
【医】 photogen; photogenic bacteria
发光菌(fā guāng jūn),英文术语为luminous bacteria或bioluminescent bacteria,是一类能够通过生物化学反应产生可见光的微生物。这类细菌广泛分布于海洋、淡水及陆地环境中,尤其在海洋生态系统中扮演重要角色。其发光现象主要由生物发光(bioluminescence)机制实现,依赖于细胞内特定的酶促反应。
发光菌的发光过程由荧光素酶(luciferase)催化完成。在氧气存在下,该酶作用于长链脂肪醛(如十四醛)和还原型黄素单核苷酸(FMNH₂),通过氧化反应释放能量并以光的形式辐射,波长通常为470–490 nm的蓝绿色光。该反应可简化为:
$$ce{Luciferase + FMNH2 + O2 + RCHO -> FMN + RCOOH + H2O + Light}$$
发光菌主要属于以下菌属(据微生物学研究):
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
发光菌 | Luminous bacteria |
生物发光 | Bioluminescence |
荧光素酶 | Luciferase |
弧菌属 | Vibrio |
发光杆菌属 | Photobacterium |
注:以上分类与机制描述综合微生物学及海洋生物学领域共识,详见权威文献如《微生物学综述》(Microbiology and Molecular Biology Reviews)及《应用与环境微生物学》(Applied and Environmental Microbiology)。
发光菌(Luminescent Bacteria)是一类在正常生理条件下能够通过生物发光现象发射可见光的细菌。以下从特性、发光机制、应用及分类等方面进行详细解释:
形态与分布
发光菌多为杆状或弧状,长度约1.5-3微米,需显微镜观察。它们主要分布于海洋环境,少数存在于淡水或陆生动物体内,例如共生在鱿鱼、硬骨鱼类体表,或附着于死鱼表面(、)。
发光特征
其发出的光为蓝绿色,波长450-490纳米,肉眼在暗处可见。发光强度与细菌代谢状态相关,受环境毒素抑制时会减弱(、)。
发光菌的发光依赖于酶促反应:
环境监测
发光菌对毒性物质敏感,接触污染物后发光强度变化可量化毒性。中国于1995年将其纳入国家标准(GB/T15441—1995),用于快速检测水、土壤等环境样品的综合毒性(、)。
生物传感器
利用发光菌制备识别元件,可实时监测污染物浓度变化。例如美国Beckman公司的生物毒性测试仪,具有高灵敏度和快速响应特点()。
科学研究
研究其发光基因的调控机制,为合成生物学提供模型,例如开发新型生物标记工具()。
常见种属
已知发光菌分属5属20余种,包括:
安全性
大多数发光菌对人体无害,例如青海弧菌(淡水型)常用于安全检测。少数可能作为共生菌存在于动物体内,但无直接致病性(、)。
部分发光菌在传统医药中有应用,如亮菌(假蜜环菌)被用于中耳炎治疗,但其发光特性与上述细菌不同,需注意区分()。
如需更详细分类或实验方法,可参考环境监测标准文件或微生物学专业资料。
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