各种类型磁场的生物效应ppt课件.ppt

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1、第三节磁场的生物效应序言某些生物体内存在着强磁性物质，细菌、蜜蜂、鸽子、海豚体内有微量的Fe3O4或Fe，人体鼻窦中也有铁的沉积物。这些磁性物质会产生磁场。如果将一定方式和强度的磁场作用于生物和人体必将产生一定的效应，这就是磁场的生物效应。古代人曾赋予磁铁许多特异功能，除治疗疾病外，还能永葆青春，益寿延年。据说古埃及国王的公主为了使美丽常驻，经常在前额佩带磁带。今天，磁带和磁枕又流行起来了。很多商家声称磁场能治百病，如减轻关节、肌肉的僵硬，止牙痛等。长期作磁疗，可减肥、增高?一、各种类型磁场的生物效应二、磁场对不同生物层次的效应三、磁场生物效应特点和微观机理的研究内容一、各种类型磁场的生物效应

2、1.1地磁场的生物效应1.2恒定强磁场的生物效应1.3极弱磁场的生物效应1.4交变磁场及其生物效应1.5磁化水的生物效应1.1地磁场的生物效应远在地球上的生物发生之前，就存在着地球磁场了。地磁场是地球上生物的物理环境因素。生物在长期演化过程中，适应了这一环境因素，并且利用其发挥了一定生理功能。当地磁场发生明显变化时会影响生物的活动，甚至生命活动。地磁场的起源和成因地壳包裹着整个地球，很薄，质量为全球的0.2％。据推测外核可能主要由液态铁组成。内核为在极高压下结晶的固体铁镍合金组成。地幔最厚，占地球质量的68％左右，密度由外至内逐渐增大地磁场的起源和成因一直是悬而未决的问题，先后提出了10多种学

3、说。发电机学说:根据地球形成及物体旋转运动规律，地核旋转慢，地表旋转快；如果把地表看成是静止的，那么地核就作旋转运动；地球不断接收太阳射来的带正电的质子，使地球带有正电，地核也就带正电，带正电的地核在旋转时就会产生磁场，这就形成了地磁场。地球内部构造复杂，此学说有待于进一步验证。2009年美国科学家提出了地球磁场由海流产生的新理论。认为带盐份的海水流动产生了电流和地磁。此项研究结果发表在英国物理研究所《NewJournalofPhysics》。1.1.1生物的向磁性和地磁场导航作用1.1.2地磁场的生命保护伞作用及其极性改变对生物的作用1.1.3磁暴引起的地磁场变化的生物效应地磁场有何生物效应

4、？信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，它们还会自动归巢.鸽子为什么有这么好的认家本领呢？信鸽归巢之谜1.1.1生物的向磁性和地磁场导航作用原来，其头颅内存在磁性细粒，起罗盘定向作用.鸽子可以利用地磁找到自己的家.信鸽归巢之谜将两组鸽子分别绑上强磁性的永磁铁块和弱磁性的铜块，在远离鸽巢放飞.???实验1：绑有铜块的鸽子全部都飞回鸽巢，但大部分绑有永磁铁的鸽子却迷失方向。永磁铁的磁场干扰,使鸽子不能识别地球磁场。将一组鸽子放置在鸽巢和其地磁共轭点之间的中点处，放飞.实验2：鸽子头部有少量的强磁性Fe3O4，如何利用Fe3O4导航，是需要进一步研究的问题。大约有一半飞回原来的鸽巢，其余的

5、鸽子却飞到共轭点去了。表明鸽子是依靠地球磁场来识别鸽巢的。地磁共轭点：具有相同地磁经纬度的南北半球的两个点候鸟作季节性往返迁徙而不迷途,其大脑组织中含有比鸽子更丰富的磁性成分.20世纪70年代，一位美国博士生在研究细菌时偶然发现了一种生活在海底淤泥的厌氧细菌。在显微镜下观察时，它总是移向载玻片的一边；拿一磁铁靠近载玻片，它就向磁铁N极移动，叫做趋磁细菌.趋磁细菌的发现为什么具有趋磁性细菌体中沿轴线排列着大约20颗细黑粒，是直径约50nm的Fe3O4在不含铁的培养液中培养几代后不再含Fe3O4，不具有上述行为。如何证明趋磁性是体内Fe3O4所致？形成过程非常复杂：特殊基因的表达、囊泡形成、金属离

6、子输运和生物的矿化作用。趋磁细菌不喜欢氧气。他们需要从富氧区移至贫氧或无氧区。在水中，含氧量随着水深度的增加而降低，所以，趋磁细菌喜欢生活在水环境的底部。他们用他们的磁性罗盘告诉它们哪个方向为下。为什么这些细菌需要用罗盘？它们如何做到这一点？在北半球，地磁场北极是以一定角度向下的，所以通过沿着地磁场的北极，他们向深水处移动，并进入贫氧区。有意思的是，在南半球，地磁场北极实际上是以一定角度向上的。所以，在南半球的趋磁细菌是“追南型”。在赤道区，地磁北极不是向上也不是向下的，所以趋磁细菌为“追南型”、“追北型”混和型。科学家对趋磁细菌的应用非常感兴趣。日本学者Mrtsunaga早在1991年就预计

7、趋磁细菌的磁小体是高新技术领域中的一种新的生物材料。小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著不同：大块纯铁矫顽力约为80安／米，而当颗粒尺寸减小到2×10-2um以下时，矫顽力可增加1千倍，若进一步减小尺寸到6×10-3um时，矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，作成高贮存密度的磁记录粉，用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等；利用其磁性和深黑颜色，微波吸收材料。利用超顺