕丝?下面请听我娓娓道来。
蚕宝宝的泌丝器官叫丝腺,是一对半透明多屈曲的大形管状器官,从形态和机能上,可分为吐丝部、前部丝腺、中部丝腺和后部丝腺四个部分。吐丝部也叫吐丝管,吐丝管的作用主要是调节茧丝的粗细,将两条丝腺来的丝纤维压合为一;前部丝腺前连接于吐丝管,是丝腺最细的部分,前部丝腺是丝物质的通道,可除去丝素部分水分,使其分子排列成有规则的形状;中部丝腺连接在前部丝腺后端,是整个丝腺中最粗大的部分,中部丝腺的作用是分泌丝胶、储存丝素;后部丝腺连接在中部丝腺末端,有许多扭曲,是丝腺中最长的部分,它具有分泌丝素的功能,一头蚕宝宝吐丝量的多少主要决定于后部丝腺的长度。其中中部丝腺和后部丝腺上还有气管分布,除供给氧气外,也有固定位置的作用。
那如此复杂精密的器官在现代科学研究中还有什么其他的作用呢?
科学家们利用家蚕丝腺巨大的蛋白合成能力,通过转基因技术构建家蚕丝腺生物反应器:这是一种安全、高效地生产重组蛋白的系统,可以用于表达病毒疫苗、人类表皮生长因子、乳铁蛋白、胶原蛋白等等,在医疗、健康保健、化妆品领域发挥巨大的作用。
丝腺研究也可以用于改良天然蚕丝纤维。天然的丝纤维具有多种显著特性,但是也存在很多缺点,例如:易褶皱,易褪色,难梳理,难纺织。这时我们可以对丝腺进行基因修饰,使蚕丝带有高抗菌性、高力学性、生物降解性、生物兼容性和其他优良特性。
蚕宝宝如此复杂精密的丝腺结构,即是大自然的鬼斧神工,同时也是自然赐予我们的珍品,我们要在尊重自然的前提下,继续深入研究,让丝腺发挥出更多更有益的作用,为人类谋福祉!
文章图片来源于教材《蚕体解剖生理学》、网络
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