蛛丝与蚕丝比较

蜘蛛丝随处可见，人类却造不出来前一段时间国内造出的圆珠笔头，近期已批量生产了，然而还有一些东西全人类都还造不出，只有蜘蛛可以，那就是蜘蛛丝。

丝制材料中，蚕丝已在布料中用了4000年，蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比，具有非常明显的优势。

在力学强度方面，蜘蛛丝纤维强度与碳纤维及高强合纤相近，但韧性明显优于以上几种纤维。

而且它由生物合成，无毒耐菌，若人类掌握了制造这种材料的方法，就可以用来制造绳子、电缆、医用缝合线，甚至其他稀缺材料，但目前人们还造不出。

有人说，把蜘蛛放在厂房里让它们产丝不就行了吗？蜘蛛绝不是听话的动物，它们具有同类相食的个性，在一起会相互残杀，因而不能通过这种方式大量生产蛛丝，只能通过模仿蜘蛛产丝过程，人工合成蛛丝。

蜘蛛用蜘蛛丝捕食。

Flickr/Amy Felce, CC BY-NC-ND天然蜘蛛产丝过程蜘蛛丝由蜘蛛的大壶状腺产生，腺体复杂，大致可分为尾（tail）、囊（sac）、管（duct）三个区域。

显微镜下的蜘蛛丝腺（a）前丝腺（ASG）、漏斗部（funnel）、中丝腺（MSG）、后丝腺（PSG）（b）完整大壶状腺的管、漏斗部、囊和管。

Marlene Andersson, Jan Johansson and Anna Rising. Silk Spinning in Silkworms and Spiders. International Journal of Molecular Sciences. 2016; 17(8):1290., CC BY组成蜘蛛丝的基本单位是蛛丝蛋白，蛋白合成后被分泌于尾部，到达囊中变为浓缩的蛋白晶体溶液，称作纺丝液（dope）。

纺丝液在管结构中利用pH和盐浓度环境聚集折叠成二级形态，以凝胶流体的方式通过管结构，管非常窄，狭窄给予的剪切应力进一步折叠修饰了蛋白结构。

最后，当蛛丝被腺体喷入空气中时，纺丝液脱水凝结成固体的纤维形态，形成常见的蜘蛛丝。

如何模拟蜘蛛产丝？根据蜘蛛丝的体内合成过程，模拟蜘蛛生物纺丝可分三步：1、合成蛛丝蛋白和纺丝液2、给予蛛丝蛋白不同的物理化学条件，让蛋白聚集折叠3、在水溶液中按一定的速度把它们旋成丝然而每一步都困难重重，使得最终生成的纤维质量往往大打折扣。

蜘蛛并不是昆虫，在动物分类上，蜘蛛属于节肢动物门、蛛形纲，和蝎子是同族兄弟。

蜘蛛和蚕一样，是自然界天生的纺织能手。

不过蚕和蜘蛛吐丝的目的不同：蚕吐丝是为了结茧，那是保护它们的“房子”，而蜘蛛吐丝是为了结网捕获猎物。

由于猎物通常会疯狂地挣扎，所以蜘蛛丝要有很高的强度、韧性和黏性，这决定了蜘蛛丝要比蚕丝结实得多。

如此结实的蜘蛛丝是怎样生成的？它能否被人们利用？蜘蛛丝是蜘蛛体内的代谢产物，主要由氨基酸组成，其粘着物质中含有丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸、脯氨酸等多种氨基酸，这些低分子化合物可使蜘蛛丝的水分不易蒸发，维持一定的黏性。

蜘蛛丝由丝腺分泌时是液体的，通过尾部的纺器排出体外后凝固成丝。

分泌蜘蛛丝的腺体构造十分复杂，一般有大壶状腺、小壶状腺、葡萄状腺、聚状腺、鞭状腺、管状腺等。

不同丝腺分泌的蜘蛛丝作用不同。

例如，壶状腺分泌的主要是曳丝、辐射状丝及骨架丝。

曳丝是蜘蛛的“保命绳索”，避免蜘蛛突奥秘世界牢固的蜘蛛丝然坠落时直接掉落在地；辐射状丝及骨架丝用于承受圆网上的张力，尤其是猎物撞上网的时候。

因此，它们的优点是不易断裂，但缺点是延展性较差。

雌蛛产卵时会先用蜘蛛丝制作一个卵囊，将卵产在卵囊中，管状腺的主要功能就是制作卵囊。

为避免卵被其他动物吃掉，管状腺丝在所有蜘蛛丝中具有最高的硬度。

1.造巢不同蜘蛛会造不同类型的巢。

漏斗网蜘蛛会造一种漏斗形的巢，斗口朝上，与网相连。

水蛛会用丝在水下造巢，用来隐蔽或产卵。

2.求偶蜘蛛丝也是蜘蛛求爱、传情之丝。

平时一只蜘蛛便是一网之主，排他性很强，其他蜘蛛不得涉足。

但当雌蛛进入成熟期，便欢迎雄蛛到自己的网上来。

3.包卵雌蛛排卵时，先用丝织一条“产褥”，然后把卵排在“产褥”上，再用丝包上，形成卵囊。

可见，蜘蛛丝在延续后代上也起着重要作用。

4.飞航体形很小的蜘蛛有飞航的习性，时常附在丝上随风漂荡，过着游猎的生活。

在远离陆地400多千米的轮船上，有人曾观察到飞航的蜘蛛在桅杆上结网。

5.安全带蜘蛛在树枝间或屋檐下结网，也算是“高空作业”，但不用担心，蜘蛛会拉一根曳丝做为“安全带”。

新型天然纤维——蜘蛛丝专业：纺织工程班级：0902 姓名:王少梅中文摘要：蜘蛛丝具有非常优异的性能特征，如其具有综合的钢性、强度和弹性及生物可降解性等，这些特点使得蜘蛛丝在医疗卫生、航天航空、军事等领域具有广阔的应用前景。

本文主要介绍了蜘蛛丝的结构、性能、生产方法以及应用。

关键词：蜘蛛丝；结构；性能；生产方法；应用前言：进入21世纪，健康、安全、绿色环保已经成为人们关注的焦点之一。

在石油、森林等资源备受保护的今天，利用生物技术开发生物纤维将是21世纪的主要发展趋势之一。

以生物工程和转基因方法开放的性能优良的蜘蛛丝，已成为生物专家、纺织专家积极进行研究的课题，并且获得许多重要成就。

一蜘蛛丝纤维的概况（一）蜘蛛丝的简介蜘蛛丝是一种天然高分子蛋白纤维和生物材料。

其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、耐紫外线、比重小、耐低温的特点，是其它纤维所不能比拟的，尤其具有初始模量大、断裂功大、韧性强的特性，是加工特种纺织品的首选原料。

蜘蛛丝纤维由蛋白质组成，是一种可生物降解且无污染的纤维。

蜘蛛丝有很多的工业用途，但是，它不能像养蚕那样进行商业养殖，其地域性和进攻性使其不能进行大量的养殖，并且蜘蛛吐出的丝并不是像蚕那样形成茧丝，而是蜘蛛“网”丝，也就是所谓的“抽丝”或“网络丝”。

(二) 蜘蛛丝的组成蜘蛛丝的主要成份是蛋白质，基本组成单元为氨基酸。

蜘蛛丝含l7种左右氨基酸，各种氨基酸的含量因蜘蛛的种类不同而存有一定的差异。

蜘蛛丝中较大的7种氨基酸含量占其总量的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）。

蜘蛛丝的主要化学成分是甘胺酸（NH2-CH2-COOH）、丙胺酸（NH2-CH(CH3)-COOH）及小部分的丝胺酸（NH2-CH(CH2OH)-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。

神奇的装备：最强蜘蛛丝作者：苏澄宇来源：《科学Fans》2017年第10期要问漫威最近哪个英雄的曝光率最高，嗯哼，一定是刚刚在《蜘蛛侠：英雄归来》里大出风头的蜘蛛侠。

除开那些炫酷夺目、飞檐走壁的镜头，这次给观众带来最大震撼的场景，一定是小蜘蛛在海面上凭借着两把蜘蛛丝拉住了马上就要分成两半的客轮那一幕！你是不是觉得这根本不可能？但作为蜘蛛侠的超级装备，蜘蛛丝可没你想的那么脆弱。

蜘蛛丝是怎么来的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性能各异。

到目前为止，生物学家共发现了7种类型的蜘蛛分泌腺。

不过要注意，并不是所有的蜘蛛都会结网，会吐丝结网的蜘蛛大约有2万多种。

以十字圆蜘蛛为例，在十字圆蜘蛛的前腹部有用来形成蛛丝纤维的壶状腺。

壶状腺由三部分组成，分别是中心小囊、一条很长的弯管和出口。

蜘蛛丝在拉丝时，小囊内部的细胞会分泌出许多露珠状的黏液，黏液中含有两种蜘蛛素蛋白。

当这些黏液流到小囊的下部时，下部的细胞会分泌出另一种蛋白质（即糖蛋白）与之混合，从而形成液态晶体结构的纤维。

然后，这些黏稠的液体便向出口流动。

此时，各种蛋白质内的长链分子会沿着纤维中心线平行地排列，并由分子间形成的氢键连接，最后完成蜘蛛丝的原料制备并向纺丝器输出。

蜘蛛丝既拥有强大的弹性，也像钢铁一样坚韧无比，那么它刚柔并济的秘密是什么呢？大家都知道，蜘蛛的种类很多，不同种类蜘蛛丝的组成差异很大，同一种蜘蛛不同丝腺中的液状丝的氨基酸组成也有很大差异。

与蚕丝一样，蜘蛛丝的主要成分是一种叫作蜘蛛素的特殊蛋白质，其成分与蚕丝中的丝蛋白相似。

这种蛋白质内含有大量的丙氨酸（约占25%）和甘氨酸（约占40%），其他还有谷氨酸盐、丝氨酸、白氨酸、脯氨酸和酪氨酸等几种氨基酸。

科學家们发现，含丙氨酸的蛋白分子排列为紧密的呈晶体状的折皱结构，这便是造成蜘蛛丝异常坚固的原因。

而含甘氨酸的蛋白分子的排列却杂乱无章，从而使得蜘蛛丝拥有极好的弹性和扩张性。

语文课文《蜘蛛》习题及答案语文课文《蜘蛛》习题及答案基础练习1．在正确说法后面打“√”，蜘蛛基础练习。

(1)蚕丝一股有一英寸的二千分之一粗，园蛛的丝细到只有一英寸的二万分之一，蛛丝比蚕丝细了两倍。

（）(2)蚕丝一股有一英寸的二千分之一粗，园蛛的丝细到只有一英寸的二万分之一，蛛丝比蚕丝细了二分之一。

（）(3)蚕丝一股有一英寸的二千分之一粗，园蛛的丝细到只有一英寸的二万分之一，蛛丝细到蚕丝的二分之一。

（）(4)蚕丝一股有一英寸的二千分之一粗，园蛛的丝细到只有一英寸的二万分之一，蚕丝比蛛丝粗一倍。

（）2．在括号内填写恰当的关联词语。

(1)如果投入网里的（）蚊、蚋等小虫，（）力气较大的飞虫，它急忙跑过去，放出丝来，用脚拿了丝去缚。

(2)蜘蛛的丝，（）放弃了科学上的观察和闲暇时的观赏，从实用上来看（）是很有意思的。

(3)这种背上有十字纹的称为园蛛的丝，（）比一般蚕丝更细，（）很韧，又不会扭曲。

3．根据表达需要填空。

(1)蜘蛛急忙________跑去，放出丝来，用脚拿了丝去缚。

(表示“跑”的方向)(2)蜾羸_________地忽然来了，振动着翅膀，剌剌地向网里一撞，急又离开。

(表示“来”的状态)(3)蜘蛛有时把猎物缚得细密到_________。

(表示“缚”的程度)拓展练习阅读《蛛网奥秘新探》，完成1～3题。

蛛网奥秘新探天生蜘蛛是人间的一幸。

要是没有那么多的蜘蛛，蚊、蝇及一些令人烦恼的虫子将会异常猖獗。

据估计，英国的蜘蛛一年之中消灭的昆虫，总重量要大于全体英国人的体重。

世界上大约有4万种蜘蛛，七大洲均有分布。

大多数的蜘蛛以网立世，凭勤劳和猎技度日。

蛛网大小不一，形态各异，似笼、似棚、似钟、似吊床的都有；有圆形的网，也有矩形的和三角形的网。

蛛丝是一种骨蛋白，在蜘蛛体内呈液体状，排出体外遇到空气后便硬化为丝。

最细的蛛丝只有1／1 000 000英寸粗，然而它们并不如人们想象的那般柔弱，和蛛丝同样粗细的钢丝远没有蛛丝结实。

神奇的蜘蛛丝阅读答案《神奇的蜘蛛丝》原文阅读①西方科学家对司空见惯的蜘蛛产生了极大兴趣;蛛丝具有令人难以置信的强度和弹力。

②与同样粗细的钢丝比，蛛丝能承受的重量是钢丝的五倍;将万分之一毫米直径的蛛丝拉长两倍，也不会抻断。

③英国微生物学家尼克艾舒利正在加紧研究，试图将蜘蛛的遗传因子(y zh)_________到某种细菌体上，大量生产蜘蛛丝。

④目前，科学家已根据遗传工程学的原理，研究出了生产蚕丝的方法。

⑤然而，蚕丝的柔韧性较蛛丝差得远，充其量只能用来制造衣服等纺织品。

⑥蜘蛛可根据用途的不同，分泌五种性质各异的(nin y)_________凝丝结网。

⑦美国的一位分子生物学家指出，有些蛛丝比人工合成纤维还坚韧;分布在美国佛罗里达州和中南关洲一带的一种名为金奥布玉博的蜘蛛，已成为科学家瞩目的研究热点，用为这种蜘蛛织成的网的直径竟达两米，且蛛丝的强度极高。

⑧一旦科学家破译出蜘蛛分泌丝网的遗传密码，大量生产和广泛应用人造蛛丝，就会引起航天、兵器、汽车等工业领域的技术革命，也将给服装业提供花色更艳丽、质地更柔软、寿命更长久的纤维材料。

《神奇的蜘蛛丝》阅读习题1.依照注音，填写文中空处的词语是__________________2.本段题目的题眼是[]A.蜘蛛丝B.蜘蛛C.神奇D.神奇的3.本段的中心句是[]A.西方科学家对司空见惯的蜘蛛丝产生了极大兴趣。

B.蛛丝具有令人难以置信的强度和弹力。

C.金奥布玉博的蜘蛛丝强度极高。

4.本段⑧句，其层次的正确划分是[]A.①‖②③④‖⑤⑥‖⑦⑧B.①②‖③④⑤‖⑥⑦‖⑧C.①②‖③④‖⑤⑥⑦‖⑧D.①‖②③‖④⑤⑥‖⑦⑧《神奇的蜘蛛丝》阅读答案1.移植;粘液2.C3.B4.D《神奇的蜘蛛丝》阅读拓展蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比，具有非常明显的优势，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。

58中国纤检 2009年 第10期域外·视线Oversea & Line of Sight纺织业利用蚕丝已有5000年的历史。

丝织品属于蚕、蜘蛛和其他昆虫生成的一种纺丝蛋白纤维。

但蛛丝不像蚕丝，为人类广泛应用于生活。

原因就在于蜘蛛由于其孤独性和有害性，很难大规模饲养和收集。

另外，蛛丝的单根纤维很难具备蚕丝一样的品质，而蚕茧却能大量繁殖和饲养，其生命周期适合人类养殖。

但是，许多种类的蜘蛛却含有很高的丝蛋白，具有不同的聚合物化学链、氨基酸，这些物质可产生不同的作用。

例如，一种称为金纺蜘蛛（Nephila clavipes）可分泌至少6种以上的不同丝纤维，不同的丝产生不同的作用，具有环境铰链、牢固和柔韧性，其作用远远胜过蚕丝。

蚕丝与蛛丝人们利用生物丝是因为它具有很强的机械性、耐久性，光泽和手感都非常好。

迄今为止，世界上只有蚕丝和蛛丝代表着最强壮的天然丝纤维，并且只有这两种丝纤维能与合成纤维竞相匹敌，具有无与伦比的高机械性能。

不仅如此，金纺蜘蛛的蛛丝牵引纤维经收集和测试，人们发现其文/牟汝佳初始模量和抗张强度分别达到60 GPa 和2.9GPa，此外，这类纤维抗压抗变形性能高。

这使它们独树一帜，成为人类探究和利用的目标。

根据显微镜下的单根丝纤维的强度测试，蛛丝在扭结曲绕状态下，蛛丝和蚕丝几乎不存在断裂现象，而合成纤维丝却无法经受相对低的抗张压力。

蜘蛛丝与蚕茧丝均被看作半水晶性材料，拥有强烈的水晶质。

大多数丝从水溶性蛋白合成为水不溶性过程中，形成二次结构以便生成反平行氢键，但一般而言，蚕茧丝蛋白内含有的晶体物质要多于金纺蜘蛛丝。

随着更多的蛛丝和蚕丝蛋白研究开展，人们越来越明白，丝蛋白族系拥有许多共同点，但也具备了很多不同点，其不同点反映出不同的作用和属性。

蚕丝蛋白可形成一种蛋白纤维，属于丝胶蛋白的一种。

其主要成分为氨基酸化学分子，具有高度重复连续性，其蛋白链在世界各地都能找到。

作为结构性蛋白材料，其蛋白组的结构特性至关重要。