生物磁学ppt课件

• 交变感场的生物效应 • 强度随时间变化的交变磁场与强度不随时间改 变的恒定磁场对生物的效应是不完全相同 的．后者(恒定磁场)为狭义的生物效应，前者 (交变磁场)还具有电磁感应作用．人眼部受到 变化的磁场作用时，在无光的情况下也会产生 光的感觉，称为磁闪光现象．实验研究表明， 磁闪光的强度和特性与交变磁场的频率有 关．当频率为20至30赫兹时，磁闪光效应最为 显著．实验还发现，强度为1500—1700奥、频 率为12赫兹的交变磁场，可以抑制刚移植到小 鼠身上的肿溜的长大．
（3）由侵入人体的强磁性物质产生的剩余磁场。在含有铁 磁性物质粉尘下作业的工人，呼吸道和肺部、食道和肠胃系统往 往被污染。这些侵入体内的粉尘在外界磁场作用下被磁化，从而 产生剩余磁场。肺磁场、腹部磁场均属于这一类。
磁场生物效应
• 外加磁场对于生物的影响称为磁场生物效 应．这是生物磁学中的重要研究内容之一．由 于外加磁场的类型和生物层次的不同，磁场生 物效应也有不同的表现．根据磁场的类型和强 度，磁场生物效应可以分为强磁场效应、地磁 场效应、微弱磁场效应和交变磁场效应．又根 据磁场所作用的生物层次,磁场生物效应可以分 为生物分子效应、细胞效应、组织器官效应和 整体效应．这些效应对于不同生物又是多种多 样的．下面介绍关于不同磁场的生物效应
• 地磁场生物效应 • 地球表面的地磁场强度为0.3~0.5奥，它是地球上生物 和人类生活环境的一种始终起作用的物理因素.生物和 人类在长期的演化过程中，已经适应了这一物理环 境．如果环境磁场剧烈变化，如地球上发生磁暴、地 质时代的地磁场反向或进入宇宙空间的磁场，都可能 影响生物和人的活动．还有一些生物利用了地磁场这 一环境因素作为生物导航和定向的依据．已经发现一 些水生细菌有沿着地磁场方向朝北游动的习性，称为 向磁性．冬小麦在场(等效地磁场)中生长时，其根总 是平行于地磁场或等效地磁场，也表现向磁性．还发 现果蝇的ST基因有序程度的变化与地磁倾角的变化随 季节呈现明显的相关性．经过长期试验表明；鸽子的 导航与地磁场有密切的联系．最近已经在向磁性细菌 和鸽子头部发现强磁性的Fe3O4微粒可能与它们的向 磁性或导航有关．
（1）由大然生物电流产生的磁场。人体中小到细胞、大到 器官和系统，总是伴随着生物电流。运动的电荷便产生了磁场。 从这个意义上来说，凡是有生物电活动的地方，就必定会同时产 生生物磁场，如心磁场、脑磁场、肌磁场等均属于这一类。 （2）由生物材料产生的感应场。组成生物体组织的材料具 有一定磁性，它们在地磁场及其它外磁场的作用下便产生了感应 场。肝、脾等所呈现出来的磁场就属于这一类。
生物磁学教学
生物界的磁学现象
生物具有磁性是地球为生物留下的鲜明的环境烙 印，但生物对磁性的拥有并不是完全被动的，它们通 常是将磁性为我所用，有些生物则是将磁性当作自身 的生存法宝。 植物：健康成长。植物的细胞具有极性，植物的生 命磁场对自身的生长发育有着很重要的作用，研究人 员将小麦、玉米的种子分别放置在水分和养料都一模 一样的容器内，几天过后，凡是胚根朝向磁南极的种 子，都比胚根朝向磁北极的种子早发芽，并且根和茎 部比较健壮。
• 生物磁场一般都是很微弱的，其中最强 的肺磁场其强度也只有 10-8～9特斯拉数 量级；心磁场弱一些，其强度约为1011~12特斯拉数量级；自发脑磁场更弱， 约为10-12~13特斯拉数量级；最弱的是 诱发脑磁场和视网膜磁场，其为1013~14特斯拉数量级。
生物磁场的来源
• 生物磁场的来源主要有：
• 微弱磁场的生物效应 • 在生物磁学中，一般将一般将远低于地磁场强 度的磁场(如＜10-3奥)称为微弱磁场．例如行 星际空间磁场约5×10-5奥，月球表面磁场小于 10-5奥，地磁场在反向的过渡时期中估计可能 降低到远低于正常值．将眼虫藻、绿藻和纤毛 虫在低于10-3奥的恒定微弱磁场中培养3个星期， 发现其生长繁殖加快，但在102奥的强磁场中 培养，生长繁殖却受到抑制．把小白鼠饲养在 10-3的微弱磁场中，一年以后，其寿命比对照 组缩短6个月，并且不能再生育.
• 此外，研究人员还发现植物的磁性趋向对树木 的生长速度也会产生明显的影响，根据这个发 现，科学家发明了定向植树机，以此来安排种 子的种植方向，提高树木的成活率和生长速度。 细菌：避氧。20世纪70年代，一位美国科研 人员在研究细菌的活动规律时，偶然观测到一 种水生细菌总是朝着磁北极游动，人们把这种 水生细菌叫做磁性细菌或向磁性细菌。 原来，在这种长条形细菌体中，延长轴排列 着大约20棵细小的黑粒，这些细黑粒是直径约 50纳米的强磁性四氧化三铁。在电子显微镜下， 细菌体内的辞行小颗粒有规则的排成列，Hale Waihona Puke Baidu一 列长0.5微米，磁性细菌沿地磁场磁力线方向分 别向南北移动，是由他们的厌氧特性导致的。
• 强磁场生物效应 • 强磁场生物效应一般指强度高于100奥的磁场为强磁 场．实验发现，强度高于14000奥的均匀恒定磁场， 会抑制某些细菌的生长．把果蝇词养在均匀巨定磁 场中，观察果蝇形态上的变化，发现磁场强度为 100—I 500奥时，形态并无显著的畸变，而当磁场强 度增加到3000—4000奥时，畸变就迅速显著地增 大．若把不同蛹龄或虫龄的果蝇放在强度约22000奥、 梯度约9000奥／毫米的不均匀恒定磁场中，1小时龄 的果蝇蛹经过几分钟便死亡，蛹龄较长的果蝇蛹经 过10分钟后约有50％不能变为成虫，变为成虫后也 不能活到1小时以上．把移植有肿瘤的小白鼠饲养在 强度约2400一4500奥、梯度约1000奥／厘米的不均 匀恒定磁场中，经过27天后，肿瘤完全消失，但不 加磁场的对照搬到22天后便因肿瘤长大而死亡．
• 动物：导航定位。我们都知道信鸽有种 惊人的远距离辨认方向的本领，那么信 鸽究竟是靠什么来辨别方向的呢？近年 来科学家在解剖信鸽时，在信鸽头部找 到了许多具有强磁性的四氧化三铁颗粒， 这些磁性物质排列成一定形状，一定长 度，组成对地磁十分敏感的“磁罗盘” 细心的人还可以观察蜜蜂，苍蝇等昆虫， 他们在起飞或降落的时候往往也朝向磁 南极或磁北极，这也是这些昆虫飞行定 位的依据。