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把回收标志从中间对半剪开，居然发现了生物遗传物质的惊天大秘密？ 嗯，今天的实验会让你打开眼界，因为在日常的回收标志中，居然隐藏着生物，尤其是细菌传宗接代的特技。 关键概念 三叶结、莫比乌斯带 材料和工具 纸 剪刀 胶带纸/胶水 笔 操作步骤 1. 先做若干条纸条。 2. 用其中的一条首尾相连，做一个圆柱形的结构。现在试一试在其中的一面上沿着边画一条线，看看这条线能不能穿到圆柱形里面的那一面去。 3. 现在把另一条纸条从中间扭一下，然后首尾相连。现在试一试在其中的一面上沿着边画一条线，看看这条线能不能画满所有的面。发现了吗？你画的线可以贯穿这个环的所有面。这意味着什么呢？ 4. 现在用别的纸条做扭2次、扭3次、扭4次，然后首尾相连的环。接着在它们上面画一条线，看看这条线能不能贯穿整张纸呢？ 5. 把扭了3次的那个环拿出来观察一下，它像什么，像不像回收符号♻️？ 其实在回收符号最开始的设计思路中，三个扭分别代表重复使用（reuse）、减少消费（reduce）和回收利用（recylce）的意思。 6. 好了，见证奇迹的时刻到了。把回收符号沿着2条边中间的线剪开，观察一下你得到了什么形状？它像什么？不剪开的情况下，你能不能把这个纸条形成的结打开呢？ ▲ 回收符号沿中线剪开 ▲ 5扭的纸（上）沿中线剪开可以得到五角星⭐️（下） 实验原理 ▲ 莫比乌斯带 实际上，纸条扭一次得到的结构叫做莫比乌斯带，它是一个只有一个面的结构，所以你可以用一条线贯穿它。回收符号也是这样。 你通过实验发现，扭了2次和4次的环不只一个面。 那么，回收符号从中间剪开以后，为什么出现了一个结呢？ 这个结叫做三叶结（trefoi），它来自于莫比乌斯带的拓扑性质。许多文化里都用三叶结作为无始无终的永恒的标志。当然了三叶结的奥妙不仅于此。 ▲ 三叶结 我们知道 DNA 是双螺旋结构，但实际上呢，有些生物的 DNA，比如细菌的质粒 DNA 还会首尾连起来，形成环状，有时它们就会连成回收符号的样子。
▲ 环状DNA 那么问题来了。回收符号状 DNA 在复制的时候，相当于从中间剪开，变成了三叶结。
▲ DNA的复制（局部） 你可以自己试试。任凭你怎么转，不通过暴力手段的话，三叶结是解不开的。 如果 DNA 三叶结解不开，复制出来的新 DNA 还能独立出来吗？显然不能。 所以细菌怎么解决这个问题呢？ 细菌也需要把三叶结剪开，不过它们用的剪刀，是一种叫做拓扑异构酶（topoisomerse）的蛋白质。 你可能会想，这 DNA 都断了还怎么用啊，那不就坏了吗？别担心，拓扑异构酶把打结的 DNA 剪开以后，还有其他的酶把破的地方重新连好，服务非常贴心到位。 当然了，不仅是扭成回收符号的 DNA 需要拓扑异构酶，许多环状 DNA 在复制后都不能把新的 DNA 自动分离出来，它们都需要拓扑异构酶帮忙。 所以为什么 DNA 要扭起来呢，不扭的话不就不需要这么麻烦了吗？ 这是因为，细胞的大小有限，想要把包含几十亿字节基因信息的长长的 DNA 塞进去呢，最好的方法就是把它扭起来变成螺旋。扭成螺旋的 DNA 不但不占地方，还比较整齐不会像耳机线那样丧心病狂地打结。 另外，扭成麻花以后，DNA 的一些部位就被掩蔽起来啦，那么细胞就可以控制具体表达什么样的基因了。
▲ 螺旋和超螺旋的形成 不过，三叶结的威力不仅在 DNA 中，许多天然分子（比如一些氨基酸）也是三叶结的样子。三叶结让这些分子产生了奇特的化学性质，比如一些蛋白质的活性位点就在三叶结的那个小结结上。
▲ 环状DNA三叶结的2种形式，实际上虽然都是三叶结，但图b的墒比图a的要高，切开花费的能量更低 因此许多科学家都在专心致志地寻找和制造三叶结状的分子。 亲爱的小伙伴们， 你有没有尝试“回收标志的秘密”？ 想让更多小伙伴看到你的作品？ 可以把你拍到的照片发给我们哦~
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