В чем разница между биолюминесценцией и флуоресценцией?

Вопрос

Биолюминесценция и флуоресценция - это научные явления, связанные с излучением света.,

Биолюминесценция - это производство и излучение света живым организмом.. Это своего рода хемилюминесценция. Биолюминесценция преобладает у морских позвоночных и беспозвоночных., а также у некоторых грибов, микроорганизмы, включая некоторые биолюминесцентные бактерии, и наземные членистоногие, такие как светлячки.

Флуоресценция, с другой стороны, это излучение света веществом, которое поглотило свет или другое электромагнитное излучение.. Это форма свечения. В большинстве случаев, излучаемый свет имеет более длинную волну и, следовательно, меньше энергии, чем поглощенное излучение.

Биолюминесценция против флуоресценции

Биолюминесценция

Биолюминесценция вызывается химическими реакциями внутри живых существ..

Биолюминесценция - это химический процесс, при котором фермент расщепляет субстрат., и одним из продуктов этой реакции является свет.

светящийся гриб

В основной химической реакции биолюминесценции участвуют светоизлучающая молекула и фермент., обычно называют люциферином и люциферазой, соответственно.

Фермент люцифераза катализирует окисление люциферина.. У некоторых видов, люцифераза требует других кофакторов, такие как ионы кальция или магния, а иногда и энергонесущий аденозинтрифосфат (ATP) молекула.

Люциферины имеют небольшие эволюционные вариации.: один, в частности, коелентеразин, находится в 11 разные филогенетические группы животных, хотя некоторые животные получают его через свой рацион. По сравнению, люциферазы широко различаются у разных видов, предоставление доказательств того, что биолюминесценция произошла более чем 40 раз в эволюционной истории.

Люциферин - это соединение, которое на самом деле производит свет. В химической реакции, люциферин называется субстратом. Биолюминесцентный цвет (желтый в светлячках, зеленоватый у фонарей) является результатом расположения молекул люциферина.

Некоторые биолюминесцентные организмы производят (синтезировать) сами люциферин. Динофлагелляты, например, биолюминесценция в голубовато-зеленом цвете. Биолюминесцентные динофлагелляты - это разновидность планктона., крошечные морские организмы, которые иногда заставляют поверхность океана светиться ночью.

Некоторые биолюминесцентные организмы не синтезируют люциферин.. Вместо, они поглощают его через другие организмы, либо как еда, либо как часть симбиотических отношений.

Например, некоторые виды рыбных гольянов получают люциферин через “креветки” они потребляют. Многие морские животные, такие как кальмары, содержат биолюминесцентные бактерии в своих легких органах. Бактерии и кальмары находятся в симбиотических отношениях.

Люцифераза - это фермент. Фермент - это химическое вещество (называется катализатором) который взаимодействует с субстратом и влияет на скорость химической реакции.

Когда люцифераза взаимодействует с окисленными (с добавлением кислорода) люциферин, образуется побочный продукт под названием оксилюциферин. Важнее, химическая реакция производит свет.

Биолюминесцентные динофлагеллаты производят свет в результате реакции люциферин-люциферазы.. Люцифераза, содержащаяся в динофлагеллатах, связана с зеленым химическим хлорофиллом, присутствующим в растениях..

Биолюминесцентные экосистемы динофлагеллат встречаются редко., в основном формируются в лагунах с теплой водой с узким выходом в открытое море.. Биолюминесцентные динофлагелляты собираются в этих лагунах или заливах., а узкое отверстие не дает им выскользнуть.

В большинстве биолюминесцентных реакций участвуют люциферин и люцифераза.. тем не мение, некоторые реакции происходят без фермента (люцифераза). В этих реакциях участвует химическое вещество, называемое фотобелком.. Фотобелки соединяются с люциферином и кислородом., но им нужен другой агент, часто элемент кальций ион, производить свет.

Использование биолюминесценции животными включает маскировку антилюминесценции., подражание другим животным, например. привлекать добычу, и сигнализация другим особям того же вида, например. привлекать товарищей.

В лаборатории, системы на основе люциферазы используются в генной инженерии и биомедицинских исследованиях. Исследователи также изучают возможность использования биолюминесцентных систем для уличного и декоративного освещения., и создан биолюминесцентный завод.

Биологи и инженеры изучают химические вещества и условия, связанные с биолюминесценцией, чтобы увидеть, как люди могут использовать этот процесс, чтобы сделать жизнь проще и безопаснее..

Зеленый флуоресцентный белок (GFP), например, ценный “репортерный ген. Репортерные гены - это химические вещества (гены) что биологи прикрепляют к другим генам, которые они изучают.

Гены-репортеры GFP легко идентифицируются и измеряются, обычно по их флуоресценции. Это позволяет ученым отслеживать и контролировать активность изучаемого гена. — его экспрессия в клетке или его взаимодействие с другими химическими веществами.

Другое использование более экспериментальное. Например, биолюминесцентные деревья могут помочь на крупных улицах и автомагистралях. Это снизит потребность в электричестве..

Биолюминесцентные культуры и другие растения могут светиться, когда им нужна вода или другие питательные вещества., или когда они будут готовы к сбору урожая. Это снизит затраты для фермеров и агробизнеса..

Флуоресценция

светодиодные лампы

Флуоресценция - это физический процесс, при котором свет заряжает электроны флуорофора до более высокого энергетического состояния., и когда электрон возвращается в свое основное состояние, он излучает фотон.

Флуоресценция является членом вездесущего семейства люминесцентных процессов, в которых восприимчивые молекулы излучают свет из электронно-возбужденных состояний, созданных либо физическим воздействием, либо физическим воздействием. (например, поглощение света), механический (трение), или химический механизм.

Генерация люминесценции при возбуждении молекулы фотонами ультрафиолетового или видимого света - это явление, называемое фотолюминесценцией., который формально делится на две категории, флуоресценция и фосфоресценция, в зависимости от электронной конфигурации возбужденного состояния и пути излучения.

Флуоресценция - это свойство определенных атомов и молекул поглощать свет определенной длины волны и впоследствии излучать свет с большей длиной волны через короткий промежуток времени., называется временем жизни флуоресценции.

Процесс фосфоресценции происходит аналогично флуоресценции., но с гораздо большим временем жизни возбужденного состояния.

Флуоресценция обычно возникает, когда поглощенное излучение находится в ультрафиолетовой области спектра и, следовательно, невидимо для человеческого глаза., пока излучаемый свет находится в видимой области, который придает флуоресцентному материалу отчетливый цвет, который можно увидеть только при воздействии ультрафиолетового света.

Флуоресцентные материалы перестают светиться почти сразу после исчезновения источника излучения, в отличие от фосфоресцирующих материалов, которые продолжают излучать свет в течение некоторого времени.

Флуоресценция также часто встречается в природе у некоторых минералов и во многих биологических формах во всех царствах жизни.. Иногда это называют биофлуоресценцией, чтобы показать, что флуорофор происходит из живого организма.. тем не мение, во многих случаях, вещество может быть флуоресцентным, даже если организм мертв.

У флуоресценции много полезных применений, в том числе минералогия, геммология, лекарство, химические датчики (флуоресцентная спектроскопия), флуоресцентная маркировка, красители, биологические детекторы, обнаружение космических лучей, вакуумные люминесцентные дисплеи, и электронно-лучевые трубки.

Наиболее распространенное повседневное применение - энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы., где флуоресцентные покрытия используются для преобразования коротковолнового ультрафиолетового или синего света в длинноволновый желтый свет, тем самым имитируя теплый свет энергосберегающих ламп накаливания.

Сравнительная таблица

сравнение Биолюминесценция Флуоресценция
Определение Биолюминесценция - это излучение света за счет использования энергии, выделяемой в результате химической реакции.. Флуоресценция является результатом индуцированных светом электронов возбужденного состояния. (энергия, поступающая за счет поглощения возбуждающего света) которые впоследствии распадаются на свое основное состояние. Этот распад высвобождает энергию в виде фотонов. (свет).
Реакция В биолюминесцентных реакциях участвуют молекулы люциферина и фермент люцифераза.. Люминесценция возникает, когда молекулы излучают свет(фотон) из состояний с высокой энергией.
Длина волны Биолюминесцентный свет излучается с длинами волн между 400 а также 720 нм от фиолетового до ближнего инфракрасного.

Биолюминесцентные морские организмы излучают синий свет с длиной волны 410–550 нм.

Флуорофоры поглощают световую энергию в диапазоне длин волн., а также излучать диапазон длин волн. В этих диапазонах находятся максимум возбуждения и максимум излучения..
Материал Средний Живые существа с ферментом люциферазой В основном в состояниях с высокой энергией с высвобождением фотона при распаде.
Встречаемость в природе Чаще всего это происходит биологически через светлячков. Флуоресценция часто встречается в природе у некоторых минералов и во многих биологических формах во всех формах жизни., пока флуорофор поступает из живого организма.
Использует Животные используют биолюминесценцию как маскировку и имитируют других животных. Флуоресценция используется в энергосберегающих люминесцентных лампах.

Оставьте ответ