以每秒一百個身長的距離,超過極速,游移

2023/04/15閱讀時間約 6 分鐘
維基百科圖示/大腸桿菌鞭毛馬達長這樣

NGPT
鞭毛在大腸桿菌上群聚
每只大腸桿菌所擁有的鞭毛馬達
同心逆針轉圈將令細菌噴游
一秒 一百個身長
當一根以上的鞭毛開始順時針
離開原本的鞭毛夥伴
那麼
大腸桿菌就會轉瞬急停
電掣過彎
360度前空翻托馬斯跳接側身旋轉650周後以720度轉體後空翻 再
反身後外旋四百周跳原地停止八秒繼續反身後內旋八百周洄游甩動
完美違反空氣海洋阻力
優雅凝望
中繼站

CGPT
以下是有關大腸桿菌鞭毛馬達的論文重點筆記(已編輯)
論文標題:"The bacterial flagellar motor: structure, function and assembly" (2004)。可能是假的我沒有求證
  • 大腸桿菌的鞭毛馬達由螺旋狀的鞭毛蛋白纖維組成,每條纖維長度約為20微米。
  • 通過控制鞭毛的旋轉方向和速度,調節細菌的游動行為。
  • 多個蛋白質組成,包括螺旋狀鞭毛蛋白纖維、馬達體、鞭毛轉子和鞭毛膜等。
  • 能量來源為質子梯度,質子通過鞭毛膜上的ATP合成酶進行酶促合成ATP。
  • 能感知環境變化,例如化學物質、pH值和溫度等,透過訊號轉導途徑調節運作。
  • 結構和運作方式對於微生物的生存和繁殖具有關鍵作用,因此研究鞭毛馬達有助於深入了解微生物的生態和代謝等基本生物學問題。
以一篇名為 "Bacterial Flagellar Motor: Structure and Function" 的綜述論文為主要參考來源:可能是假的我沒有求證
  • 鞭毛馬達能夠產生非常高的轉速,一些實驗室測量的轉速達到了每秒 1000 圈以上。這是由於鞭毛馬達的設計使得它能夠快速地利用離子梯度為動力來旋轉。
  • 鞭毛馬達的轉速和轉向能夠通過調節離子梯度來進行控制。例如,如果離子梯度變強,鞭毛馬達會轉得更快,而如果離子梯度變弱,鞭毛馬達會減慢轉速或者停止轉動。
  • 當所有鞭毛以相同的方向旋轉時,它們會集中在一起形成一個推進力,讓細菌向前移動。如果有一些鞭毛開始反向旋轉,這些鞭毛會被排斥出鞭毛束,並且會改變細菌的方向。
  • 鞭毛馬達的結構非常複雜,由多種蛋白質組成。它包括轉子、軸向結構、鞭毛等部件,這些部件之間緊密連接,形成一個高度協調的機械系統。鞭毛馬達的結構和運作方式對於微生物的生存和繁殖具有關鍵作用。
  • 人類製造的引擎還無法接近鞭毛馬達的運動。鞭毛馬達是一個非常高效的馬達系統,可以產生非常高的轉速,現有的人工馬達無法實現。此外,鞭毛馬達的結構由多種蛋白質組成,人類還無法製造出類似的高效、可控和複雜的人工馬達。
  • 細菌的鞭毛馬達並不以任何物質作為食物。鞭毛馬達是一種生物運動機制,由細胞內部的能量產生系統驅動。細菌通常以有機物質、無機物質或光合作用等方式獲取能量和養分。

  • 高速急停可能會產生多種現象,其中一些可能是:
  1. 惯性效应:當一個物體從高速運動狀態急停時,它的惯性会使其继续向前运动一段距离,直到被外部力完全阻止。。
  2. 熱效应:高速急停时,摩擦或其他因素可能会产生大量热量,导致部件或装置过热、变形或损坏。
  3. 声音效应:急停可能会产生高强度的噪音,特别是当速度较高时。
  4. 机械应力:高速急停也可能会导致机械部件或装置承受极大的力或应力,可能会导致损坏或破裂。

  • 在理论上,完成360度前空翻托马斯跳接侧身旋转三周半后以720度转体后空翻是可能的,但这需要极其高超的技术和身体素质,以及非常强大的空气动力学能力来完成。聽聽就好,只在遊戲中存在。

  • 滑冰是非常具有挑战性和观赏性的运动项目,以下列举几个滑冰的高难度动作:
  1. 四周跳。
  2. 三周半跳。
  3. 反身后外旋四周跳。
  4. 反身后内旋四周跳。
  • 細菌鞭毛馬達之所以能夠游得很快,與裸泳或是穿著泳衣沒有關係。鞭毛馬達是一種生物分子機器,由蛋白質等分子構成,能夠轉動鞭毛從而推動細菌游動。其運動原理與人類的機械式游泳器材完全不同,因此無法直接將人類的游泳技巧應用到細菌身上。
  • 一秒超過等身100倍的距離速度是非常快的,但是跟光速或火箭速度比起來仍然非常緩慢。例如,光速是每秒299,792,458米,比起一秒超過等身100倍的距離快了大約每秒9.97億倍。火箭速度則要看是哪一種火箭,但一般來說也遠遠超過一秒超過等身100倍的距離的速度。
  • 是的,獵豹的奔跑速度大約是時速110公里左右,但是跟一秒超過等身100倍的速度相比仍然有很大的差距。
  • 通常超音速是指超越聲速的速度,聲速的速度約為每秒340公尺,所以超音速通常指大於340公尺/秒的速度,而超快速並不是一個固定的術語,但可以用來形容非常快的速度。如果要拿來跟1秒等身100倍比較,可能超快速會更合適。
  • 在動力學中,可能可以使用「超過極速」來形容這樣的速度,因為極速通常是指物體能夠達到的最高速度。這個詞彙可用來表達相對於已知的速度上限。
  • 目前世界上最快的街道合法車輛是SSC Tuatara,如果將其與1秒等身100倍的速度相比較,兩者的速度相差甚遠,因為1秒等身100倍的速度遠超過目前任何動力學中所描述的速度,無法用現有的交通工具來進行比較。
  • 在流体动力学中,速度的单位可以用 Mach 数来表示。Mach 数是物体相对于其周围介质的速度与该介质中声速的比值。因此,每秒一百等身长度的速度可以用 Mach 数来表示。根据常见的速度转换表,每秒一百等身长度约为 Mach 0.084,这个速度比常见的民航客机的巡航速度(通常在 Mach 0.8 左右)要慢很多,但比最快的地面车辆的速度还要快。
  • Mach 0.084 大約等同於地面海拔高度為0的標準大氣壓下,溫度攝氏15度時的音速,也就是每秒約 28.02 公尺。將這個速度與每秒100倍身長相比較,發現相差非常大,因此不適合拿來比喻細菌鞭毛馬達的移動速度。

其他參考網站
  1. 张兴/朱永群课题组Cell发文揭示细菌鞭毛马达结构、组装与扭矩传输机制
  2. 多細菌鞭毛馬達的同步轉動量測
  3. SSC承認去年Tuatara破時速500公里是騙人的!但依然會以此為目標努力2021.7.25。聯合新聞網。
    最新更正於2023.9.9
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