蜘蛛丝纤维之我见
高（101）张春娟 1008093006
摘要：蜘蛛丝是一种具有特殊品质的材料，迄今为止人类还无法生产出像它那样具有超强强度和弹性极强的化合物。人类一直梦想着利用蜘蛛丝的奇特性能来造福社会大众。
关键词：蜘蛛丝,性能,应用
节肢动物门(Arthropoda)蛛形纲(Arachnida)蜘蛛目(Araneida或Araneae)所有种的通称。除南极洲以外，全世界分布［1］。蜘蛛在整个生命过程中会产生许多不同的丝，它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力也很强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能，是一种目前已知弹性和强度最高的天然动物纤维。首先蜘蛛丝很细而强度却很高,它比人发还要细而强度比钢丝还要大。其次它的柔韧性和弹性都很好,耐冲击力强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能。蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能。由于蜘蛛丝是由蛋白质构成,是生物可降解的,把这些优良的性能集中在同一种纤维上十分困难。人们开始考虑,如果能够用人工的方法大量而经济地生产这种纤维,必将对纤维和纺织业的发展产生
深远的影响。目前美国、加拿大、德国和英国等发达国家已投入大量的人力和物力进行研究,并已取得相当的进展,对蜘蛛丝的研究,已成为当今纤维界的热
门课题。
1 蜘蛛丝的形成原理及其性能
1.1 形成原理
在显微镜下，我们看到丝从蜘蛛的分泌出来，蜘蛛的腹腔里有许多丝浆，它的尾端有很小的孔眼。结网的时候，蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气，就凝结，且富有粘性和惊人的强度。每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍，弹性也比人造纤维好得多。比如，蜘蛛网可以延伸到原长的10倍，而尼龙一旦延展到原长的20％就会发生断裂无论什么飞虫，一撞到网上就别想再跑掉。而蜘蛛的身上和脚上经常分泌出一层油质，粘丝是不粘油的。但是，一般飞虫是没有这层油质的，所以，蜘蛛网能牢牢地粘住飞虫却粘不住蜘蛛［2］。
1.2 主要成分
蜘蛛丝的主要化学成分是甘胺酸（NH
2-CH
2
-COOH）、丙胺酸
（NH
2-CH(CH
3
)-COOH）及小部分的丝胺酸（NH
2
-CH(CH
2
OH)-COOH），加上其它胺
基酸单体蛋白质分子链构成。外观上又细又柔软的蜘蛛丝之所以具有极好的弹性和强度，其原因在于：一方面，蜘蛛丝中具有不规则的蛋白质分子链，这使蜘蛛丝具有弹性；另一方面，蜘蛛丝中还具有规则的蛋白质分子链，这又使蜘蛛丝具有强度。
1.3性能和特点
蜘蛛制造的蜘蛛丝是蛋白质。这种蛋白质蜘蛛丝是人们所知道的强度最高的纤维，并且具有优异的弹性，其特性很像高强度合成纤维芳纶1414和弹性纤维氨纶。就强度而论，蜘蛛丝甚至优于高性能的Kevlar 纤维，虽然两种纤维都有类似的高强度水平，但Kevlar纤维在断裂之前仅能延伸其原长的4%，而蜘蛛丝的断裂伸长可达30%。
据科学家研究试验，一束由蜘蛛丝组成的绳子比同样粗细的不锈钢钢筋还要坚强有力。它能够承受比钢筋还多5倍的重量而不会被折断。虽然一些蜘蛛丝细如头发，但你可别轻视它的能力和作用！蜘蛛丝非常富有弹性，一条直径只有万分之一毫米的蜘蛛丝，可以伸长两倍以上才会拉断。另蜘蛛丝由蛋白质组成，只要丝浆不完，可以想要多长就抽多长。理论上可以边喂蜘蛛边抽蜘蛛丝。
2 蜘蛛丝结构
首先让我们来看一下蛛网的结构。虽然不同种类的蜘蛛所织的网常有差异，但是一般都有放射状的蜘蛛丝和椭圆形的蜘蛛丝两种。蜘蛛在结网时，会先构筑放射状的骨架丝线———纵丝。纵丝主要是支撑蜘蛛网结构的，强度大，但无黏性。在骨架完成后，蜘蛛会接着以逆时针的方向织造螺旋状丝线，科学家称其为横丝。如果仔细观察，就会发现横丝上有水珠似的凸起，它们被称为黏
珠，其黏性让误闯入的昆虫难以脱身。蜘蛛的高明之处就是它能吐出不同种类的丝。蜘蛛的腹部尾端一般有6至8个纺丝器，与每个纺丝器对应的是蜘蛛身上功能各异的腺体，每个脾体能产生不同的丝线原料，蜘蛛视需要而吐出不同的原料，从而织造出黏的和不黏的两种丝线。蜘蛛在网上活动时，会选择在没有黏性的纵丝上，避免被黏住。
3 蜘蛛丝的获取
蜘蛛丝除了通过人工收集天然蜘蛛丝，惟有通过基因工程手段才能大量获取。蜘蛛是独行动物。具有相互蚕食的习性，不可能像家蚕那样高密度驯l养，而且蜘蛛的产丝量很少。因此，要获得具有商业用途的低成本蜘蛛丝，惟有通过基因工程途径，先获得大量的重组蜘蛛丝蛋白，进而通过纺丝工艺制成纤维。目前，已有通过多种不同的基因表达系统生产重组蜘蛛蛋白的报道。譬如，Fahnestock等报道在大肠杆菌中表达了蜘蛛牵引丝蛋白，但发现大于3 kb的基因表达效率降低。并有基因删节表达现象。Miao等利用家蚕核多角体杆状病毒表达系统有效表达出737 kDa左右的鞭毛丝蛋白。Lazaris等利用牛乳腺细胞和仓鼠肾细胞表达系统，成功地表达出60—140kDa的蜘蛛牵引丝蛋白，并且经过特殊工序得到了高质量的蛋白质纤维。Scheller等将蜘蛛牵引丝蛋白基因Maspl 转化到马铃薯和烟草中，重组蛋白质分子质量高达1OOkDa、含量约占总蛋白的2％。Yang等利用植物细胞器定位序列实现了类蜘蛛牵引丝蛋白DPIB在拟南芥转基因植株中的高水平表达。在叶片和种子中的含量分别占总蛋白的8．5％和18％。我国开发和使用蚕丝具有悠久的历史，茧丝生产量在世界上占据主导地位[3]。在国F3~I"，在家蚕丝腺中定点表达蜘蛛丝的研究未曾见报道，故探索在家蚕丝腺中表达蜘蛛丝。直接利用家蚕本身的吐丝系统，越过目前仿蜘蛛丝研究中的人工纺丝的难关，创造能够吐含蜘蛛丝纤维的新型转基因家蚕，有望实现高性能蜘蛛丝的大量生物仿造。目前在人工表达生产蛛丝蛋白方面仍然存在一些问题：(1)和天然丝蛋白相比，人工丝蛋白基因及其表达还不是争长度的；
(2)表达效率还较低，而且存在表达系统的稳定性问题；(3)表达的丝蛋白一般不具有分子取向(4)还不能够模拟蜘蛛丝的纤维化过程，将人工丝蛋白制成具有天然丝纤维特性的人工丝。这其中最为关键的因素就是因为天然蛛丝蛋白在形
成丝纤维过程中，丝蛋白分子要在蜘蛛的丝腺中逐步脱水．才能排列有序成为液晶态，最终经吐丝器牵引或拉仲而成一定结构和性能的丝纤维，所以由人工表达生产蛛丝蛋白到具有天然丝纤维特性的蛛丝，这中间的加工工艺还有待研究。
4 应用前景
4.1应用领域
尽管有的高性能化学纤维的力学特性已经超过蜘蛛丝，但蜘蛛丝的某些特性仍是化学纤维所不可匹敌的。在试图寻找能克服蚕丝等生物纤维的弹性不好等缺点料过程中，发现蜘蛛丝在许多力学特性上优于蚕丝。故科学家们认为蜘蛛丝具有非常广泛的应用前景。
前面提到,蜘蛛丝有比芳纶还高的强度,计算表明,一根直径10mm 的蜘蛛丝绳可
以拉住一架正在飞行的喷气式飞机,蜘蛛丝有吸收巨大能量的能力,又耐低温,同时它又是天然产品,是生物可降解的可循环再生的材料,因而被世界各国普遍看好。在军事方面,用蜘蛛丝做的防弹背心比用芳纶做的性能还好。也可以用于制造坦克和飞机的装甲,以及军事建筑物的“防弹衣”等。在航空航天方面,可用于结构材料、复合材料和宇航服装等。在建筑方面,结构材料和复合材料,用于桥梁、高层建筑和民用建筑等。在农业和食品方面。可用做捕捞网具,代替造成白色污染的包装塑料等。在医学和保健方面,尤其有广泛用途。由于蜘蛛丝是天然产品,又由蛋白质组成,和人体有良好的相容性,因而可用作高性能的生物材料,如人工筋腱、人工韧带、人工器官、组织修复、伤口处理、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解外科手术缝合线。污染的塑料等．
蜘蛛纤维除具备“五大保健功能”外。同时具备“三大服用舒适功能”的保健纤维。
三大服用舒适功能：
1)热湿舒适功能：导湿快、透气好、干爽舒适。
2)接触舒适功能：手感柔软、滑爽。没有其它化纤织物的玻璃状平滑感。
3)压感舒适功能：轻柔、膨松，织物带有毛羽，亲肤效果更佳。
蛛丝是蜘蛛赖以为生的“法宝”。蜘蛛借助蛛丝捕捉猎物、储存食物和繁殖后代。蛛丝由蜘蛛腹部的丝腺分泌并形成。丝腺分泌一种胶状丝浆，而丝浆则在喷丝口与蛋白融合反应，形成蛛丝。
4.2具体实例---黑寡妇
“黑寡妇”是一种毒性很强的蜘蛛，美国加州大学河滨分校的科学家14日宣布，已经辨认出“黑寡妇”蜘蛛丝两种关键蛋白质的基因和DNA序列，未来人们可以仿造这种蜘蛛丝，并制成一种超强护身盔甲。
黑寡妇蜘蛛被认为是世界上最毒的蜘蛛，最新研究成果或许有助于改变它在人们心目中的形象。
蛛丝是自然界最理想的纤维材料之一，强度竟然超过所有其他天然纤维，甚至连以坚韧著称的钢丝和凯夫拉纤维都望尘莫及，尤其以高强度、高韧性著称。研究表明，蜘蛛可以针对不牵引丝是蜘蛛用于搭建蛛网的丝，在各种蛛丝中最为坚固[4]。与一般蜘蛛不同，黑寡妇蜘蛛的牵引丝有着更加出众的性能，无论强度还是伸展性都更胜一筹。这赋予了黑寡妇蛛丝承受更大拉力和形变的能力。据记载，黑寡妇蛛丝在拉断前可以延伸27%，强度则超过普通蛛丝的2倍。
据悉，目前市场上还没有出现与蛛丝相关的产品。但科学家认为，新发现有助于新一代高强度合成纤维工业新材料的开发。在黑寡妇蛛丝启发下开发形成的新一代高强度合成纤维将在医药、工程、体育、军事等领域大显身手。新一代合成纤维可以用于制造坚固而轻便的护甲，更加坚韧的手术线、人造腱、人造韧带以及各种新型运动护具等。
德国一些科学家已经证实，借助现已破译的蛛丝遗传密码，科学家可以在诸如细菌、植物或动物等不同宿主身上合成产生构成蛛丝的关键蛋白。研究小组面临的下一个难题是，如何把合成产生的关键蛋白制造成人造蛛丝。
5 结语
总之,目前这种纤维的呼声很高,特别是如果能用转基因的方法从羊奶、牛奶中大量获得蜘蛛丝蛋白,则这种转基因仿蜘蛛丝在价格上完全可与对位芳纶竞争。据说生产这种仿蜘蛛丝的费用可降低到每公斤50 美元以下,而目前蚕丝的平均生产费用也要每公斤26～33 美元。
参考文献：
[1] 陈建洪.动物百科全书[M].商务出版社，2001
[2]蔡再生．纤维化学与物理[M]．中国纺织出版社，2009
[3]周培，邹竹荣，曹丽娟，苏裕．蜘蛛丝蛋白基因的合
[4]成及其串联体在大肠杆菌中的表达[J].中国农业科技导报，2007，9．
[5]赵爱春，夏庆友，鲁成向，仲怀．超级纤维蜘蛛丝的研究动向[L]．蚕学通讯，2007，6
新型纤维材料——蜘蛛丝 蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。 科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。 蜘蛛丝的结构性能与用途 蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm之间。非结晶区由甘氨酸、丙氨酸以外的大侧基氨基酸组成，分子多呈α- 螺旋状结构。由丙氨酸组成的β-折叠（硬段）和富含脯氨酸的α－螺旋（软段），及其紧密堆砌的二级结构使之成为一种半结晶状态的分子弹簧结构，从而赋予蛛丝很好的抗张强度和韧性。蜘蛛拖丝抗拉力5×109Pa，断裂伸长率35％～50％，能大量吸收物体的高动能，其优越性能是包括蚕丝在内的天然纤维和合成纤维不能比拟的。 蜘蛛丝有良好的耐高温、低温性能。据报导,蜘蛛丝在300℃以上才变黄，开始分解；在零下40 ℃时仍有弹性,只有在更低的温度下才变硬。在需要高温、低温使用的场合下蛛丝纤维的优点特别显著。 蜘蛛丝的主要成分是蛋白质，目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,另外蛛丝蛋白具有自装配行为，在器官移植和组织修复时可用来介导细胞和组织，或者它们相互之间的连接，以促进器官组织的复原。 由于蜘蛛丝本身的特性,决定了在纺织、医疗、军事等领域有着广泛的应用。 医疗卫生 蜘蛛丝主要成分是蛋白质，人们目前尚未发现人体对蜘蛛丝所含的蛋白质有任何排异反应,这正是蜘蛛丝应用在医学上最大的优点。又鉴于蜘蛛丝极轻、韧性好、强度大等现有材料不可比拟的优点,科学家认为用它可以生产人工关节韧带、人工肌腱、人造血管等组织，同时还可以做组织修复、用于眼外科和神经外科手术等特细和超特细生物可降解的外科手术缝合线及生物大分子的固定材料。 蜘蛛丝膜具有很好的透明性、生物可降解性和水－空气界面的通透性。与胶原蛋白和弹性蛋白相似，丝蛋白具有自装配性质，通过二级结构调节以提供机械支撑；与聚酯比较，丝的柔韧性和弹性使其经的起重压和疲劳。丝蛋白生物相容性好，与胶原起同样的细胞黏附、
4.5 蜘蛛丝里有学问 你听说过用一小束细丝就能把小型飞机吊起来的事吗?这种丝就是我们许多人都看见过的蜘蛛丝。 曾经有人做过试验，发现扯断蜘蛛丝所需的力，比扯断同样粗细的钢丝所需的力足足大上100倍。通过对蜘蛛丝研究，还发现蜘蛛丝在目前已知的所有的高强度纤维里，是最柔软的，重量也最轻。 蜘蛛丝是由蛋白质分子构成的，因此，它和人体有生物的亲和性，可被微生物所分解，也有一定的吸湿性能，用它做的防弹衣将是世界上最坚固而又最轻柔、最舒适的防弹衣了。 据英国《每日邮报》报道，坚韧如钢、交错如织的蛛网无疑是大自然的神奇造物，富有弹性的蛛网甚至能抵御飓风的侵袭。日前，美国的科学家们正试图揭示蛛网的奥秘，希望能将其用于未来的建筑设计或耐用材料的研发。 美国麻省理工学院的研究人员表示，蛛网的成功之处在于：即使有多根蛛丝断掉，蛛网也不会垮掉，甚至会变得更牢固。实验中，研究人员在蛛网各处去掉了总计10%的蛛丝，蛛网的韧性不单没因此而降低，却反而增强了10%。 研究人员发现，这种韧性不单是源自每根蛛丝在质地上的强度，也同时源自蛛丝的内部结构。蛛丝纤维能够根据所承受压力的不同而变化柔韧程度，这种特性是其他任何自然纤维或人造纤维所不具有的。科学家们已经证明，蛛丝的强度是等质量钢丝的5倍。实验表明，蛛网的韧性是其他网格的6倍有余。 工程师可以将蜘蛛丝的构造原理应用到其它方面。蜘蛛丝在受到破坏时只受很小的损坏、而不影响整个结构这一特性可以应用于设计虚拟网络，如互联网，在遭受攻击期间只有本地节点被破坏，而整个系统可继续运行。了解其微观的蛋白质结构和其宏观性质，可能有助于将碳纳米管串在一起，可能有一天会用于生产太空电梯。 蜘蛛丝具有广泛的用途：这是用蜘蛛丝做成小的提琴琴弦。 在医学领域，这种精细的蜘蛛丝是外科医生手术时是理想的缝合线，和医用尼龙线相比，这种蜘蛛丝既有尼龙线的灵活和结实，而且还有可以打结的优点。此外，它还可以用来制作人造肌腱或合成韧带。 由于蜘蛛丝的强度大，人们还可利用它制作降落伞绳，或航空母舰上帮助战斗机在甲板上降落的缆绳、高强度的轮胎帘子线和高强度渔网等。 既然蜘蛛丝有这么好的性能，有人会说我们也可以像养蚕宝宝那样来养殖蜘蛛，不就能得到好多蜘蛛丝了吗？事实上，这是不可能的，因为蜘蛛是一种同类相食的动物，如将众多的蜘蛛饲养在一个房舍里，它们会相互残杀吞噬。 能不通过蜘蛛来得到蜘蛛丝呢? 科学家们告诉我们，完全有这样的可能。 这有两个方面的工作，第一要得到蜘蛛丝的蛋白质，利用转基因技术，将蜘蛛的相关基因转移到细菌、植物体、哺乳动物的乳腺上皮或肾细胞中，进行表达，生成蜘蛛丝蛋白质，并进行提纯。 第二把这蛋白质纺成丝，这样就可得到人造蜘蛛丝了。
蜘蛛丝纤维之我见 高（101）张春娟 1008093006 摘要：蜘蛛丝是一种具有特殊品质的材料，迄今为止人类还无法生产出像它那样具有超强强度和弹性极强的化合物。人类一直梦想着利用蜘蛛丝的奇特性能来造福社会大众。 关键词：蜘蛛丝,性能,应用 节肢动物门(Arthropoda)蛛形纲(Arachnida)蜘蛛目(Araneida或Araneae)所有种的通称。除南极洲以外，全世界分布［1］。蜘蛛在整个生命过程中会产生许多不同的丝，它的柔韧性和弹性都很好，耐冲击力也很强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能，是一种目前已知弹性和强度最高的天然动物纤维。首先蜘蛛丝很细而强度却很高,它比人发还要细而强度比钢丝还要大。其次它的柔韧性和弹性都很好,耐冲击力强。无论是在干燥状态或是潮湿状态下都有很好的性能。蜘蛛丝网还有很好的耐低温性能。由于蜘蛛丝是由蛋白质构成,是生物可降解的,把这些优良的性能集中在同一种纤维上十分困难。人们开始考虑,如果能够用人工的方法大量而经济地生产这种纤维,必将对纤维和纺织业的发展产生 深远的影响。目前美国、加拿大、德国和英国等发达国家已投入大量的人力和物力进行研究,并已取得相当的进展,对蜘蛛丝的研究,已成为当今纤维界的热 门课题。 1 蜘蛛丝的形成原理及其性能 1.1 形成原理 在显微镜下，我们看到丝从蜘蛛的分泌出来，蜘蛛的腹腔里有许多丝浆，它的尾端有很小的孔眼。结网的时候，蜘蛛便将这些丝浆喷出去。丝浆一遇到空气，就凝结，且富有粘性和惊人的强度。每根蜘蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍，弹性也比人造纤维好得多。比如，蜘蛛网可以延伸到原长的10倍，而尼龙一旦延展到原长的20％就会发生断裂无论什么飞虫，一撞到网上就别想再跑掉。而蜘蛛的身上和脚上经常分泌出一层油质，粘丝是不粘油的。但是，一般飞虫是没有这层油质的，所以，蜘蛛网能牢牢地粘住飞虫却粘不住蜘蛛［2］。
第三节蜘蛛丝 蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。纤维具有很高的强度、弹性、伸长、韧性及抗断裂性，同时还具有质轻、抗紫外线、比重小、耐低温的特点，是其它纤维所不能比拟的。纤维初始模量高、断裂功大、韧性强，是加工特种纺织品的首选原料。蜘蛛丝由蛋白质组成，是一种可生物降解且无污染的纤维。 蜘蛛丝纺织品的生产可追溯至18世纪，最具代表性的是1710年巴黎科学院展出的蜘蛛丝长统袜和手套，这是人类历史上第一双用蜘蛛丝织成的长统袜与手套；1864年美国制作了另外一双薄蛛丝长统袜，所用的蛛丝是从500个蜘蛛喷丝头中抽取出来的，这种长统袜由于太薄而不能穿；1900年巴黎世界博览会上展示了用2.5万只蜘蛛吐出的9.14万米长的丝织成的一块长16.46m、宽0.46m 的布，该产品花费太高，没有带来商业利润。到1997年初，美国生物学家安妮·穆尔发现，在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高。蜘蛛丝特殊的结构和性能已引起世界各国的关注，并在纺织、医疗卫生和军事领域产生了极其重要的影响。目前，国内外许多科学家已通过基因工程将蜘蛛的基因移植到其它动植物体内，从而使蜘蛛丝纤维实现工业化生产的梦想成为现实。 一、蜘蛛丝的组成 蜘蛛丝产生于蜘蛛体内特殊的分泌腺，这些分泌腺因蜘蛛的种类不同而各异。到目前为止，生物学家共发现了7种类型的分泌腺，常见的有葡萄腺、梨状腺、壶状腺、叶状腺、集合腺等。蜘蛛的种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种。按吐丝种类的多少，蜘蛛可分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。古蛛亚目的蜘蛛只能吐出一种丝；原蛛亚目的蜘蛛可吐出3种丝；新蛛亚目的蜘蛛可吐出7种丝。一般来说，新蛛亚目所有的蜘蛛都会有7种丝腺，各种丝腺分别能吐出不同性质的蜘蛛丝(见表1-6)。 蜘蛛丝的主要成份是蛋白质，其基本组成单元为氨基酸。蜘蛛丝中含17种左右的氨基酸，各种氨基酸的含量因蜘蛛的种类不同而存有一定的差异。蜘蛛丝中含量最高的7种氨基酸的总和约占其总量的90%，它们分别为甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和精氨酸(见表1-7)。 表1-6 圆蛛族7种丝腺吐丝及其性质
蛛丝蛋白的研究现状和进展 摘要：蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白。由于其高度重复的一级结构、特殊的溶解特性 和分子折叠行为以及具有形成非凡力学特性丝纤维的能力而引人注目。本文主要对蛛丝蛋白的结构、特点以及目前对其研究比较多的应用和新型的合成方法进行综述，同时也对将来蛛丝蛋白的研究方向以及在研究中可能会遇见的问题进行分析。通过本文的介绍希望可以在其蛋白质的结构上有更深刻的理解和认识，同时也为蛛丝蛋白的研究和应用提供一个很好的参考和依据。 关键词：蛛丝蛋白；结构；基因合成；弹性、韧性材料 前言：蛛丝蛋白是一种很特殊的纤维蛋白，它是由节肢动物门昆虫纲、蛛形纲和多足纲中 某些类群的特殊腺体产生的。蛛丝主要包括拖丝和捕捉丝, 其中拖丝主要用于构成蜘蛛网的牵丝和轮状网面, 捕捉丝则用来粘附昆虫并在昆虫挣扎时提供强大的弹性, 以免由于强大的动能导致反弹, 将捕捉到的食物弹出去。因此，蛛丝蛋白的结构性能以及其强大的力学特性值得深入的研究。另外，尽管某些具有优良力学特性的蛛丝可以被开发为有潜力的、应用价值高的新型生物材料，但在人工条件下大规模、高密度地养殖蜘蛛以获得蛛丝的现实困难迫使人们寻求另外的途径生产蛛丝蛋白来满足研究、开发和应用的需要。因此，高效的合成和生产方法变得也不可忽视。纵观近十年的研究史，大多数好的研究技术也逐渐走向成熟。比如近来从蜘蛛丝腺cDNA文库中克隆蛛丝蛋白基因或通过化学合成编码蛛丝蛋白的人工基因用于重组蛛丝蛋白基因工程生产已成为制备蛛丝蛋白的一个主要方法。蛛丝蛋白基因克隆和表达的成功为人们初步了解各种类型蛛丝蛋白分子的结构、折叠行为和功能之间的内在联系及各种类型蛛丝各自独特力学特性的分子基础提供了良好的开端。与上述蛛丝蛋白的结构与性能的研究深入，它的应用也逐渐发展起来。比如研究人员首先通过转基因技术培育出了一种山羊，这种山羊能够生产出具有蛛丝蛋白的羊奶。在羊奶中加入一种特殊的溶剂后，就能提取到大量的蛛丝纤维。这种蛛丝纤维甚至比著名的凯夫拉尔纤维还结实，强度是钢的10 倍。将这些纤维纺纱编织就能制成所需要的“超强布料”。同时，蛛丝蛋白在其结构性能和应用方面的研究同时也面临着众多的问题等待解决。 一、蛛丝蛋白的结构和功能 1、总体认识：蛛丝蛋白具有典型的蛋白质二级结构，即蜘蛛丝由α-螺旋和β-片层共同 组成。 特点：1、规则的β-片层被不规则的α-螺旋和β-弯曲所包围。 2、β-片层赋于丝力度α-螺旋赋于丝弹性。
蜘蛛丝纤维 蜘蛛是地球上最古老的物种之一，是自然界的神奇动物，经历了几百万年漫长的进化，蜘蛛已能够适应地球上几乎所有环境而生存下来，其最大的臂助正是本身独特的纺丝能力和令人惊讶的蛛丝性能。蜘蛛是自然界产丝和用丝的“专家”，它们一生都离不开丝。蜘蛛生产性能最优异的丝线，并用这种丝线织成蛛丝网，用以捕获猎物，赖以生存，繁衍后代。蜘蛛，属节肢动物门蛛形纲蛛形目，种类繁多，会吐丝结网的大约有2万多种，按吐出丝种类的多少分为古蛛亚目、原蛛亚目和新蛛亚目。 科学家们早就注意到蜘蛛丝非同一般的性能并将它利用了起来。早在1709年就出现了人类利用蜘蛛丝的记载，而且在第二次世界大战时，蜘蛛丝曾被广泛用作显微镜、望远镜、枪炮的瞄准系统等光学装置的十字准线。进入20世纪80年代,蜘蛛丝，尤其是牵引丝，以高强度、高弹性、高断裂功、低密度、良好的耐温及耐紫外线性能、良好的生物相容性等优异性能引起了各国材料、生物和化学等众多领域研究人员的极大兴趣。科技的进步，亦使得破解蜘蛛丝的生物奥秘成为了可能。1996年，美国Science杂志连载3篇文章，揭示了蜘蛛丝性质与结构的关系以及蜘蛛丝的奥秘，近几年，又连续发表了10多篇关于蜘蛛丝研究的文章。美国、瑞士、加拿大、日本、德国、丹麦等国的一些实验室先后对蜘蛛丝做了深入的研究,在利用基因和蛋白质测定技术解开蜘蛛丝奥妙的同时,在蜘蛛丝人工生产方面也取得了突破性进展。 蜘蛛丝的结构与性能 蜘蛛丝能大量吸收动能，同时具有高弹性形变，究其原因，在于其奇妙的分子结构。蜘蛛丝的化学本质为蛋白质，蛛丝蛋白的复杂氨基酸序列和空间结构赋予了外显的性能。蜘蛛丝中分子排列是一种介于晶区与非晶区的中间相的存在。结晶区主要为聚丙氨酸链段，构象为β- 折叠链，分子链或链段沿着纤维轴线的方向呈反平行排列，相互间以氢键结合，形成折曲的栅片，栅片间距离是变化的，在0.93～1.57nm
篇一：倍受青睐的蛛丝阅读及答案 备受青睐的蛛丝阅读理解答案蜘蛛丝和钢丝一样坚硬,却又比钢丝富有弹性.美国的科学家们经过研究,发现了蜘蛛和蛛丝的许多奥秘,认为它们有着极其广阔的应用前景.首先蛛丝的延伸力很好._百度作业帮备受青睐的蛛丝阅读理解答案蜘蛛丝和钢丝一样坚硬,却又比钢丝富有弹性.美国的科学家们经过研究,发现了蜘蛛和蛛丝的许多奥秘,认为它们有着极其广阔的应用前景.首先蛛丝的延伸力很好.目前世界上流行的防弹衣使用的凯夫拉纤维的延伸力超过4％时就会断裂,而蛛丝的延伸力比常见的合成纤维要高得多.科学家们用放大照相技术对蛛丝进行了研究,在电子显微镜下,被放大1500倍的蛛丝上有一种分布错杂乱无章的球状物.当蛛丝受到飞虫的碰撞时,那些球状物就会展开,蜘蛛丝也相应地拉长；当压力消失时,它们就重新缩起来.科学家们发现,蜘蛛网框是用硬（即‘干’丝）织成的,其延伸指数为25％,在几个小时以后才能恢复原状；捕食的螺旋形丝是由吸收空气中水分的双重粘丝织成的,这种丝延伸指数很高,为400％,并能很快恢复原状.据研究,蛛丝这种极强的弹力,对于来自子弹的外力冲击能起到很好的缓冲作用,它是制作防弹服装、降落伞等军需物资的理想材料.蛛丝的另一大特点是它特别耐寒.蛛丝在一50℃—一60℃的低温下才会变脆发生断裂,而一般聚合物一到零下十几摄氏度就会变脆.蛛丝的这一特性,使以它为原料做的防弹服即使在冬季环境里仍具有极佳的承受能力.据报道,美军正责成有关部门饲养大批能吐出坚韧的金黄色蛛丝的巴拿马蜘蛛.这种蜘蛛个大体胖,是一般蜘蛛的十几倍.采集者从蜘蛛腹中引出蛛丝,用镊子夹住末端,将其绕到装有小型电动机的纺锤上,纺锤轻巧地转动,蛛丝也就唾手可得.一般每次可提取蛛丝3—5毫克,每段丝长达320米.最令试验者吃惊的是,抽丝对蜘蛛并无伤害,每天都可提取.此外,绕丝过程中若出现无头绪的丝段时,蜘蛛可以马上把它吃掉,吸收其中的蛋白质和水,重新“吐”出新的蛛丝.·1、本文从哪几个方面介绍了蛛丝的特点?根据这些特点,蛛丝有哪些利用价值?2、阅读第二段,说说蛛丝为什么富有弹性?（用原文回答）第四段中加点的“它”字指代的是什么?4、第四段中“令饰演者吃惊”的原因有哪些?请用简洁的语言概括出来. 语文呪渝疈2014-10-17 1、两方面：有弹性,耐寒.它是制作防弹服装、降落伞等军需物质的理想材料.2、“目前世界上”一直到“要高得多”.3、“它”指蛛丝.4、抽丝对蜘蛛没有伤害.如果有无头绪的丝,还可以“回收利用”,让蜘蛛把它吃掉,再吐新的丝.下次记得有难题就找我哈!篇二：倍受青睐的蛛丝阅读及答案 1.本文说明的对象是（）.从语言上讲,本文属于（）类型的说明文.2、介绍对蛛网奥秘新的探索,为什么要以圆蛛为例呢?说说你的理解.3.蛛网是由哪两种类型的蛛丝构成的?这两种类型的蛛丝分别起什么作用?4.科学家对蛛网奥秘新的发现指什么?用自己的话概括答案 1.蛛丝事物说明文 2.因为圆珠是常见的 3.干丝和湿丝干丝和湿丝.网的外沿牵引线和放射状的半径线是干丝,它们基本上不具粘性,只是组成一个大框架,用来固定和支撑猎网.牵引线很粗,可称为主导索.在这个骨架上的那一圈一圈的螺旋线是湿丝,它们不仅具有很强的粘滞性,而且也极富弹性,这是一种真正的猎网.蛛网正中心的那一小块地方不具粘滞性,那是蜘蛛休息的地方.干丝弹性不大,经过拉长,长度增加约20%时,它就会断裂.湿丝则大不一样,长度增加三倍,它仍然可以弹回,恢复原状.因此,落网的蚊蝇之类是很难破网而逃的（找主要的说) 4.蛛网能给仿生学带来贡献篇三：倍受青睐的蛛丝阅读及答案 阅读_初三语文_语文_初中教育_教育专区暂无评价|0人阅读|0次下载| 阅读_初三语文_语文_初中教育_教育专区。倍受青睐的蛛丝赵尧知①蜘蛛丝和钢丝一样坚硬，却又比钢丝富有弹性。美国的科学家们经过研究，发现了蜘蛛和蛛丝的许多奥秘，认为它们有着极其广阔的应用前景。②首先蛛丝的延伸力很好。目前世界上流行 倍受青睐的蛛丝赵尧知①蜘蛛丝和钢丝一样坚硬，却又比钢丝富有弹性。美国的科学家们经过研究，发现了蜘蛛和蛛丝的许多奥秘，认为它们有着极其广阔的应用前景。②首先蛛丝的延伸力很好。目前世界上流行的防弹衣使用的凯夫拉纤维的延伸力超过 4％时就会
蜘蛛丝与蚕丝的比较研究 王来力 （上海 东华大学 200051） [摘 要]：从形态结构、物理性能、力学性能、热学性能及成丝机理等几个方面对蜘蛛丝和蚕丝进行了对比分析，指出了蜘蛛丝与蚕丝的异同点，介绍了人造蜘蛛丝的发展趋势和应用前景。[关键词]：蜘蛛丝；蚕丝；结构；性能；比较 1．引言 蚕丝发源于我国，到现在已有六千多年的历史。蚕丝是高档纺织原料，具有强伸度好、细而柔软、富有弹性、光泽好、吸湿性好等优点，被誉为“纤维皇后”，蚕丝织物广泛应用于人们的日常生活，在工业及国防上也有重要的用途[1]。蜘蛛丝作为另一种蛋白质纤维，从上世纪90年代开始成为新材料的研究热点。蜘蛛丝具有高强度、高韧性、高弹性和良好的耐热性能，被称为“生物钢”，在军事、航空航天以及医疗等方面具有很大的应用潜力[2]。本文结合国内外的文献资料，对蜘蛛丝和蚕丝进行了多方面的比较研究，指出了二者的异同之处。 2．蜘蛛丝与蚕丝的形态结构比较 纤维的形态结构在很大程度上决定纤维的性能，蜘蛛丝与蚕丝在力学性能、机械性能方面存在较大的差异，必然是由二者形态结构的不同引起的。 蜘蛛丝是具有多级结构的蛋白质纤维，外观呈金黄色，透明，横截面为圆形，具有皮芯层结构，芯层内含有数十根纳米级的微纤维。蜘蛛丝纤维直径平均为6.9μｍ，大约为蚕丝的一半，体积重量为1.34g/cm3。蜘蛛丝蛋白质是由各种氨基酸组成的多肽链按照一定方式组合而成的，其中的氨基酸主要以甘氨酸和丙氨酸为主，约占总量的70%，其他为丝氨酸、谷氨酸、亮氨酸等[3]。 蚕丝纤维多为白色或乳白色，主要由丝素和丝胶两部分组成，里面为两根平行的丝素，外面包裹着丝胶，其他物质为蜡质、色素和无机物等。蚕丝纤维横截面呈半椭圆形或略呈三角形，单根丝素截面呈三角形。蚕丝纤维的蛋白质是由一条长链和一条短链构成的亚单位结构，长链主要由甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等组成，短链含有较多疏松残基的氨基酸[4]。蜘蛛丝和蚕丝的氨基酸含量对比如表1所示。
万方数据
一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一呈四尘篷野詈翼第７ｐ期有良好的弹性和强度，一根直径几微米的丝纤维能承受不同力学性能的，能满足不同用途要求的蜘蛛丝纤维。 几克重的蜘蛛，这些现象引起了人们对蛛丝研究的极大兴趣。蜘蛛丝力学性能的具体测试结果的报道最早见于１９０７年，在随后的几十年中，人们对络新妇、十字园蛛、大腹园蛛以及黑寡妇等多种不同蜘蛛牵引丝、包卵丝、捕获丝、框丝等做了大量的研究和分析”ｅ｜。研究结果表明，蜘蛛牵引丝具有优于其他天然纤维、化学纤维的综合力学性能。强度高、弹性大、韧性好，单位重量的蜘蛛丝承受外加能量的能力不但大于蚕丝，而且大于钢丝及Ｋｅｖｌａｒ等高性能合成纤维。表ｌ所示为主要的几种蜘蛛牵引丝的力学性能以及与其他纤维的比较。 表１蜘蛛丝与其他纤维力学性能的比较１．１．２超收缩性能１．２蜘蛛丝的结构特点 蜘蛛丝是具有多级结构的蛋白质纤维，牵引丝具有皮芯层结构，芯层内含有数十根纳米级的微纤维。蜘蛛丝的基本组成单元为氨基酸，纤维性能受分子的构象、结晶度、取向度、纤维的形态结构等多种结构因素的综合影响。下面以牵引丝为例，分析其结构和性能间的关系。 １．２．１氨基酸组成 如图ｌ所示，为不同种类蜘蛛分泌的牵引丝的氨基酸组成，牵引丝中含量最多的是甘氨酸、其次是丙氨酸，两者之和占总氨基酸含量的５０％～７０％，同时含有较多的谷氨酸和脯氨酸。研究表明［１７￣２０Ｉ，聚丙氨酸分子链段为Ｂ一折叠结构，主要存在于结晶区，甘氨酸含量较多的氨基酸片段为螺旋或更复杂的结构。谷氨酸和脯氨酸对分子结构有重要作用。谷氨酸为酸性氨基酸，其侧基上的氨基和羧基使分子问的键合作用加强，而脯氨酸的存在将有利于分子链形成类似于Ｂ一转角的弹性螺旋状结构，增强纤维的弹性。牵引丝中小侧基氨基酸含量普遍比蚕丝丝素低得多，而极性氨基酸含量远大于后者，蜘蛛牵引丝的这 蜘蛛牵引丝的另一重要性能特征是在水中具有超收种氨基酸组成特征，对于多肽大分子链的构象以及纤缩能力。在湿态下蜘蛛大囊状腺分泌丝的横截面增加约维的聚集态结构有很大的影响。 ６０％ｎ３１。牵引丝在不同极性溶剂中的收缩能力有较大差、。５０，．．Ｒ面丽习 异，在水中，牵引丝的收缩率达５０％左右，在乙醇中§４０｝摘。旧嚣景警ｌ筹鬈雾妻嚣磊淼焉袅？兰筹鬈篙磊曩菲圳．痂．圃．妇血盘盥惹趔纤维所受的原始伸长有很大的关系，当给纤维一定的预翟‘钏叫叫．岫ｌｊ瞄田整．缝．盥．嗌。盥．堡．堡墼 伸长时，收缩率下降…１。牵引丝的这种超收缩性能对氨基酸成分 于解决仿生蜘蛛丝的加工和蜘蛛丝的基础研究中纤维性能多变性的困扰有重要作用。研究证明ｎ６｜，通过控制牵引丝的收缩可以预测和重演丝纤维的拉伸行为。虽然天然牵引丝的力学性能有较大的分散性，但对人工卷取的牵引丝进行不同程度的收缩，可以获得力学行为和各组天然丝纤维十分接近的纤维，因此通过人工卷取和控制牵引丝在水中收缩度的方法可以得到具有不同力学性能的蜘蛛丝，并且这些纤维的力学性能有良好的重现性。如果人造蜘蛛丝在水中也具有超收缩性，则可以将控制水中收缩率引入丝纤维的后加工中，从而获得具有十字园蛛氨基酸组成。２“，脂肋』ｊａ氨基酸组成”…，黑寡妇氨基酸组成【２３］ 图１不同种类蜘蛛牵引丝氨基酸组成比较１．２．２分子构象与聚集态结构 蜘蛛丝纤维中分子的存在状态和排列形式的解析，是分析其力学性能的形成机理的关键因素之一，尤其是天然蜘蛛丝的成丝条件和其分子结构及聚集态结构问关系的研究，对人造蜘蛛丝生产工艺的研究具有十分重要的作用。 络新妇牵引丝含有Ｂ一折叠、３，。一螺旋、Ｑ一螺旋、 ４ｌ 万方数据
2009;35(3)蚕 业 科 学 CAN Y E KEXUE 收稿日期:2009-06-01 资助项目:浙江省重中之重开放基金(编号S W YX0806),国家高技 术研究发展计划“863”项目(编号2007AA021703,2007AA100504),国家重点基础研究发展计划“973”项目(编号2005CB121006),国家自然科学基金项目(编号30740015)。 作者简介:郑青亮(1982-),男,浙江,研究实习员。 E 2mail:jackie4075@https://www.doczj.com/doc/388166023.html, 通信作者:张耀洲,教授,博士生导师。 Tel:0571286843194,E 2mail:yaozhou@chinagene .com 蜘蛛丝的结构性能及表达策略研究进展 郑青亮 蒋彩英 张耀洲 (浙江理工大学生命科学学院生物化学研究所,杭州 310018) 摘 要 蜘蛛丝是一种天然蛋白质纤维,具有高强度、高弹性、高断裂能等机械性能以及显著的可降解性、组织相容性等生物学特性,在生物医学、材料、纺织和军事装备等领域均有重大潜在应用价值。利用原核或真核表达系统表达蜘蛛丝蛋白可以大量获取蜘蛛丝。综述了蜘蛛丝蛋白序列结构特征以及蜘蛛丝蛋白在大肠杆菌、酵母、植物、动物细胞、家蚕等表达系统中的表达策略研究进展,并重点阐述应用家蚕表达系统表达蜘蛛丝蛋白的策略,可供规模化生产蜘蛛丝蛋白参考。 关键词 蜘蛛丝;机械性能;表达策略;家蚕表达系统 中图分类号 Q959.226;TS102.3 文献标识码 A 文章编号 0257-4799(2009)03-0685-07 P ro g ress o f S tu d ies o n th e S tru c tu re an d P rop e rties o f S p id e r S ilk an d its Exp res s io n S tra teg ies ZH EN G Q ing 2L ia ng J I A N G C a i 2Ying ZHAN G Ya o 2Zhou 3 (Ins titu te of B ioc hem is try,Zhe ji a ng S c i 2Te c h U n i ve rs ity,Ha ng zhou 310018,C h ina ) A b s tra c t Sp i d e r s ilk i s a na tu ra l p ro te in fib e r w ith m e c ha n ic a l p rop e rtie s s uc h a s h i g h s tre ng th,h ig h fle xi b il 2ity,h ig h fra c tu re e ne rg y,a nd w ith b i o l og ic a l c ha ra c te ris ti c s of e a s y d e g ra d a tion a nd h is toc om p a tib ility w h i c h ha ve s i g n ifi c a n t p o te n tia l ap p lic a tion va l ue i n the b iom e d i c a l ,m a te ria l ,te xtile a nd m ilita ry a re a s.U s ing p ro 2ka ryo tic o r e uka ryo ti c e xp re s s ion s ys tem to e xp re s s sp id e r s il k p ro te i n c a n yi e l d la rg e q ua n tity of sp id e r s il k .Th i s p ap e r re view e d the s truc tu ra l c ha ra c te ri s tic s of sp i d e r s ilk p ro te in a nd the p rog re s s of sp i d e r s ilk e xp re s 2s ion s tra te g i e s in E .c o li ,ye a s t,p la n ts,a n i m a l c e lls a nd s ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem ,a nd foc us e d on the new i d e a s of sp id e r s il k e xp re s s ion s tra te g y i n the s ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem.Th is c a n p rovi d e a re fe re nc e fo r fu 2tu re la rg e 2s c a l e p rod uc tion of sp i d e r s ilk p ro te ins. Ke y w o rd s Sp id e r s il k;M e c ha n i c a l p rop e rty;Exp re s s i on s tra te g y;S ilkw o r m e xp re s s ion s ys tem 蜘蛛(A raneida )属节肢动物门(A rthr opoda )蛛 形纲(A rachnida )蛛形目(A raneida 或A raneae )。自然选择使蜘蛛终生分泌蜘蛛丝。大量研究表明,蜘蛛丝是自然界力学性能最优良的天然蛋白纤维之 一,具有的高强度、高弹性和高断裂能等性能是其它人造纤维材料所无法比拟的 [1-2] 。蜘蛛分泌的蜘蛛 丝主要包括蜘蛛网中放射状的拖牵丝、螺旋状的横丝、捕食时缠绕食物的包扎丝以及用于制作卵囊保 护后代的卵囊丝等[3] 。其中,拖牵丝(dragline silk )的机械性能特别优异:其断裂能是同样粗度钢铁纤维的5～10倍,与制作防弹背心的凯夫拉尔芳香族纤维断裂强度相当,约4×109 Pa;其断裂伸长率达35%,而凯夫拉尔芳香族纤维的断裂伸长率仅为5% [4] 。蜘蛛丝具有的优异性能已被广泛应用:在 医疗方面,可制成人工关节、韧带、肌腱和可降解手术缝合线等;在军事装备方面,非常适合制造武器装 586
小学科学三年级绿色测评 （总分为100分；时间：40分钟；以闭卷形式完成） 亲爱的小朋友，欢迎来到东东的科学探索园。你将有40分钟进行闯关作答，全部题目作答正确将获满分100分。所有答案都请写在答题卡指定的位置上，并记得在答题卡的指定区域填写校名、班级、姓名。加油吧！ 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1.东东在观察一棵大树，下列现象能说明树有生命的是（） A.树上有鸟窝 B.树会生长 C.树干可以做家具 2.在观察大树时，经常看到有些大树的树干上会长很多树瘤，这些树瘤形成的主要原因是（） A.人或动物破坏 B.大风的作用 C.水力的作用 3.判断是不是同一种树叶，主要看叶子的（） A.大小 B.形状 C.颜色 4.东东发现树上有蚂蚁，和蚂蚁属于同一类的动物是（） A.蝗虫 B.蜈蚣 C.蜘蛛 5.东东在树底下发现了蜗牛，在蜗牛的身体结构中，起到一定的保护作用的是（） A.壳 B.触角 C.腹足 6.东东发现在水里，鱼的嘴巴一直一张一合的，这是鱼在（） A.呼吸 B.喝水 C.吃东西 7.东东知道金属容易拉成丝或打成薄片，这是利用了金属的（） A.导电性 B.光泽性 C.延展性 8.下列纸张适合东东用来擦汗的是（） A.餐巾纸 B.蜡光纸 C.牛皮纸 9.东东说现在“白色污染”很严重，你知道“白色污染”是指（） A.冶炼厂排放的白色烟尘 B.石灰窑放出的白色粉末 C.聚乙烯等白色塑料袋垃圾 10.请你帮东东判断以下几个选项都属于金属的是（） A.铁、铜、玻璃 B.金、银、水银 C.橡胶、铝、不锈钢 11.使用救生圈可以使不会游泳的人浮在水面上，是因为（） A.空气有一定的体积 B.空气能流动 C.空气比水轻 12.东东看了乌鸦喝水的故事，乌鸦将很多小石子放入瓶中，水面升高了，这是因为（） A.空气占据了水的空间 B.水占据了石头的空间 C.石头占据了水的空间
蜘蛛丝 蜘蛛丝人们并不陌生，早在在第二次世界大战时蜘蛛丝曾被用作望远镜、枪炮的瞄准系统中光学装置的黑寡妇蜘蛛丝十字准线，但20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深入研究，为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。 蜘蛛丝的所具有的特点为，在力学强度方面，蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤Aramid、Kelve，等强度相接近，但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此，蜘蛛丝纤维在国防、军事（防弹衣）、建筑等领域具有广阔应用前景。天然蜘蛛丝主要来源于结网，产量非常低，而且蜘蛛具有同类相食的个性，无法像家蚕一样高密度养殖。所以要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。随着现代生物工程发展，用基因工程手段人工合成蜘蛛丝蛋白是一种新突破，不久有可能形成具有一定规模的人工蜘蛛丝纤维生产厂。虽然不同种类的蜘蛛所织的网常有差异，但是一般都有放射状的蜘蛛丝和椭圆形的蜘蛛丝两种。蜘蛛在结网时，会先构筑放射状的骨架丝线———纵丝。纵丝主要是支撑蜘蛛网结构的，强度大，但无黏性。在骨架完成后，蜘蛛会接着以逆时针的方向织造螺旋状丝线，科学家称其为横丝。如果仔细观察，就会发现横丝上有水珠似的凸起，它们被称为黏珠，其黏性让误闯入的昆虫难以脱身。蜘蛛的高明之处就是它能吐出不同种类的丝。蜘蛛的腹部尾端一般有6至8个纺丝器，与每个纺丝器对应的是蜘蛛身上功能各异的腺体，每个脾体能产生不同的丝线原料，蜘蛛视需要而吐出不同的原料，从而织造出黏的和不黏的两种丝线。蜘蛛在网上活动时，会选择在没有黏性的纵丝上，避免被粘住。 决定蜘蛛丝特点的原因，在于其主要化学成分是甘氨酸（NH2-CH2-COOH）、丙氨酸（NH2-CH[CH3]-COOH）及小部分的丝氨酸（NH2-CH[CH2OH]-COOH），加上其它氨基酸单体蛋白质分子链构成。外观上又细又柔软的蜘蛛丝之所以具有极好的弹性和强度，其原因在于：一方面，蜘蛛丝中具有不规则的蛋白质分子链，这使蜘蛛丝具有弹性；另一方面，蜘蛛丝中还具有规则的蛋白质分子链，这又使蜘蛛丝具有强度。 而且蜘蛛丝也有不同的种类，大多数的蜘蛛来说具有至少六种蜘蛛丝。不同的蜘蛛丝由不同之丝腺所生产，再经由各自的通道，最终由丝疣之处拉出。不同的蜘蛛丝也具有不同的物理性质，以达成不同的功能或建构复杂的蜘蛛网。大壶状腺丝（major ampullate silk）是由大壶状腺所分泌，并由前丝疣拉出。其主要功能为蜘蛛随时都会牵引著的曳丝（drag silk）、蜘蛛圆网上的辐射状丝（radius silk）及骨架丝（frame silk）。曳丝是蜘蛛的保命绳索，避免蜘蛛突然坠落时直接坠落至地表；圆网上的纵丝及骨架丝都是作用于承受圆网上的张力，尤其是猎物冲撞上网的时候。因此，作用于这些功能时，丝必须能够承受较大的张力且不