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生物学中做电场是什么意思

发布时间:2022-06-22 03:41:14

A. 静电场在生物科学中的应用

有很多,比如在DNA和蛋白质分离时用到的电泳技术,利用不同DNA或蛋白质在电场下的迁移速率不同而使其分离。

B. 生物场是什么

    生物场是指对生物体(包括单体和构件生物)所处的生存环境的运用量子力学方法的一种描述,包括植物生物场和动植物生物场。在任何生物的周围,都存在着一种看不见摸不着、可以传递生物生命信息和生物与其他生物或物体间的相互作用、并对生物生命起决定作用的特殊的生命物质,叫做生物场。
一般认为生物场是生命生物机体的物质外延,能够传递生物体间、或生物体与其他物体间的物质感应或作用,它是一种属于生命的信息物质,也是生物进化的基础物质。一切生命的产生、发育、发展、进步和进化。都取决于生物体与生物场的结合状况,尤其是生物场的信息功能十分重要。生物场是生命在宇宙空间存在的具有特殊广延性的生命物质形态,结构严谨复杂,是一般物质在特殊结构情况下内在场特性外泄表现的特殊结果,是体现生命的时空存在与作用的表现和形式。
地球上的植物存在一种“场”,叫作植物生物场。它与人构成了天人合一的生态环境。室外是一个大环境,室内则是一个小环境。植物在阳光下均能进行光合作用,制造有机物质供人们需要;而植物本身还释放出大量氧气,供人类呼吸之用。有的植物能释放出治病物质,如桉树、薄荷、蒜、洋葱等可放出“抑制场”杀死病原体,杀死致人感冒的病菌。人在这个植物场中可治好感冒。悬铃花、西红柿可赶走蚊蝇;夹竹桃可驱赶蟑螂;喜树、长春花、三尖杉可释放出抗癌的生物碱,其在空气中散发以抑制癌细胞生长;樟树气味能活血化瘀;松柏科植物枝叶气场对肺结核有防治作用;油桐产生的“场”可降血压,竹子“场”可调治脾胃,治口嘴生疮、鼻出血;罗汉松之“场”有助长寿,若体瘦、脱发、神经衰弱的人到此“场”中,会有好处。
植物所组成的生物场,除了能生发治病的物质以外,亦可以产生维生素,作用于人的气管、呼吸系统,供身体需要。如玉兰“场”性凉,益心肺,它发出的场效应可以止咳化痰、镇静安神。植物所产生的场,还每时每刻产生大量水蒸气,润湿空气,使人在干燥的空气中也能感到舒适。植物生物和江河湖海产生的“水场”一样,亦能产生大量的负离子,抑制病菌生长,调整人体功能。
动物生物场是指存在于动物体组织内部的电磁场,是动物体生命的特征。
人体生物场指存在于人体组织内部的电磁场,对于周围环境产生反应,体现的是人体生命的特征。在人体的新陈代谢过程中物质的运输(如离子等跨膜运输)、能量转换(呼吸链中的电子转移传递)和信息传递(动作电位,钙位)等等都是电子转移和离子电流,还有心电、脑电和肌电等生物电在人体中的变化,又会产生磁场,所以在人体中存在着各种电场,磁场和生物电,它们的综合作用就形成了人体的一种场。
“场”原本是物理学的范畴。现代物理学把物质的形成归结为两种,即实物与场。可以说每一种实物都同时存在着它的场,两者是共存的。人体的场因与人体状态,包括人的意识状态有密切关系,因此不能将它归简单的物理场,而称之为人体生物场。而它们的各种活动的驻波叠加的峰就形成了经络系统。因此经络系统是在生物场的相互作用中形成的,经络系统也可以被看作是有特定方向的人体生物场。它的最小生物场即是细胞的电场。
生物场与一般意义上的物质场(如:电磁场、力场等)没有明显的不同。人类及各种生物的最基本的触觉,就是一般物质间的力场传递时空作用时导致物质结构形变的反应;视觉就是生物对太阳光的电磁场作用的反应;亲情之间的远距离感应也是如此,这是亲情之间生物结构相似而导致的远距离传感;梦境也是来源于生物的生物场对客观事物的结构场的检验与预测。
当生物场与“产生”它的生物体(与一般物质毫无区别的空间实体)互动式作用而产生思维和记忆时,生物就具有了自主生命信息的处理功能,生物因此就有了传统意义上的生命属性。在此基础上,生物不断的生存、发展、繁衍。
生物在生存、发展和繁衍的过程中,自主信息的功能日趋完善,结构日趋复杂、完美,当具有了专门处理生存信息的结构组织——大脑及神经系统之后,生物就具有了意识和意志,尽管一些生物的意识和意志是比较简单和低级的。
生物的意识和意志将进一步促进思维和记忆的发展和发达;同时,发达的思维和记忆又有力的推动着意识和意志往更深层次变化进步,这就形成了生物的生存进化。这一进化过程,以思维、记忆、意识和意志为标志,实现了生物由低级向高级的进化。而且,生物存在和发展的结果完全取决于生物对生存信息的自主功能,生物自主信息的自主功能关键取决于生存环境对生物的生物场的作用。这就是信息哲学的生物进化理论的核心原理。
当生物进化为人类时,生物作为物质世界的特殊物质存在形式,创造了文化和文明,具有了对文化文明成果更高级的记忆和处理方式。

C. 电场电的意义

电场 diànchǎng [electric field]
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的。电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷作功(这说明电场具有能量)。
静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场;随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为有旋电场[1](也称感应电场或涡旋电场)。静电场是有源无旋场,电荷是场源;有旋电场是无源有旋场。普遍意义的电场则是静电场和有旋电场两者之和。
电场是一个矢量场,其方向为正电荷的受力方向。电场的力的性质用电场强度来描述。
一、静电场
静电场是由静止电荷激发的电场。静电场的电场线起始于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远。其电场力移动电荷做功具有与路径无关的特点。用电势差描述电场,或用等势面形象地说明电场的分布。
二、感应电场
变化磁场激发的电场叫感应电场或涡旋电场。感应电场的电场线是闭合的,没有起点、终点。闭合的电场线包围变化的磁场。
电场强度
描述某点电场特性的物理量,符号是E,E是矢量。电场强度简称场强,定义为放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值,场强的方向与正检验电荷的受力方向相同。场强的定义是根据电场对电荷有作用力的特点得出的。对电荷激发的静电场和变化磁场激发的涡旋电场都适用。场强的单位是牛/库或伏/米,两个单位名称不同大小一样。场强数值上等于单位电荷在该点受的电场力,场强的方向与正电荷受力方向相同。
电场的特性是对电荷有作用力,电场力,正电荷受力方向与方向相同,负电荷受力方向与方向相反。电场是一种物质,具有能量,场强大处电场的能量大。
已知电场强度可判定电场对电荷的作用力,电介质(绝缘体)的电击穿与场强大小有关。
点电荷的电场强度由点电荷决定,与试探电荷无关.
真空中点电荷场强公式:E=k*Q/r^2
匀强电场场强公式:E=U/d
任何电场中都适用的定义式:E=F/q
介质中点电荷的场强:kQ/(ε*r^2)
注:匀强电场。在匀强电场中,场强大小相等,方向相同,匀强电场的电场线是一组疏密相同的平行线.
在匀强电场中,有E=U/d(只适用于匀强电场),U为电势差,单位:伏特/米。电荷在此电场中受到的力为恒力,带电粒子在匀强电场中作匀变速运动。而此电场的等势面与电场线相垂直。
电场线
为形象地描述场强的分布,在电场中人为地画出一些有方向的曲线,曲线上一点的切线方向表示该点场强的方向。电场线的疏密程度与该处场强大小成正比。
电场是一种物质,电场线是我们人为画出的便于形象描述电场分布的辅助工具,并不是客观存在的。
在没有电荷的空间,电场线具有不相交、不中断的特点。静电场的电场线还具有下列特性:
1、电场线不闭合,始于正电荷终止于负电荷;
2、电场线垂直于导体表面;
3、电场线与等势面垂直。
感应电场的电场线具有下述特性:
1、电场线是闭合的;
2、闭合的电场线包围磁感线。
知道一个电场的电场线,就可判定场强的方向和大小,就可画出等势面,能判定电势高低(沿电场线方向电势降低)。
应该注意,电场线不是电荷的运动轨迹。根据电场线方向能确定电荷的受力方向和加速度方向,不能确定电荷的速度方向、运动的轨迹。电场线是直线时,电荷运动速度与电场线平行,电荷运动轨迹与电场线重合。
电场力
电场力:
一,定义:电荷之间的相互作用是通过电场发生的.只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。
二方向:正电荷沿电场线的切线方向,负电荷沿电场线的切线方向的反方向。
三计算:电场力的计算公式是F=qE,其中q为点电荷的带电量,E为场强。或由W=Fd,也可以根据电场力做功与在电场力方向上运动的距离来求。电磁学中另一个重要公式W=qU(其中U为两点间电势差),就是由此公式推导得出。
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电场力的功能:
由于电场力的作用广泛,它应用到离子加速器,航天事业中导航修正.对新物质的加工.对物质排列改变.在未来可能是主要动力之一等等。
电场力的研究方向:
在未来有电场力的存在航空航天事业会得到长足发展,例如利用电场保护层(可以让飞行器更轻);以及让飞行器依赖电场飞行(而取代现有的发动机);电场在核物质的衰变起作用(让我们能更好的利用能源)。
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三、摩擦起电(electrification by friction)
用摩擦的方法使物体带电的过程,叫做摩擦起电(或两种不同的物体相互摩擦后,一种物体带正电,另一种物体带负电的现象)。
摩擦起电的原因,是因为摩擦可以使物体得到多余的电子或失去原有的电子。得到多余电子的物体带负电,失去原有电子的物体带正电。
四、电荷量(quantity of electricity)
物体所带电荷的多少叫做电荷量。电荷量用Q或q来表示。电荷量的国际单位是C,读作库仑,简称库。
五、元电荷(elementary charge)
带电体的电荷量都等于最小电荷量e的整倍数。最小电荷量e就叫做元电荷
e=1.6X10-19
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到现在为止,也许人们都这么认为:分子之间什么都没有。其实大多数情况分子是由原子组成的。如果我们把它转为“原子之间有什么”的话也许会让这个问题更科学。
什么是电场?也许很多人都把它忽略了,觉得它只是物理学的一个很小的领域。但我觉得电场是一个非常了不起的东西。他是世界上一切力量之源。他是一切物理、工业、化学、能源、电子、信息、生物等学科研究的本质对象。为什么呢?让我们详细分析一下:
1、压力、推力、弹力、摩擦力的本质是电场;
2、分子之间的力由电场力组成;
3、生化反应的动力源泉是电场;
4、电流,电压由电场力引起;
5、光、电磁波由电场引起;
6、信息技术也是研究电场的特性。
我们所见到的一切运动,反应,变化都是电场错综复杂,相互作用的结果。如果学过大学物理你就会知道,电场到底是什么,其实电场就是原子核对核外电子的吸引力。当这种力分布不均匀时,物质就会对外界体现一些宏观力。我们就会感觉到有电场的存在。比如静电、电势等。这样一来。我们就可以说原子核对电子的引力是世界上一切运动的力量来源(当然外有引力除外)。
那为什么原子核会对电子有引力呢?这是目前科学界没有回答的问题。就这个问题我曾经问过一位中科院院士(胡海岩,北京理工大学校长)。他回答说,目前认为自然界中一共有四种力:分别是电场力,万有引力、强相互作用力、弱相互作用力;至于电场是什么,他也没有给出回答。只是说如果有人解决了这个问题,那必须是一个公认程度比较高的诺贝尔奖。因为他涉及到了引力的起源。
保守场
保守场,电场做功与路径无关,只与始末位置有关。
涡旋电场
磁场变化时线圈产生的感生电动势与导体的种类、形状、性质和构成均无关,是由磁场本身的变化引起的。因此麦克斯韦提出了“变化的磁场会在其周围的空间激发一种电场,正式这种电场使得闭合回路中产生了感生电动势和感生电流”的理论,并将这种电场称为涡旋电场。 电场--是带电物质(场源)放出的,电场是一种物质,其他场也是。
电势--电场中某位置相对于此电场的电势能,两点间的电势能的差值就是电压,也叫电势差。

D. 到底什么是生物电

生物有电并非怪事,它早已存在,不过人们研究它、应用它,还只是近年的事。2000年前,古罗马帝国流行一种奇怪的治病方法,用来治疗头痛、风痛等症状。当一个人痛风发作时,医生把病人带到海边潮湿沙滩上,在病人脚底放一条黑色大鱼,此时病人就会感到脚底地发麻,一直麻到膝盖为止,如此反复进行,可以治愈疾病。据说,此法曾治好许多达官贵人的病。到了1758年,英国科学家卡文迪许开始着手探究上述治病方法的奥秘。他把大墨鱼埋在潮湿沙滩里,上面接一莱顿瓶,结果莱顿瓶发出火花,由此证明大黑鱼放出的是电,卡文迪许证明电鲼放电不久,意大利科学家加伐尼在1791年发现在青蛙肌肉中也蕴藏着电能,他把这种电称为“生物电”。这便是生物电名字的由来。

生物电的研究,对于农业生产也具有很大的意义。我们常常见到的向日葵,它们的花朵能随着太阳的东升西落而运动;含羞草的叶子,经不起轻扰,一碰就会低眉垂着头害起羞来。这些植物界中的自然现象,都是因为生物电在起作用的缘故。植物中的生物电,究竟是怎样产生的呢?有人曾做过如下的实验:在空气中,将一个电基放在一株植物的叶子上,另一电基放在植物的基部;结果发现两个电极之间能产生30毫伏左右的电位差。当将同样的一株植物放在密封的真空中时,由于植物在真空中被迫停止生命活动,所以植物基部和叶片之间的电压也就消失了。空虚实验有力地证明,生物的生命活动,是产生生物电的根源.

生物电决定健康作为生命本质特征的生物电系统,与人体健康有着至关重要的决定性的密切联系。一块寿命很长的蓄电池,如果在得不到充电的情况下长时间不间断地连续使用,就会使它在短时间内遭到无法修复的破坏而报废;人体也像一块大的“蓄电池。因紧急工作而连续几天不合眼而导致猝死的事件屡有报道,这提醒我们,人也要善于使用人体这块大“电池”。研究证明,正是由于生物电对人体的决定性影响,空气中的带电粒子——离子进入人体后,会改变人体的生物电的状态,对人体产生影响。

一些研究结果充分表明,经常给人体补充电能量,体生物电和促进人体生物电的正常循环、流动来实现的。可以取得药物所不及的效果。要把健康保持到100岁,永远不要忘记随时随地给自己“充电”。

人体生物电疗法为什么能治病

人体生物电疗法基于外加电场(磁场),对人体电场(磁场)的影响和人体电场与疾病的关系来预防和治疗疾病。属于中医学的外治范畴,因为能量级高,所以能够快速打通经络、穴位,活血化瘀、平衡血液酸碱度,净化血液。消肿止痛、增强筋骨、平衡人体生物电场,提高人体免疫力和自我修复能力,活化细胞,延长细胞的寿命。

人体生物电疗法即将220V交流电经人体调控为人体容易接受的生物电流,直接作用于病变部位或顺经上穴,根据不同的病症、部位,使用不同电流、电压同时配合不同手法施治,一般在几十几秒至几十几分钟便可打通经络,产生明显效果。

人体一旦没有了生物电,人体即变成尸体。生物电是人类生命的元素,是生命的最基本保障。生物电疗法是及临床医学,运动医学和康复医学的新型医用高科技治疗设备。在发达国家人们用来预防及治疗疾病的首选。

E. 什么是电场

电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。

电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。

电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷做功(这说明电场具有能量)。

(5)生物学中做电场是什么意思扩展阅读:

等量同种电荷形成的电场:

(1)两种电荷的连线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,中点O处场强始终为零

(2)两电荷连线的中垂线上;不管是等量同种正电荷还是负电荷,从中点O处沿中垂面(中垂线)到无穷远处,场强先变大后变小。

(3)关于O点对称的两点场强大小相等,方向相反,电势相等。

等量异种电荷形成的电场:

(1)两电荷的连线上,各点的电场强度方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向场强先变小后变大,从正电荷到负电荷电势逐渐降低。

(2)两电荷连线的中垂线上场强方向相同,且与中垂线垂直,由中点O点到无穷远处,场强一直变小,各点电势相等。

(3)在中垂线上关于中点O对称的两点场强等大同向 。

F. 电场的作用是什么

1、 电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。
2、在电荷周围总有电场存在;同时电场对场中其他电荷发生力的作用。
3、观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场。如果电荷相对于观察者运动,则除静电场外,还有磁场出现。
4、除了电荷可以引起电场外,变化的磁场也可以引起电场,前者为静电场,后者叫做涡旋电场或感应电场。变化的磁场引起电场,所以运动电荷或电流之间的作用要通过电磁场来传递。

5、电场英文: Electric Field 点电荷电场线 静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场;随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为有旋电场(也称感应电场或涡旋电场)。静电场是有源无旋场,电荷是场源;有旋电场是无源有旋场。普遍意义的电场则是静电场和有旋电场两者之和。 电场是一个矢量场,其方向为正电荷所受电场力方向,与负电荷所受电场力方向相反。电场的力的性质用电场强度来描述。

G. 到底什么是生物电,为什么能治病

到底什么是生物电,为什么能治病
生物电按摩为什么能治病? 经络是运行全身气血,联络脏腑支节,沟通上下内外的通道。科学家测试:在人体表经络线上电阻比邻近肌肉小,实际上经络就是人体的生物电系统。中医认为:“通则不痛,痛则不通”,就是气不通,血不通,气滞则血瘀,不通为万病之根源。为什么气不通,就是生物电不通,植物神经不能顺利指挥各组织器官、脏腑的气血运行,新陈代谢,所以就慢慢生病了。人体的生物电弱了,会造成气不通、血不通,我们的方法是“用外来电强化人的生物电,”、电动生磁,磁动生电,这是电动机和发电机的原理,近代磁疗的兴起,也是应用这一原理,磁和电的关系是表里关系,磁体是外加磁源,穴位是生物电流的触点,经络是传输电流的通道(生物电波)。当磁场作用于穴位,电压、电位就发生变化,激发生物电流产生电磁波,然后传到全身的经络,传到中枢神经形成刺激,对病变部位进行调整。

根据生物磁学的理论,病变是人体内磁场失调造成,人体代谢活动的结果,会产生频率不同、波形各异的生物电流和生物电磁场,我们用外来电强化人体生物电,这外加的生物电转化为磁场作用于经络穴位上,对体内磁场失调给予补偿、调整,使不正常的高级神经活动恢复平衡,协调兴奋和抑制的过程,就能防病治病。

一切生命现象,如肌肉运动、大脑兴奋、抑制、神经传导等都与电子的传递有关。血管内含有水和钾、钠、镁、钙等多种无机盐类物质,当磁力线与血管成垂直方向运动时,便产生电磁流体力学现象,产生微电流,磁场可导致生物电量和质的变化,人体中有顺磁性物质(铁、氧、镁等)可被磁化,而磁化了的元素之间的相互作用加速,代谢功能得到加强。人体磁场增强,可使单核吞噬系统功能加强,,白细胞就活跃、健壮,便可对炎性病症产生效果。在微循环中,血球是在一层静电的磁垫上流过毛细血管的,所以改变生物电流或生物磁场,便可改变微循环。

使人体内血液产生微弱生物电流,使阴阳离子增多,血流速度加快,促进人体血液循环,改善人体微循环,加快代谢产物的排出,调节人体阴阳平衡,疏通人体经络,气血得以畅通,人体周身的血液循环得以正常.,故能促使细胞再生。

生物电经络疗法,核心是一个“通”字,点穴位一泻千里,生物电通了,磁场强化了,气通了,血通了,微循环改善。有胀痛、红肿发炎,有病理性产物,很快排走了,所以对很多病都能产生立竿见影的疗效。

人体是一个非常复杂精密的自动调节、自动控制系统,每一个器官也是一个自控系统,它们有明确的分工、独立的职能、又相互依赖、相互制约。大脑是总指挥系统,它接收全身各部门的信息和外界的各种信息,经分析处理后再发出指令,指挥各部门协调工作,任何一个环节出现差错都会对某些部门造成影响。这也体现了中医的整体观思想和上病下治、下病上治、内病外治、外病内治、同病异治、异病同治的治疗原则。

既然电场、磁场影响生理变化,就会影响疾病。在活体中各器官乃至每个细胞、细胞内的各种物质都在不停地运动,所以中医对疾病的认识都是动态分析,在运动、变化中信息的传递当然是至关重要的,中医讲的“不通”其中包含了信息传递障碍这层意思。所以疾病的形成,除了与生物电场、生物磁场的强度有关,还与各器官、各细胞间的信号传递有关。据研究发现,抑制癌基因信号传递障碍错误,可能引发癌变,胃细胞和小肠细胞间的通讯障碍可导致霍乱、甲状腺机能亢进、糖尿病、重症肌无力、无名痛等很多疾病,与信息传递障碍有关。

造成信号传递障碍及错误的原因很多,如:营养不良、体内某些元素不足或超标、长期接触某些有害物质、外伤、手术后遗症、长期服药、电磁辐射、运动不足或过量、睡眠不足或过长,精神紧张、生气等……但有一点是非常重要的,就是人体生物电太弱,不足以在神经线上传输信息,造成信息传递障碍或错误。

如果已形成生物电场(生物磁场)失调或信息传递失误,就应该借助外加生物电进行补偿或调整,使其恢复正常。

人体生物电经络疗法基于外加电场(磁场),对人体电场(磁场)的影响,和人体电场与疾病的关系来预防和治疗疾病。属于中医学的外治范畴,因为能量级高,所以能够快速打通经络、穴位,活血化瘀、消肿止痛、增强筋骨、平衡人体生物电场,提高人体免疫力和自我修复能力,激活神经细胞、恢复传导功能。

人体生物电经络疗法是用点穴、推拿按摩治病,手接触病人即感酥麻,将房间内的普通电流,感应到医师身上,电经人体调控为人体容易接受的生物电流治病信息,直接作用于病变部位或经络穴位,因为看不见电线、电极,病人不会恐惧,就有利于治疗。根据不同的病症、部位,配合不同的手法施治。因为是从人身上输出的生物电,所以其电压、电流、波型、频率、赫兹,和产生的灵波最易为病人所接受,所以会立即产生显着的治疗效果。现代科学证明,生物电治病的机理:

1、扩张血管,促进局部血液循环:治疗后皮肤发红。经测定在治疗后15min皮肤温度增高。血液循环量能增加140%,可持续30min以上。这是因为:①电流促使皮肤释放组胺,直接或间接地扩张小动脉。组胺还作用于毛细血管,使内皮细胞加宽,通透性增加。已证实在治疗后,阴极下皮肤组胺含量超过对照组近1倍,阳极下亦有升高。②电流电解致蛋白质分解成血管活性肽,亦有扩张血管作用。③剌激感觉神经末梢经突触反射性地扩张血管。

2、改变组织含水量:电流作用下人体蛋白胶体溶液同时出现电泳和电渗现象。

3、改善局部营养和代谢:电流能改善组织的营养和代谢,能改善血液循环,使组织细胞胞膜疏松通透性增加,所以各种物质交换加快。

4、抗菌作用:抑制细菌生长已为很多实验所证实,因为它能改善浅层组织的循环和营养,提高抵抗力,电极下的酸碱产物,能直接抑制细菌生长。

5、对静脉血栓的影响:电流有溶栓和使血管再通的作用,电流治疗后成纤维细胞增殖,伸入血凝块中,使血栓机化,体积缩小,离开阳极,退向阴极侧,血管再通。应用电流较大,时间较长。

6、促进骨折愈合:电流阴极有促进骨折愈合的功能。长期骨不连接达10年之久的病人,经阴极电流治疗后其愈合率达83,7%。电流能使骨内膜增殖,髓腔内组织化生骨化,软骨内骨化,线粒体聚集和释放钙盐等,与正常骨的生长发育相同。由于电场引力,阴极下吸引钙离子增多,而氧张力低,同时阴极加强了骨折处的压电效应的负电性。这都有利于骨痂的形成。治疗应在骨折后一周开始为好。

7、对神经兴奋性的影响:在电流作用时神经兴奋性可发生以下变化:①阳极下兴奋性降低——阳极电紧张;②阴极下兴奋性升高——阴极电紧张;③长时间或大电流作用时,阴极下兴奋性亦降低——阴极抑制。

8、电流的抗肿瘤作用:电流产生的酸碱变化可使肿瘤组织变性坏死、分解。国内外都曾有人将电流进行动物肿瘤的治疗实验,并用于治疗深浅部局部癌获得较好效果。

“人类的身体是世界上最精细最微妙的有机组合,在这个组合中,有千千万万个细胞,每天都在生长,新陈代谢,各自发挥出不同的功能,使人类可以生活,行动,思想,感觉。所以,细胞的状态对于人体的状态是极为重要的,。如果我们能以一种细胞听得懂的语言,指示细胞生长得快一点或慢一点,改变它们的功能,或组织新的细胞组织,那将是一项科学上的伟大突破。
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科技名词定义
中文名称:生物电 英文名称:bioelectricity 定义:在生命活动过程中在生物体内产生的各种电位或电流,包括细胞膜电位、动作电位、心电、脑电等。 所属学科: 海洋科技(一级学科) ;海洋技术(二级学科) ;海洋生物技术(三级学科) 2000多年前,人类就发现动物体带电的事实,并利用电鳐所发生的生物电治疗精神病。18世纪末,L.伽伐尼发现蛙肌与不同金属所构成的环路相接触时发生收缩的现象。以后C.马蒂乌奇、E.H.杜布瓦-雷蒙和L.黑尔曼等的工作,都证明了生物电的存在。20世纪初,W.艾因特霍芬用灵敏的弦线电流计,直接测量到微弱的生物电流。1922年,H.S.加瑟和J.埃夫兰格首先用阴极射线示波器研究神经动作电位,奠定了现代电生理学的技术基础。1939年,A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎将微电极插入枪乌贼大神经,直接测出了神经纤维膜内外的电位差。这一技术上的革新,推动了电生理学理论的发展。1960年,电子计算机开始应用于电生理的研究,使诱发电位能从自发性的脑电波中,清晰地区分出来,并可对细胞发放的参数精确地分析计算 静息电位
在没有发生应激性兴奋的状态下,生物组织或细胞的不同部位之间所呈现的电位差。例如,眼球的角膜与眼球后面对比,有5~6毫伏的正电位差,神经细胞膜内外,则存在几十毫伏的电位差等。静息状态细胞膜内外的电位差,称静息膜电位,简称膜电位。它的大小与极性,主要决定于细胞内外的离子种类、离子浓差以及细胞膜对这些离子的通透性。例如,神经或肌肉细胞,膜外较膜内正几十毫伏。在植物细胞(如车轴藻)的细胞膜内外,有100毫伏以上的电位差。改变细胞外液(或细胞内液)中的钾离子浓度,可以改变细胞膜的极化状态。这说明细胞膜的极化状态主要是由细胞内外的钾离子浓度差所决定的。在细胞膜受损伤(细胞膜破裂)的情况下,损伤处的细胞液内外流通,损伤处的膜电位消失。因此,正常部位与损伤部位之间就呈现电位差,称为损伤电位(或分界电位)。 有些生物细胞,不仅细胞膜内外有电位差,在细胞的不同部位之间也存在电位差。这类细胞称极性细胞。在极性细胞所组成的组织中,如果极性细胞的排列方向不一致,它们所产生的电场相互抵消,该组织就表现不出电位差。如果极性细胞的排列方向一致,该组织的不同部位间就呈现一定的极性与电位差。它的极性与电位大小,取决于细胞偶极子矢量的并联、串联或两者兼有所形成的矢量总和。例如,青蛙的皮肤,在表皮接近真皮处,有极性细胞。这些细胞具有并联偶极子的性质,内表面比外表面正几十毫伏。在另一些生物组织上,极性细胞串联排列,如电鱼的电器官就是由特化的肌肉所形成的“肌电板”串接而成的。由5000~6000个肌电板单位串联而成的电鳗的电器官,由于每个肌电板可产生0.15伏左右的电压,因此这种电器官放电的电压可高达 600~866 伏。某些植物的根部,也是由极性细胞串联构成的。因此由根尖到根的基部各点间都可能呈现电位差植物运动反应时的电现象
有些植物受刺激后会产生运动反应。这时,往往出现可传导的电位变化。例如,含羞草受刺激时,叶片发生的闭合运动反应,就能传布相当的距离。在这一过程中,由刺激点发生的负电位变化,可以每秒2~10毫米的速度向外扩布。电位变化在1~2秒内达到最大值,其幅值可达50~100毫伏。但恢复时间长,需几十分钟才能回到原来的极性状态,这一段负电位变化时期就是它的不应期。 动物体的局部电反应
动物的细胞或组织,尤其是神经与肌肉,受刺激时发生的电变化比植物更明显。如果神经纤维局部受到较弱的电刺激则阴极处的兴奋性升高、膜电位降低(去极化),阳极处兴奋性降低、膜电位升高(超极化)。在刺激较强接近引起兴奋冲动阈值的情况下,阴极的电位变化大于阳极,这是一种应激性反应。但是这种电位变化仅局限在刺激区域及其邻近部位,并不向外传布,故称局部反应,所发生的电位称为局部电位。一个神经元接受另一个神经元的兴奋冲动而产生突触传递的过程中,在突触后膜上会产生兴奋性突触后电位,或抑制性突触后电位。前者是突触后膜的去极化过程,后者是突触后膜的超极化过程。这些电位变化,只局限在突触后膜处,并不向外传导,也是一种局部电位。如果感受器中的感觉细胞或特殊的神经末梢受到适宜刺激,如眼球中的感光细胞受光的刺激、机械感受器柏氏小体中的神经末梢受到压力刺激也会产生局部电位反应,称为感受器电位或称启动电位。同样,肌肉细胞接受到神经冲动的情况下,在神经与肌肉接头处(神经终板)也会产生局部的、不传导的负电位变化,称为终板电位。所有这些局部电位,都会扩布到邻近的一定区域,但不属传导。离局部电位发生处愈近,则电位越大,并按距离的指数函数衰减。局部电位的大小随刺激强度的增大而增高,大的可达几十毫伏。
[编辑本段]动物体的传布性电反应
动物体中能传布的电反应更普遍。如当神经细胞受到较强的电刺激时,在阴极产生的局部电反应随刺激增强而增大,超过阈值,就会引起一个能沿神经纤维传导的神经冲动。神经冲动到达的区域伴有膜电位的变化,称动作膜电位(简称动作电位)。这是一个膜电位的反极化过程,即由原来的膜外较膜内正变为膜外较膜内负。因此,发生兴奋的部位与静息部位之间,出现电位差,兴奋部位较正常部位为负,电位可达 100毫伏以上。这个负电位区域可以极快的速度向前传导,如对虾大神经纤维的传导速度可达80~200米/秒。 兴奋性突触后电位或感受器电位,虽然不是能传导的兴奋波,但当它们增大到一定程度,就会影响邻近神经组织的兴奋性,甚至发生伴有负电位变化的神经冲动。 动物的组织或器官,在发生应激性反应的情况下,也会出现电变化。它的大小与极性决定于组成该组织的细胞兴奋时所产生的电场的矢量总和。如眼睛受光照刺激时,可记录到眼球的前端与后面之间的电位差变化,称为视网膜电图。它的波形很复杂,系由光刺激使感受细胞产生感受器电位,并相继引起视网膜中其他细胞产生兴奋与电位变化。由于这些电变化的电场方向不一致,因此,视网膜电图标志的是这些细胞的产生的电场的矢量总和。不同的动物,由于视网膜的结构不同,产生的视网膜电图也不同,同时光照程度、时间等因素也会影响视网膜电图的波形。 生物有机体是一个导电性的容积导体。当一些细胞或组织上发生电变化时,将在这容积导体内产生电场。因此在电场的不同部位中可引导出电场的电位变化,而且其大小与波形各不相同。例如,心电图就是心脏细胞活动时产生的复杂电位变化的矢量总和。随引导电极部位不同,记录的波形不一样,所反映的生理意义也不同。另外,高等动物中枢神经系统中所产生的电场,在人或动物的头皮上,无论静息状态或活动状态时,都有“自发”的节律性电位波动,称为脑电波。它是脑内大量的神经细胞活动时所产生的电场的总和表现。在静息状态时,电位变化幅度较高,而波动的频率较低。当兴奋活动时,由于脑内各神经元的活动步调不一致(趋于异步化),总合电位就较低,而波动的频率较高。当接受外界的某种特定刺激时,总和电场比较强大,因此,可以记录到一个显着的电位变化。因为这种电位变化是由外界刺激诱发而产生的,所以称为诱发电位。
[编辑本段]学说
企图用一种学说去解释各种生物体中所出现的各种不同的电现象是不可能的。不过,在动物体上,特别是在神经系统或肌肉系统中所发生的各种电现象,基本上可以用A.L.霍奇金与A.F.赫胥黎提出的离子学说,从细胞水平加以解释。 离子学说是在J.伯恩斯坦(1902)提出的膜学说的基础上发展而成的。离子学说认为,神经或肌肉的细胞膜,对不同的离子具有不同程度的通透性。又由于细胞内的各种离子浓度,特别是钾离子、钠离子和氯离子,与细胞外液中的浓度不同,因此,在细胞膜内外两侧间就会产生电位差(根据F.G.唐南氏平衡原理)即膜电位。这是静息电位的基础。在不同的生理条件下,细胞膜对各种离子的通透性将发生变化,因此膜电位也即发生改变,即形成各种形式的动作电位。例如,在静息状态下,神经或肌肉细胞的细胞膜对钾离子具有较大的通透性,而细胞内的钾离子浓度高于细胞外的浓度几十倍,因而形成几十毫伏的膜外较膜内正的静息膜电位。当改变细胞外(或细胞内)的钾离子浓度时,静息膜电位将按能斯脱(Nernst)公式的关系,发生相应的改变。这就证明了静息膜电位决定于细胞内外钾离子浓度的观点。有些植物细胞的静息膜电位,也是由细胞内外钾离子的浓度所决定的。当神经或肌肉细胞发生兴奋时,细胞膜对各种离子的通透性发生了变化,即对钠离子的通透性突然增大,并在各种离子的通渗性中占优势地位。因此在这瞬间内,膜电位的大小与极性,主要决定于细胞膜内外的钠离子浓度。由于细胞外的钠离子浓度较细胞内高,因此,在短时间内膜电位突然由膜外较膜内正变为膜内较膜外正,即出现反极化现象。此时电位变化的幅度(去极化后再成反极化)可达100毫伏以上,这就是动作电位。但这时仍有不同于静息状态下的膜电位,称为动作膜电位。 动作电位所在的区域,即兴奋冲动所在的区域,会迅速地向前传导。兴奋冲动在某一区域出现的时间极短,只有几毫秒。当兴奋冲动过去以后,这一区域的膜电位又逐渐恢复到原来的静息状态,即恢复静息膜电位。 在不同的细胞上,甚至在同一个细胞的不同区域的细胞膜上所发生的通透性变化并不完全一致。例如,脊椎动物视网膜中的视细胞,在受光照刺激时所产生的反应是膜电位升高(超极化)。但是,无脊椎动物视网膜中的视细胞,受光照刺激时所产生的反应是膜电位降低(去极化)。又如,在同一个脊髓运动神经元轴突的膜上,兴奋时所表现的是去极化甚至反极化反应。但在同一个运动神经元的兴奋性突触后膜上,当接受另一个神经元的神经末梢释放的兴奋性递质时,虽然也产生去极化反应,但这时所发生的离子通透性变化却与轴突上所发生的不同。兴奋性突触下膜兴奋时,对钠离子的通透性不是单独的突然增加,而是对各种离子的通透性普遍地增加,所以它并不出现反极化(膜内较膜外正)的状态。在同一个运动神经元的抑制性突触后膜上,当接受另一个神经元的神经末梢释放的抑制性递质作用时,情况另是一样。抑制性突触下膜兴奋时对钾离子与氯离子的通透性增高,使膜电位超极化,则膜外更正于膜内。可见不同的细胞,甚至同一细胞的不同区域的细胞膜,在兴奋时所产生的膜电位变化是不相同的。 总的来说,无论是静息膜电位或各种动作膜电位变化,都可以用细胞膜对各种离子通透性的不同来解释。由于通透性的不同变化,膜内外各种离子浓度的差别,表现出各种极性、幅值、频率、相位不同的生物电现象。 在组织或器官上发生的生物电现象,大多数是个别细胞所产生的生物电的矢量总和,所以对它的发生机制同样可以用离子学说去解释。但有些生物电变化的时间过程极缓慢,如光合作用时所产生的电变化与细胞的代谢活动有密切联系,即是一种生物电化学电位。在大脑皮层上还可以检测出一些极缓慢的电位波动,有的在1分钟内波动几次,有的几分钟甚至几十分钟才有明显的变化。这种电位与快速的神经细胞兴奋活动不同,也可能是一种由代谢活动所引起的或与神经胶质细胞活动有关的生物电化学现象。
[编辑本段]生物学意义
电鱼能在瞬间放出高压电,所以既有防御猎食者侵犯的作用;也可用这种电击捕获小动物。另有一些电鱼,如非洲的裸背鳗鱼类,能不断地释放微弱的电脉冲,起探测作用或导向作用。生物电更普遍的意义在于信息的转换、传导、传递与编码。生物体要维持生命活动,必须适应周围环境的变化。由于环境变化的因素与形式复杂多变,如变化的光照、声音、热、机械作用等等,因此生物有机体必须将各种不同的刺激动因快速转变成为同一种表现形式的信息,即神经冲动,并经过传导、传递和分析综合,及时作出应有的反应。高等动物具有各种分工精细的感受器。每种感受器一般只能感受某种特殊性质的刺激。感受器中的感觉细胞接受刺激时会发生感受器电位,并用它来启动神经组织,产生动作电位。因此,不同的刺激动因都变成了同一形式的神经冲动。神经冲动是“全或无”性质的,即“通”、“断”形式的信息。神经冲动用频率变化形式,传递信息到中枢神经系统。中枢神经系统对信息进行分析、综合、编码,并将同时作出的反应信息以神经冲动形式传向外周效应器官。动作电位的传导极为迅速,所以生物体能及时对周围环境变化,作出迅速的反应。这一系列的信息传递都是以发生各种形式的生物电变化来完成的。
[编辑本段]应用
生物体内广泛、繁杂的电现象是正常生理活动的反映,在一定条件下,从统计意义上说生物电是有规律的:一定的生理过程,对应着一定的电反应。因此,依据生物电的变化可以推知生理过程是否处于正常状态,如心电图、脑电图、肌电图等生物电信息的检测等。反之,当把一定强度、频率的电信号输到特定的组织部位,则又可以影响其生理状态,如用“心脏起搏器”可使一时失控的心脏恢复其正常节律活动。应用脑的电刺激术(EBS)可医治某些脑疾患。 在颈动脉设置血压调节器,则可调节病人的血压。“机械手”、人造肢体等都是利用肌电实现随意动作的人-机系统。宇航中采用的“生物太阳电池”就是利用细菌生命过程中转换的电能,提供了比硅电池效率高得多的能源。可以预见生物电在医学、仿生、信息控制、能源等领域将会不断开发其应用范围。

I. 为什么会产生电场

这似乎是一个哲学问题。

理论物理学家告诉我们,静止的电荷产生静电场;运动的电荷产生运动变化的电场。这是自然界的一种基本属性,至于“为什么会是这样”,我想并不重要。

重要的是,基于这一系列数学常量和物质的基本属性,自然界,或者说宇宙被创造了出来;基于进化(这可能是一个预定的程式),变异和若干基本的生物学定律,你也被创造了出来。

这就像当你编写一套程序,输入特定的初始值,运行程序便会得到相应的结果。而如果要问“为什么会是这样的结果?”,那就是因为你编译的这套程序中,赋予变量之间和变量与常量之间的函数关系,在自然界这种关系就叫做“自然法则”。同样,如果有人问你为什么要运行这套程序,我想答案只有你自己知道;同样有人会问,为什么要创造这个世界,为什么要创造人类,我想答案也只有造物者自己知道。

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