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5分钟生物课:100 个脑洞大开的趣味问答


5分钟生物课:100 个脑洞大开的趣味问答

作  者:冯智

出 版 社:浙江人民出版社

出版时间:2021年01月

定  价:49.80

I S B N :9787213097973

所属分类: 中小学教辅  >  初中通用    

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书评书荐

TOP内容简介

你相信鱼在水中也憋气吗?你知道植物用什么“语言”进行交流吗?果子狸是SARS的“元凶”吗?植物真能防辐射吗?……

你的脑海里是否总有些念念不忘、却又不知道该问谁的古怪问题?清华大学生物学博士冯智帮你收集和解答了100 个有趣的生物学问题!从宏观到微观,从个体到基因,从陆地到海洋,5分钟普及一个知识点,帮你多角度了解生物学研究的新进展和峰回路转。

 

这书一本写给中小学生的生物学科普入门读物!


TOP作者简介

作者简介

冯智

清华大学生物学博士,新锐人气科普作家。联手百度知道打造科普直播专栏,与喜马拉雅合作录制《神奇动物乐园》音频专辑,受众超百万。曾接受《中华之声》栏目组直播专访,在知乎、抖音、哔哩哔哩、简书等平台拥有众多粉丝。



TOP书摘

第一章 第4课

为什么后颈肉是猫的“命门”?

 

对于“喵星人”的主人而言,要是自家小猫不听话,确实让人很头疼。有些主人也曾试过很多方法,但似乎都不能让它们安静下来。不过,很多经验丰富的养猫人都知道一个秘密:当你用一个普通夹子夹住猫咪后颈时,猫咪就会拱起背部,尾巴收到两腿中间,像被定住一般不能动了;去掉夹子,猫咪又恢复正常,活蹦乱跳起来。难道这就是传说中的“点穴神功”?

 

显然,这是开玩笑的。对于这个现象,大家有不同的猜测。有人认为猫脖子后的肉是“死”的,捏上去不疼;还有人认为掐猫脖子后的肉可以阻断神经通路。不过,这些猜测都没有说明问题。科学家检测了猫咪的各项生理指标,发现猫咪被夹住后颈时的这种乖顺行为与恐惧或伤痛无关,因为瞳孔没有放大、心跳也没有加速的迹象。事实上,猫咪不但瞳孔没有放大,反而心率和呼吸都会减缓,呈现出一种很舒服的状态。

 

仔细观察猫妈妈和猫崽崽的互动,你会发现,猫妈妈挪动幼崽使用的就是这种方式。特别是在野外遇到危险时,猫妈妈会叼着小猫逃走,而猫妈妈叼的位置,正是小猫的后颈。科学家用了一个更为恰当的词来描述这种镇静行为——捏掐诱导的行为抑制现象。

 

科学家认为,这种行为与“母猫运送幼猫”有一定关系。在自然界中,幼年动物被妈妈“点穴”叼起的现象在很多动物中都存在,比如小鼠、兔子、狗等。相似的镇静效应不仅在小鼠中存在,也在婴儿中存在。人类抱婴儿的举动跟哺乳动物叼幼崽的行为类似,而且,当母亲抱着哭泣的婴儿来回走动时,婴儿也有三个典型的生理反应——停止哭泣、顺从和心跳减速。

 

为了进一步探究这种行为背后的机制,科学家用小鼠进行了研究。他们利用局部麻醉和药物阻断的方式,影响小鼠后颈皮肤的感知,结果小鼠再被叼起时,没有表现出充分的行为抑制效果,也就是没有表现顺从的一面,这说明触觉输入在小鼠捏掐诱导的行为抑制现象中扮演了重要角色。科学家进一步通过手术移除小鼠的一部分脑区,发现这种现象与小脑皮层有关。换言之,如果没有感觉到后劲被叼住,幼崽就不会安静下来;小脑接收不到信号,幼崽就不会顺从。事实上,这一简单的行为背后隐藏着深刻的进化法则。因为幼崽行动力有限,且不听话,存在迷路以及被其他捕食者发现的危险,所以,母亲通过叼住它们的后颈进行转移,这是一种保护机制。因此,小猫要是不听话,主人可以尝试揪住猫颈后方的这块肌肉,给小猫一种“我被妈妈叼起来”的错觉,这样它就会特别乖巧。当然,一旦放开这块肌肉,小猫又会变得活蹦乱跳起来。

 

 

第5章  第1课

凭一根头发可以检测DNA 吗?

 

人的头发里藏着很多秘密。人可能会说谎,但头发只会“说实话”。在法医眼中,习惯性吸毒者的毛发会嵌入微量毒品,因此,通过毛发可以鉴定一个人有没有吸毒。考古学家甚至可以通过头发了解古人的生活习惯。

 

在电视剧中,我们会看到这样的情节:有人偷偷剪下某人的一根头发,然后拿去验DNA。那么,仅凭借一根剪下的头发,就能实现DNA 检测吗?

 

事实上,剪下的头发并不能检测DNA。真正能够检测DNA 的,是头发的毛囊。你可以尝试迅速将一根头发连根拔起,然后仔细观察头发的根部,会发现有一些白色的透明物质,这个就是毛囊。只有带毛囊的头发才能够检测DNA。如果是剪下来的头发,DNA 含量很少,因此,用来做亲子鉴定一般是不行的,而且一根头发也做不了,需要3~5 根。

 

准备头发样品时需要细致些。首先,拔头发时要快、准、狠,最好一起拔下符合数量要求的带毛囊的头发。成功与否就看是否能看到根部有白色物质。其次,头发拔下来后,为保证毛囊不被粘掉,需要在空气中晾一分钟,最后用干净的白纸包好再送检。由于人类基因组的复杂性,对全部遗传信息进行检测,在DNA 鉴定中并不是通常采用的手段。常规的操作是,找到人与人之间代表个体差异的遗传信息标志就可以了。现在经常用于实践的标志物是SNP(单核苷酸多态性)。另外,电视剧中关于亲子鉴定的桥段,偷偷剪下刚出生宝宝的头发去检验,实际上这种方式并不严谨。只有五岁以上的人的头发才有用,因为刚出生的婴儿头发比较细,拔下来一般没有毛囊,提取不到DNA。

 

还有一个问题,如果现有的样本做不了DNA 检测该怎么办?对法医来说,并不是每一个现场都能够提取到DNA 物质,在很多情况下,DNA 的完整性是缺失的。在这种情况下,头发就成为一个更好的生物样本。不过,对于头发的利用,要分情况看待。比如在分析蛋白质方面,头发可以发挥自己的优势。相比脆弱的DNA 随着时间和在环境中暴露容易被毁坏,组成头发骨架的角蛋白及相关蛋白性质就非常稳定,可以留存很长时间,研究人员从而可以利用蛋白质组学的方法进行检测。目前,研究者正在寻找能代替DNA 鉴定的另一种可靠选择,这一选择也有机会成为身份鉴定的辅助手段,类似于SNP。如果研究者能够在DNA 中发现特点,那么也很有可能在蛋白质中找到相似的特点,毕竟DNA 是合成蛋白质的重要线索。在蛋白质中找到可以辨识的标志,也就会形成单氨基酸多态性。这些单氨基酸多态性,在不能获取DNA 的时候,会成为重要的鉴别个人身份的蛋白质标记。相关科学家指出,高达1000 种蛋白质标记可用来鉴别个体身份,未来通过这种方式可以在全球人口中挑出具体的某个人来。


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