磁场的生物效应
磁场的生物效应
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、微弱磁场效应相交变磁场效应．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：
1.1..1. 强磁场生物效应
在磁场生物效应一般指强度高于100奥①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．磁场可以影响入红血球的凝结速率，实验表明强度为50、400和5000奥的均匀恒定磁场分别使红血球凝结速率增加21％、25％和30％．
1.1..
2. 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(图1)和鸽子头部发现强磁性的Fe2O4微粒可能与它们的向磁性或导航有关．
1.1..3. 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．进行微弱磁场的生物效应实验需要高灵敏度的磁强计和抵消地磁场的装置(图2)．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.
1.1..4. 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．
1.1.
2. 关于磁场对不同生物层次的效应:
生物磁场一般有两个来源：一种是由于生物体中的电子传递和离子转移等过程的生物电流产生的；另一种是由于生物体内的强磁性物质(如Fe3Q4)磁化后产生的．生物磁场的强度是很微弱的，例如人的心脏活动产生的心磁场约10-7一10-8奥.
1.1..1. 磁场对生物分子的效应
实验观测到，生物胰蛋白酶在1500奥均匀恒定磁场中活性增大，因而在受紫外光辐射时，其光密度成小．在创伤愈合实验中，施加强度3000~4000奥、梯度200奥／厘米的不均匀恒定
磁场，使成纤维细胞增殖和纤维化都减小，因而推断是不均匀磁场干扰了生物大分子的产生．把S—37肿瘤细跑放在3700奥均匀磁场中处理1—3小时，会使这肿瘤细胞中的脱氧核糖核酸(DNA)合成减少，表明磁场对这种合成有抑制的作用．
1.1..
2. 磁场对细胞的效应‘
在对兔和小鼠的无血浆细胞作体外培养时，若施加强度14600奥，梯度5000奥／厘米的不均匀恒定磁，会显著增加这些细胞的生长速度．但把细胞放在组织培养液中培养时，若施加4000奥的均匀恒定磁场，则会抑制它的生长，把体外培养的S-37肿瘤细胞放在4400~8000奥的均匀恒定磁场中在37摄氏度处理18小时，观察到这些细胞发生退化变性现象，但如果放在1000一2000奥的均匀恒定磁场中作同样的处理，则未观察到任何可察觉的变化．这一实验表明这种退化交性现象需要磁场强度超过一定闻值时才会产生．还发现磁场强度对于s-37肿瘤细胞的呼吸有较大的影响，当磁场从80奥增加到7300奥时，细胞的呼吸由显著的兴奋状态转变到显著的抑制状态．
1.1..3. 磁场对组织和器官的效应
把水芹放在强度约：4000奥、梯度约5000奥／匣米的不均匀恒定磁场中，并消除重力的影响，可观察到水芹根经过几十分钟便向着磁场强度减弱的方向生，表现出“背磁性”(图3)．把小鼠饲养在4200奥的均匀恒定磁场中，4天以后发现小鼠的肾上腺皮层的网状带组织受到破坏和变窄，骨髓中的巨核细胞因数减少，脾
脏中的巨核细胞数却增加．比较磁场、光和声音对哺乳动物脑器官的影响，实验表明，磁场的影响虽较弱，但却表现出潜伏期长的抑制效应和滞后效应．
1.1..4. 磁场对生物整体的效应
许多实验结果表明，不论在均匀的还是不均匀的强磁场中，若干细菌的生长都会受到抑制．大麦的根和苗在1200奥的恒定磁场中．其生长速度都比不加磁场的对照组高为了观察磁场对生物遗传的影响，把果蛹蛹放在强度约22000奥、梯度约9000奥／厘米的不均匀巨定磁场中处理30分钟，观测到后代的发育时间有显著增加(图4)，直到第30代(图中只画出第12代)也末恢复正常．
关于磁场生物效率的机理，目前尚不十分清楚，仍在继续研究中．一般说来，磁场会使生物材料受到磁力(在不均匀磁场中)或磁转矩(在均匀磁场中)的作用，会使带电较子受到洛沦兹力的作用，而这些力和力短又会影响到生物体中电子(离子)的传递、自由基的运动、合顺磁离子的蛋白质和菌的活性、生物膜的渗透以及生物半导体(如叶绿裁口一些激素)和生物中水的性质．但其具体的过程和机制，既包括物理的作用，又涉及生物的结构和功能，是一个十分复杂而没有完全解决的问题．
构成生物体的生物材料都具有一定的磁性．例如，大多数生物材料具有抗磁性，少数含过渡族金属离子(如此，Fe,Co,Ni,Mn离子)的生物材料在一定条件下只有顺磁性，最近在一些生物(如某些细菌、蜜蜂和鸽子)体中还发现了微量的亚铁磁性的
Fe3O4颗粒．抗磁性和顺磁性属于强磁性．亚铁磁性属于强磁性．两者强弱相差可达几百万倍以上．
1.1.3. 在环境保护中的应用
利用高梯度磁分离法，可以大量除去煤中污染性强的硫化物。在水中施加强磁性细粉（如Fe3O4粉,称为磁性种子），再通过磁分离器或高梯度磁分离器，可以高效率的消除水中的细菌、病毒，有害残留物（如Hg等）和洗涤剂等，防止环境的污染。
1.1.4. 在生物工程中的应用
长期的观测和试验表明，鸽子的认家（导航）与地磁场有关，一些细菌在水中沿地磁场方向游动，表现出“向磁性”，这些现象为磁导航的仿生学研究提供了有意义的线索。对果蝇的试验表明，磁场能引起果蝇遗传上的变异，这有可能在遗传工程上获得应用。在生物工程上，可以利用磁作用和电磁作用原理，制成人工心碗输血的电磁泵，分离细胞、细笛、病毒和叶绿素中生物颗粒的磁电泳仪，无转动部件的电磁离心机等．主人类的宇航活动和空间生物学研究中，还可能利用别一些磁技术和磁效应．例如，可以利用强磁场防御高能宇宙线的照射，可以利用磁场产生的磁力造成失逼状态下的人工重力．研究入和生物在强磁场(如电磁推进装置防高能宇宙线设备)或极弱磁场(如星际它间、月球和某些行星磁场)中生活的影响也是需要和有意义的．
1.1.5. 在医药上的应用
在病人的患处或其他部位(如经穴)施加适当强
度的恒定磁场或交变磁场，可以治疗一些疾病，称为磁场疗法或简称磁疗．临床实践表明，对于治疗急性挫扭伤、腰肌劳损、风湿性关节炎、高血压、神经性头痛等常见病和多发病都有较好的或一定的疗效。还可以利用磁场(或加脉冲电场配合＞作外科手术时的麻醉，称为磁场(或磁电)麻醉，简称磁麻．已经把磁麻应用到拔牙、切除扁桃体和粉瘤等手术，收到较好的效果．还有用强磁材料作成磁手镯、磁项链，磁椅和磁床等，以治疗高血压和消除疲劳．这些磁疗方法只有适应症较广，治疗安全，无创伤和痛苦，副作用极少，操作简单等优点．以磁石(Fe3O4)为重要成分的成药如磁石、耳聋左慈九、紫雪(散)、磁珠九已写入《中华人民共和国药典》(1963年)．利用磁场作用的原理，已经制成血流计，无触点心肌和神经刺激器，磁控导管，磁药针，（红，白）血球分禽器，还可以用核磁共振技术和核磁振技术作癌的早期检查和诊断。
1.1.6. 生物磁学在农业上的应用
随着生物磁现象和磁场生物效应的观测和研究的发展，生物磁学已在农业、医氏环境保护和生物工程等方面得到广泛的应用．
1.1..1. 磁化水
流水经过与水流方向垂直的一定强度的磁场处理后称为磁场处理水。简称磁水，习惯上也称磁化水．经过长期和大量的试验和应用表明。磁水不但能显著降低水垢，而且具有多方面的生物效应．因而在农业、医药和食品工业等方面获得了许多受到重视
的应用．
许多试验表明，利用磁场处理一些农作物的种子，施加磁性肥料(如钡铁氧体BaFe12O19颗粒和微量稀土盐类)，或利用经磁场处理的水(简称磁水或磁化水)浸种、育秧或灌溉，以及用磁水养鱼，可以提高种子发芽串，促使作物长势好，收到增产的效果，或使鱼病减少，促进色的发育生长．在磁场中饲养的小鸡和小白鼠，也比对照组的体重增加．利用磁学方法还可进行无损和快速的种子养分的测定和病虫害的检疫。
生物学中常见化学元素及作用
生物学中常见化学元素及作用
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一、生物学中常见化学元素及作用: 1、Ca：人体缺之会患骨软化病，血液中Ca2+含量低会引起抽搐,过高则会引起肌无力。血液中的Cａ２+ 具有促进血液凝固的作用,如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ｃa２+,血液就不会发生凝固。属于 植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 2、Ｆe:血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。血红蛋白中的Fｅ是二价铁，三价铁是不能利用的。 属于植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 3、Mg：叶绿体的组成元素。很多酶的激活剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。 4、B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长,缺乏植物会出现花而不实。 5、I：甲状腺激素的成分，缺乏幼儿会患呆小症,成人会患地方性甲状腺肿。 6、K：血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。 7、N：N是构成叶绿素、蛋白质和核酸的必需元素。N在植物体内形成的化合物都是不稳定的或易溶于 水的,故N在植物体内可以自由移动,缺Ｎ时,幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。N是一种容易造 成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中,过多的Ｎ与P配合会造成富营养化， 在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。动物体 内缺N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。 8、Ｐ：P是构成磷脂、核酸和AＴP的必需元素。植物体内缺Ｐ,会影响到DNA的复制和ＲNA的转录， 从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和AＤ P中都含有磷酸。P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。植物缺Ｐ时老叶易出现茎叶暗 绿或呈紫红色，生育期延迟。 9、Zｎ:是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Ｚｎ， 没有Zn就不能合成吲哚乙酸。所以缺Ｚn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间 缩短。 二、生物学中常用的试剂： 1、斐林试剂：成分:0．1ｇ/ml NaOH(甲液)和0.05g/ml CuSO4(乙液)。用法:将斐林试剂甲液和乙液等体 积混合,再将混合后的斐林试剂倒入待测液，水浴加热或直接加热,如待测液中存在还原糖，则呈砖红 色。 2、班氏糖定性试剂：为蓝色溶液。和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。 3、双缩脲试剂:成分：0.1g／ml NaOＨ（甲液)和0．０1g/mｌCuSＯ4(乙液)。用法：向待测液中先加入 2ml甲液，摇匀，再向其中加入3~4滴乙液，摇匀。如待测中存在蛋白质，则呈现紫色。 4、苏丹Ⅲ:用法：取苏丹Ⅲ颗粒溶于9５%的酒精中，摇匀。用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色(被苏 丹Ⅳ染成红色)。 5、二苯胺:用于鉴定ＤＮA。DＮA遇二苯胺(沸水浴）会被染成蓝色。 6、甲基绿:用于鉴定ＤＮA。DNA遇甲基绿(常温)会被染成蓝绿色。 7、５0%的酒精溶液 8、75%的酒精溶液 9、95%的酒精溶液：冷却的体积分数为9５%的酒精可用于凝集ＤNA 10、1５%的盐酸：和95％的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。 11、龙胆紫溶液：（浓度为0.01g/ml或0.02ｇ/ml)用于染色体着色，可将染色体染成紫色,通常染色３~5 分钟。(也可以用醋酸洋红染色) 12、２0％的肝脏、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁：用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。(新鲜的 肝脏中含有过氧化氢酶） 13、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液:用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作 用实验。 14、碘液:用于鉴定淀粉的存在。遇淀粉变蓝。 15、丙酮:用于提取叶绿体中的色素
电磁场的生物效应
电磁场的生物效应 对于磁场，物理学用磁场强度H和磁感应强度B来描述，物理学一开始用磁场强度H 来描述磁场，后来才发现了和电场强度相对应的磁感应强度B。严格地说，H和B不是同一术语，H是磁场，B是磁通密度（详细的分析可以参见《电动力学》），B是H所感应的磁场，所以B又叫磁感应强度。二者的关系为： B= u H 其中u是导磁率。 磁场可以产生于变化的电场（如电流就是变化的电场），也可以产生于永磁铁，地球就是一个巨大的磁铁，所以在地球表面的生物都会受到地磁场的作用，另外，人们还利用电、磁相互作用的原理制作了一些用来研究生物在各种不同强度下各种反映的仪器。 对作用和效应有影响的磁场参数有类型、磁强、均匀性、方向、作用时间等几个方面；就机体方面，对作用和效应有影响的机体因子有磁性、组成、种类、敏感性、部位和血流速度等几个方面。 生物效应：磁场从开始作用到看见机体的生物效应，一般有一段延迟时间。其主要原因可能是产生效应的磁场必须同时同方向地作用一段时间（叫物理作用时间），机体才发生明显的生物效应，累积的物理量中的大多数，可看作是产生生物效应的阈前量，并且是可逆的。所谓可逆是指磁场方向和坐标（器官、细胞、分子）方向发生变化时，其发生生物效应的可能性也变，甚至变得反相，因此应设法使磁场方向和机体方向的夹角不变，这样累积的物理量就可能达到阈值，产生可见的生物效应。 下面分别讨论地磁的生物效应以及磁效应在生物学中的一些具体的应用： （一）、地磁的生物效应 很多的星体周围都具有磁场，地球也有，我们称之为地磁场。地球近似一均匀磁化球，但有区变和日变，区变指因为区域的不同而不同，有的磁强差别很大。每天变化约0.0001——0.0004G/day。磁南（S）极在地球北极附近，磁北极在地球南极附近，平均的磁强为0.5G。 法国细菌学家巴斯德（Pasteur）1862年发现，地磁场能促进所有植物的生长，在S极下，青土豆比附近的成熟快些。 人体也同样是个磁体，也有两极。人站立时，上N极，下S极。平卧时则右侧是N极，左侧是S极，人正面是N极，背面是S极。在自然定律有所谓的稳态平衡，即此种状态下时物体最稳定，地球北极有磁S极，人睡觉时，头朝北，脚朝南，则人体处于稳态平衡，轻微的扰动不会影响睡眠深度，从而能改善健康。反之，则稍一扰动，就会失去平衡，睡得不安稳，甚至烦躁，失眠。 （二）、DNA新陈代谢与生物磁效应 脱氧核糖酸(DNA)是所有生物(一部分病毒除外)的遗传物质，也就是遗传基因的组合。DNA存在于细胞核的染色体中。DNA和核糖枝酸(RNA)统称为核酸。核酸具有复杂的结构：由嘌呤碱基或嘧啶碱基与戊糖形成核苷，一个核苷的糖上一个OH基被磷酸化时，变为核苷酸，面核苷酸借助于磷酸二酯键连接成一种特定次序(一级结构)，便形成核酸。戊糖中一个OH 基说O变为H时称为脱氧核糖核酸，DNA便是含脱氧核糖的核酸。DNA这种生物大分子具有复杂的双螺旋结构，螺旋的空间缠绕、曲折等还构成二级、三级等高级结构。核酸中诸原子主要是以共价键相结合，使整体结构稳定，保持遗传特性，两条螺旋中的碱基又以氢键相结合，使局部结构可能受到外界因素作用而发生畸变，由此可能产生变异。一些物理因素(如
电磁场的生物效应
电磁场的生物效应 1 “非热效应”与“特殊效应” 对于弱电磁场生物效应人们常用两个名词来描述，即“非热效应”和“特殊效应”。“非热效应”的定义不尽一致。按文献［1］所述，非热效应（athermal effect）定义为：当生物系统吸收电磁能量后，产生的不可归属于温度变化的生物学变化。有人认为这个定义不够科学，因为判断“不可归属于温度变化的生物学变化”在实验中是非常困难的。众所周知，生物介质的电磁特性具有高度的不均匀性，在弱电磁波照射下可能出现组织内的热点（局部温度过高），而组织的宏观平均温升却非常小，由这种热点引起的效应能否叫“非热效应”？有人认为，所谓的热“点”其空间尺寸是远大于微观分子尺寸的，在热“点”所包围的空间尺寸中各自由度的能量是满足玻尔兹曼平衡分布的。那么，在这种情况下热点引起的效应仍然是热效应，而这时的能量分布、温度分布不均匀是由于热传导不及时的缘故。但是，如果微波传递的能量对分子各自由度的能量具有选择性时，即这时介质各自由度的能量不满足玻尔兹曼平衡分布，这样的情形就应该属于非热效应。此外，与传统加热方式相比微波对生物组织的致热作用是非常迅速的，有实验证明［2］这种快速加热也可以引起一些特殊的效应，这种效应能否叫非热效应？有鉴于此，不少文献把微波辐射下区别于传统加热引起的效应叫“特殊效应”。 2 近年来弱电磁场（波）生物效应实验研究进展 多年来弱电磁场（波）生物效应的实验研究已积累了大量的数据，但许多数据充满着分歧与矛盾（见表1），使我们仍然不能对弱电磁场（波）是否对人体健康造成危害下明确的结论。 目前认为造成上述结果的原因有以下三点：（1）实验设计不够严密和严格；（2）实验结果没有重复性；（3）实验结果虽有可重复性，但辐射强度还不够低，通常可导致局部的温升，而这又不易测量。 第一种情况的确是值得重视和注意的。在1997年9月14～19日召开的世界医学物理和生物医学工程会议上，F.Schonborn及其合作者发表题为“RF实验条件”的文章专门阐述了微波辐射条件的严格控制问题［7］，包括电磁场强度的空间和时间分布，载波频率，调制频率等等参数的控制和测量问题。 表1 弱电磁场（波）生物效应实验研究文献结果摘要 辐射特性有否有生物 电磁效应 所测效果参考文献 CW-2,450 MHz 有EEG谱（鼠） ［3］Thuroczy.94
气候变化对生物多样性的生态效应
气候变化对生物多样性的生态效应 摘要：地球气候的变化是经常发生的,但是当前全球气候变暖是由于人类本身的各种生产活动形成的温室效应所引起。它的影响将逐渐超过气候的自然变化,成为世界气候变化的主要趋势。本文着重讨论下列几个问题：综述了全球变化的现状,讨论了全球气候变暖对生物多样性的影响机制,并从全球变暖与生物多样性之间的正反馈因果关系出发,指出生物多样性对全球气候变暖的重要价值,同时也提出了气候变化对生物多样性造成影响的应对策略。 关键词：气候变化；全球变暖；生物多样性 The ecological effect of climate change on biodiversity JIN Weilin Abstract The earth's climate change is often happens, but the current global warming is caused by human itself that the greenhouse effect is formed from all the production activities. Its influence will gradually exceed the natural climate change itself and become the main trend of the world climate change. This article emphatically discussed the following a few questions: Review the present situation of the global change, and discussed the influence mechanism of global warming on biodiversity, and based on the causal relationship of the positive feedback between global warming and the biodiversity, point out the important value of biodiversity on global climate warming, and put forward the strategies. Key Words climate change; global warming; biodiversity 全球变化是目前涉及领域广泛的生态学热点之一，它包括全球气候变化、土地利用和覆盖的变化、养分生物化学循环以及刚刚划入该领域的生物多样性丢失等方面内容。在过去很长一段时间内生物多样性的研究并不属于全球变化的范畴,而是与全球变化、生态系统的持续发展并列为全球生态学研究三大热点论题。生物多样性最近被划为全球变化领域是由于生物多样性已不是孤立的局部的现象,而是和全球变化的其他内容密不可分的：一方面全球气候等的变化会影响到全球生物多样性的变化；另一方面，生物多样性的变化也必定会影响到陆地和海洋生态系统的功能，从而影响全球气候变化、养分循环和地球化学循环。生物多样性已和全球气候变化并列为全球变化的重要内容。而全球气候变化，特别是由CO2等温室气体浓度升高引起的全球变暖对生物多样性的影响将成为今后全球变化研究的重点。1．全球变暖概况 近十多年来，世界各国已逐渐对全球变暖形成共识：地球在持续“升温”，在过去100年上升了14℃。据世界气象组织和联合国环境规划署联合组建的政府间气候变化专家委员会（IPCC）第三次评估结果显示：20世纪是过去2000年中最温暖的100年。有资料表明，近150年最暖的12年中有11年出现在过去12年中。 1.1．原因
红外线的生物学效应
红外线(Infrared rays)是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射(Infrared radiation).太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75～1000μm.红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75～1.50μm之间；中红外线,波长为1.50～6.0μm之间；远红外线,波长为6.0～l000μm 之间.近年来,由于检测设备的完善及研究的深入,人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识,获得了许多进展.红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中,与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现.本文在此主要对红外线的生物学效应机理及其临床应用研究的现况进行介绍. 一、红外线生物学效应的机理 红外线是一种电磁波,当它通过放射方式辐射到物体时,被物体吸收的辐射能传递给物体内的原子、分子等粒子,使这些粒子发生不规则运动,引起物体的升温作用,称为远红外线的一次效应,也称为增温效应.产生一次效应的同时,物体也随之发生其他的化学、物理等改变,这称之为物体吸收远红外线辐射后产生的二次效应,也称为继发效应. 红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力.外界红外线辐射人体产生的一次效应可以使皮肤和皮下组织的温度相应增高,促进血液的循环和新陈代谢,促进人的健康[1] .红外线理疗对组织产生的热作用、消炎作用及促进再生作用已为临床所肯定,通常治疗均采用对病变部位直接照射.近红外微量照射治疗对微循环的改善效果显著,尤以微血流状态改善明显.表现为辐照后毛细血管血流速度加快,红细胞聚集现象减少,乳头下静脉丛淤血现象减轻或消失,从而对改善机体组织、重要脏器的营养、代谢、修复及功能有积极作用[2]. 红外线对人体产生二次效应的机理目前尚未完全清楚. 有学者认为远红外线可对细胞产生共振作用,主要是引起细胞内外水分子的振动,使细胞活化,发生一系列有益于健康的细胞生物化学及细胞组织化学改变[1].也有人认为波长8～14微米的远红外线可称为“生命光线”,能够显著改善人体微循环.它作用于人体水分子时可对人体内老化了的大分子团产生共振使之裂化,重新组合成较小的水分子团,在这个过程中,吸附在老化的分子团表面的污染物质得以去除,水的比重上升,附着于细胞膜表面的水分子增加,增强了细胞的活性和表面张力.由于渗透细胞膜的水分子增加,细胞内钙离子活性加强,因此增强了人体细胞的正常机能,使杀菌能力、免疫能力等均有所提高.此外,生命光线还可以使血液中不饱和脂肪酸的二重键或三重键被切断,饱和脂肪酸不容易再被氧化成血脂[过氧化脂质],减少了血管内脂质的沉积,使血管壁光滑,从而减少动脉硬化、白内障等心血管疾病或眼科疾病的发生,对人体健康起着良好的促进功效[3]. 庞小峰研究了由ATP 分子水解释放的生物能量传递的机制和特点,认为红外线对生物(包括人)所具有的生物效应和医学功能主要来自红外线的非热生物效应.1～7μm 的红外线波可以透射过皮肤到细胞上,被蛋白质分子吸收.蛋白质分子能够而且也只能吸收或发射出1～3.5μm 和5～7μm 波长的红外线,这一范围波长的红外线吸收后能导致蛋白质分子中的酰胺键的量子振动,从而可使生物能量顺利地从一处传递到另一处,使生命体处于正常状态,保持生命体的生长、发育及健康.维持生命系统正常运行的生物能量是由ATP 的水解提供的,但是,一旦ATP 分子或ATP 酶(ATP 的水解需要酶的参与) 或水不足,或者蛋白质的结构和构象改变或畸变等等原因,便可使提供的生物能量不足以引起酰胺键的正常振动或生物能量不能正常传递. 生物组织在得不到足够能量时,便不能正常生长,会诱发出各种疾病. 在这种情况下,若能用具有上述波长的红外线照射,并能被蛋白质吸收,就可以使蛋白质分子恢复正常和正常传递生物能量,从而可能使生物组织从病态恢复到正常状态,使疾病得到治疗. 在红外线医疗仪的临床试验中也证明,对生物体或人有一定医疗效果的红外线也正好是
水生植物的生态效应
水生植物的生态效应 水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外,通常只是间接地参与污染物的分解,通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复,植物在水污染控制中生态效应主要表现在以下方面。 1.1物理作用 覆盖于湿地中的水生植物,使风速在近土壤或水体表面降低,有利于水体中悬浮物的沉积,降低了沉积物质再悬浮的风险,增加了水体与植物间的接触时间,同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。此外,植物的存在削弱了光线到达水体的强度,阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖,尤其是在浮萍类植物的湿地系统中比较常见。植物的存在对基质具有一定的保护作用,在温带地区的冬季,当枯死的植物残体被雪覆盖后,植物则对基质起到很好的保护膜作用,可以防止基质在冬季冻结,以维持冬季湿地系统仍具有一定的净化能力。植物对基质的水力传导性能产生一定的影响,植物的根在生长时对土壤具有干扰和疏松作用,当根死亡或腐烂后,会留下一些管型的大孔隙,在一定程度上增加了基质的水力传导性。淹没于水中的水生植物的茎和叶形成的生物膜,为大量的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物组织上的生长提供了一定空间,埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动提供了巨大的物理活动表面,植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所。因此,植物地上和地下的生物膜对于湿地中发生的所有微生物过程都具有重要作用。 1.2植物对污染物的吸收作用 植物的生长和繁殖离不开营养物质,水体中的相当部分的营养物被植物转化或保存在植物体内。对于不同生活型的水生植物,普遍认为漂浮植物吸收能力强于挺水植物,沉水植物最差。与木本植物相比草本植物对污水中的污染物则具有较高的去除率,如有芦苇的湿地对NH+4-N的去除率接近100%,而无芦苇时,仅为40%～75%。定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物,并能妥善处理收获的植物,是保证污水中的养分被有效去除和防止对水体造成二次污染的唯一途径。植物的对污水的净化作用是植物吸收和微生物综合作用的结果,植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存。张鸿等研究表明,在种植水芹、凤眼莲的湿地中,硝化和反硝化细菌的数量均高于没有植物的湿地,水芹湿地的细菌数量多于凤眼莲湿地的细菌数量,但前者对氨氮的去除率却低于后者,说明人工湿地系统中对N的去除植物的吸收占主导地位。吴振斌等在进行的上、下行流的复合人工湿地系统的研究中,分别种植不同植物的湿地对COD、BOD5、TN、TP的去除效果均好于没有种植植物的对照湿地。湿地植物直接吸收和利用可利用态P,起到去P的作用,并且植物的生长状况直接影响到植物的去除效果,植物的良好长势是对P去除的保证。 1.3植物根系释放 湿地系统具有明显的缺氧环境,湿地中氧的传播速率约为陆地环境氧的传播速率的万分之一。水生植物则具有适合在缺氧条件下生存的结构与特征,包括茎肥大,茎和根的中心具有较大的组织,茎中空,具浅根系等。植物的这种特殊结构,有利于氧在其体内的传输并能传递到根区,不仅满足了植物在缺氧环境的呼吸作用,而且还可以促进根区的氧化还原反应与好氧微生物的活动。将光合作用产生的氧传递到根区,在根区的还原态的介质中形成氧化的微环境,根区有氧区域与缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物提供了各自的小生境,使不同微生物都能发挥各自的作用。氧在植物根部的释放主要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。植物通过吸收而在根部释放氧是由其本身的结构所决定的,植物的结构阻止了其在径向的泄露,并努力使释放到根区的氧的损失减少到最小。氧的释放率一般在根的亚顶端区域最高,并随距离根尖的增大而降低。水生植物具有对流型通气组织,其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度,这种对流型的气体的流动明显增加了可供氧根的长度,同时还可以通过氧化和脱毒减少根部一些潜在的有害物质。除了根系可以释放氧外,根系还可以释放其它物质。一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌
生物体内电学特性及其在电磁场中的变化
生物体内电学特性及其在电磁场中的变化 刘豪 （哈尔滨工业大学材料科学与工程学院材料科学与工程系，哈尔滨 150001） 摘要：随着电气工业以及通讯业的日益快速发展，电磁技术的应用给人类创造了巨大的物质文明的同时也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁场生物效应的发生与发展与电磁场本身的特性以及生物组织的电磁学性质密切相关，而生物组织的电磁学性质又随着电磁场频率的变化而变化。我们将探讨不同电磁辐射作用下生物组织的电磁学特性变化，分析不同类型电磁场对于生物体产生的一些具体的影响，并对于电磁辐射影响健康的机理及其防护策略进行初步的研究。 关键词：电磁辐射；生物效应；生物组织；电磁特性 人们生活的空间中交织着大量的电磁波，有环境中本来就具有的宇宙辐射、地磁场等，也有人为制造的各类电磁波如广播电磁波，无线通信电磁波以及工频电磁波等。电磁场与生物体相互作用的本质是电磁场与构成生物体的各个层次的物质之间的相互作用，生物组织处于不同频率的外加电磁场中其表现的电磁特性会发生变化，不同场强、频率、振幅的电磁场所作用的对象也有所不同，同时电磁场与生物作用的时间长短不同所产生的生物效应也不同。研究生物组织的电磁特性是研究电磁场与生物体之间相互作用的基础，对于电磁辐射影响生物组织的电磁特性的研究可以明确电磁场生物效应产生的微观机理，从而可以进行有效的防止或者减少电磁场对生物体的负面影响。 从电磁学角度来看，生物体是由大量细胞构成的具有复杂电磁性质的容积导体，对于生物体在电磁环境下其电磁性质的改变的研究可以揭示电磁场中生物体对于电磁能量的吸收及其与电磁场之间的耦合特性。电磁场对于生物体电磁特性的影响在诸多领域都将得到具体应用。[1] 1 电磁辐射作用于人体的原理 在电磁场中，生物分子既不是纯粹的导体，也不是纯粹的绝缘体，而是电介质。由交变的电场、磁场产生的电磁波在空间传播时与生物体作用可以被生物体物质吸收。生物体在交变磁场中受到电磁辐射的作用一般会发生以下的生物效应： 1.1热效应 电磁辐射作用于人体后，一部分被反射，另一部分被吸收。人体组织主要是由水分子和蛋白分子组成，它们是一种极性分子，在没有外电磁场的作用时由于热运动使之处于不规则的随机状态。因此整个组织不显电性，当受到外加交变电磁场的作用时，极性分子就会被极化由杂乱无章的排列开始重新排队。在交变电磁波不断作用的情况下，极性分子间摩擦生热从而使机体产生热量，从使蛋白变形酶失活，进而影响机体各项生命活动。 当辐射功能密度较大时，人体吸收的辐射能转化的热量超过人体温度调节能力，会引起局部体温明显升高从而引起生理紊乱。热效应将损伤对热比较敏感的器官，比如眼睛、大脑等。[2] 1.2 非热效应 在电磁场的辐射下，人体的有些组织不易显示出热效应，但是会造成一些非热效应。这是因为人体具有保持恒温的自我调节能力。当电磁辐射产生的比吸收率小于某一数值时，人体的温度不会升高，故不会有电磁辐射热效应。当人体吸收电磁辐射的功率超过一定数值时，人体温度才会升高，即电磁辐射的阈值效应。通常静电场、恒定磁场、低频磁场引起非热效应。非热效应也会对人体产生一些影响，比如常见的人体失衡、头晕、失眠、疲劳、恶心等
综述--磁场的生物学效应(以人为对象)
磁场的生物学效应(以人为对象) 摘要:磁场作用于生物体后产生一系列的生物学效应, 这种观点已被多年来的许多实脸所证实。早在1896年, 磁场对神经系统作用的研究就已被报道出来。后来, 磁场杭炎，促进骨生成，促进血管神经再生等作用相继被发现。近几十年来，关于磁场对生物体的作用，从流行病学调查到实脸室研究也都有了一定进展。如今，磁场的生物学效应研究已成为物理医学研究的热点。本文就近年来以人为对象的磁场生物学效应研究的热点与进展作一简要综述。 关键词: 磁场; 生物学效应 生物磁学是研究物质磁性和磁场与生物特性及生命活动之间相互联系相互影响的一门新兴边缘学科。随着研究的深入，磁场作用于生物的效应与机理有了新的更深刻的认识。 1 应用于生物处理的外磁场类型 不同磁场的类型及其物理参数（场强大小、均匀性、方向性、作用时间等）会导致不同的磁场生物效应。变化磁场又因频率高低不同、作用时间长短不一也会产生不同的生物效应。[1] 2 磁场基本的生物学特性 磁场能在机体内引起电动势而作用于机体，从而对生物体产生不同的生物学效应。这里所谓的生物效应包括正生物效应和负生物效应。磁场并非越大越好，也不是越小越好，而是特定的强度和作用时间会产生不同的效果，称为“窗口效应（window effect）”，而这个恰到好处的窗口是要靠不断的摸索才能找到的。
另外，生物是具有磁性的，从分子、细胞、组织器官中任一层次分析看，其体内都存在着顺磁性物质与逆磁性物质。每个生物细胞都可以看做一个微型电池，也可以看做一个微型磁极子。首先，体内存在着带电离子（表2），电荷运动产生磁场。其次，由于细胞膜内外各种离子具有不同的通透性，且分布不均匀，膜内外存在电位差，离子在细胞膜上离子通道中迁移时也会产生一定的生物电流。生物体的磁性、组成、种类、敏感性等同样会影响到生物学效应。 生物体内存在着顺磁性物质与逆磁性物质。顺磁性物质与磁场弱相吸引，在外加磁场作用下产生与外加磁场方向一致的磁场，比如脱氧血红蛋白等。逆磁性物质与磁场弱相斥，在外加磁场作用下产生与外加磁场方向相反的磁场，比如水和脂肪等。由于这种磁性，外加磁场、环境磁场和生物体内的磁场都会对生物组织和生命活动产生影响，即磁场的生物效应。 [2] 磁生物效应一般具有几个特点1）窗口性：生物体只对某一特定强度的磁场产生效应2）阈值性：磁场在某一范围内才能引起生物效应3）滞后性：生物体必须经过一段时间才能表现出相对应的磁场作用4）协同性：很弱的外加磁场能激发很强的生物响应。 3静磁场曝露限值导则（2009）国际非电离辐射防护委员会 工业用和医用静磁场技术的快速发展，导致人体静磁场曝露增加，并促进了许多对其可能产生的健康影响的科学研究。世界卫生组织（WHO）最近在环境健康准则项目（WHO 2006）中提出了关于静态电场和磁场的健康准则文献，文献包括对静场曝露生物效应的复核。[3] 1)曝露源 地球的自然静磁场约为50μT，根据地理位置不同在30~70μT间波动。较高的直流输电线下方产生的磁通密度量级为20μT。快速磁悬浮客运列车在靠近电动机处产生的磁通密度较高。然而，无论磁悬浮列车还是常规电气化列车，乘客车厢内的场强都相对较低——低于100μT，但是乘客车厢地板下的感应电机会导致车厢地板水平区域的局部磁场达几个mT（WHO 2006；ICNIRP 2008）。其他在居所和职业环境中的静磁场源包括磁夹扣和磁附件（如箱包、纽扣、磁性的项链和手链、磁性腰带、磁性玩具等中的）中的小型永磁体产生的局部静态场超过0.5 mT。 在磁共振过程中，磁通密度通常为0.15~3Ｔ，且曝露时间限制在１小时以内，但也可能会持续数个小时（Gowland 2005）。这类医疗过程同样会增加职业曝露，尤其是对医疗专业人士（外科医生、放射科医师、护士和技术人员）而言。在医疗专业人员必须非常近距离处理病人的紧急情况下，工作人员遭受的曝露也会增加。此外，当移动病人进/出MR系统时，工作人员也会遭受短时间的曝露。最后，参与制造或维修此类MR系统的工作人员也会职业性地曝露于高静磁场中。 诸如热核反应堆、磁流体动力系统、超导发电机等高能技术也会产生强场。在研究机构使用的气泡室、粒子加速器、超导光谱仪、同位素分离装置等设备的周围，也会出现高磁通
生物与电磁学
生物与电磁学 [摘要] 本片文章一方面描述了生物活体特别是人体自身的电磁过程及其与生命活动的关系和宏观表现形式。生物体的各种电磁信号及其性质。另一方面，描述了外界电磁场对生物活体的作用以及各种电磁场对生物系统的各种生物学效应。 [关键词] 生物电磁信号；生物热效应；生物非热效应 Biology and electromagnetism Abstract：The article describes the one hand, living organisms, especially the body's own electromagnetic process and its relationship with life activities and macro forms. A variety of organisms and the nature of electromagnetic signals. On the other hand, describes the external electromagnetic field effects on living organisms and a variety of electromagnetic fields on biological systems of various biological effects. Key words：Bio-electromagnetic signals;Bio-thermal effect;Non-thermal effects of biological 生物中的电与磁 生物体电磁信号的内容相当广泛，包括心电、心磁、脑电、脑磁、生物阻抗和神经肌电刺激等等。生物体电磁信号帮助我们研究生物体自身的电磁过程和其生命活动的关系。 心电与心磁 心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电。 心脏的心房和心室肌肉的周期性收缩和舒张伴随着复杂的交变生物电流，由此而产生了心磁场。上面提到1963年首次测得人体心磁场，其强度为-1010特斯拉。其随时间的变化曲线称为心磁图（MCG）。 脑电与脑磁 人脑可人为诱发出一种脑电变化，如心理事件或认知事件诱导出的脑电位变化，被称作事件相关电位（ERP、event-related potential），亦称为认知电位。事件相关电位一般都比自发电位微弱，这些微弱的信号常常被淹没在自发电位中难以觉察。要提取这些信号，可以对被试者多次进行事件刺激，每次都会产生一定的微弱信号，再通过计算机将含有这些微弱信号的自发电位进行叠加和平均化处理，由于自发脑电的波形与刺激间没有固定关系，但每次由相同事件诱发出的电位的波形则是一致的，这样，相同的诱发出来的电位就会叠加起来，越来越大，结果与事件相关的电位信号就会从自发脑电的背景中突显出来，这样就可以记录到事件相关电位。 脑磁技术（MEG）记录的是根据神经元的突触后电位所产生的电流形成的相关脑磁场信号。当动作电位沿细胞膜这到突触时，囊泡中的神经递质释放到突触间隙中，产生触后电位。突触后电位的时空跨距明显大于动作电位，在单位面积（数平方厘米）脑皮层的数千个锥体细胞几乎同步发放的神经冲动能够形成集合电流，并产生与电流
河流的生态功能及水文变化的生物学效应(一)
河流的生态功能及水文变化的生物学效应(一) 摘要：大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以......关键词：河流生态功能水文变化生物学大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。 淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题，如何评价这些影响并提出缓减措施，是未来水利水电建设必须解决的问题，认识河流的生态结构与功能是评价的基础。基于这一认识，本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应，以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。一、河流的生态结构河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。 从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。二、河流生态功能河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。1生态功能-栖息地功能栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。 河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件，通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种2通道作用通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。河道由水体流动形成，又为收集和转运河水和沉积物服务。还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。 河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道，生物和非生物物质向各个方向移动和运动。有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流，从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说，河道既是栖息地同时又是通道。生物的迁徙促进了水生动物与水域发生相互作用(例如:鲑鱼溯河产卵的迁移活动。产卵期间溯河到达河流系统上游地段的那些产卵的和垂死的大量成熟鱼种为河流提供了营养物质输入和促进生物量的增加。因此，连通性对于水生物种的移动是非常重要的，同时河流上游源头地区从海洋中获得营养物质)。
第五章 生物对长期污染的生态效应与适应进化
第五章生物对长期污染的生态效应与适应进化 一、名词解释 1.内环境的变化：污染引起生物的生理变化，称为内环境的变化 2.外环境的变化：污染引起的“自然”环境的改变，称为外环境的变化 3.前适应：我们把生物在没有接受污染以前具有的性状特征在污染环境中也适 应的现象，叫做前适应 4.消极的生理适应性反应：指有些生物在污染条件下，能够暂时减弱或停止部 分生理代谢活动，在污染停止或降低时，再行正常的生理活动。 5.积极的生理适应性反应：在污染条件下，不少生物通过继续保持较高的代谢 活力，积极地适应污染。 6.大进化：种以上的进化叫做大进化 7.微进化：种以下的进化叫做微进化 8.椒花峨的工业黑化现象：在工业革命以前，在英国的曼切斯特，椒花蛾主要 的体色为浅色，很少有黑色个体；但随工业革命发展进行到20世纪60年代，黑色型的频率大大上升，出现在所有工业地区。 二．填空题 1.我们根据联合国环境规划署（UNEP）生物多样性公约普遍认同的生物多样性 3个层次，分别为__遗传_______、_____物种________和___生态系统____层次。 2.污染引起的生物生理性适应性反应有两个方面即__形态结构上的适应性 ______反应__生理上的适应性____反应。 3.遗传上的适应性反应表现在两个反面，一是_已有遗传基因库的减小_______ 的变化，二是__新的遗传变异来源的降低____________的变化。 三、判断题： 1.不同生态区域的自然种群间出现了高强度的选择响应，种群规模大幅度地减 小，伴随敏感种群或物种的消失，表现为遗传水平效应级别为中。（×）2.遗传漂变只在很小的范围内存在。因少量敏感物种或个体的消失，减小了局 部区域的遗传多样性水平，但对整体多样性水平没有大的影响。表现为遗传水平效应级别中。（√）
我国空气离子生物学效应的研究综述
我国空气离子生物学效应的研究综述 空气离子作为物质体而存在它对机体产生良好的生物效应用大气压电离四级质谱仪对空气离子进行分析其主要成份为 NO-2NO2H2O a,CO-n HNO2 (H2O)n,HC-2HNO2 (H2O)a,NO-2HNO2 (H2O)a, 当气压小于大气压时由电晕放电产生的负离子是NO-2H2O a,CO-3(H2O)a,NO-2(H2O)a;由射线产生的负离子是O-2(H2O)a,空气离子成份取决于气压离子漂移时间湿度和电场强度与气压比值E/P 一对生物体酶的影响 1单胺氧化本酶MAO主要存在肝肾脑细胞线料体内MAO的氧化脱氨基作用使用5-HT变为5-HIAA因而使游离的5-HT减少负离子促进MAO活性而正离子相反抑制其活性烧伤病人5-HIAA增多反映游离5-HT增多用负离子治疗烧伤病人疼痛减轻创面愈合快是由于负离子促进MAO活性使5-HT转化为5-HIAA的缘故用CS2染毒家兔兔血清肺脑组织中MAO活性降低吸入负离子可恢复其血清肺脑组织中MAO活性2细胞色素氧化酶Cyto-o负离子能促进Cyto-o活性加速细胞色素C的氧化还原作用使琥珀酸转化为延胡索酸负离子使应激后处于抑制的大鼠肝线粒体细胞色素氧化酶活性迅速恢复到正常水平3过氧化物酶pero与过氧化氢酶peroH参与体内氧化毒性产物H2O2的分解H2O2是具有强毒性羟自由(OH-)的前身因此这二种酶视为自由基清除剂对维持正常机体健康起重要作用负离子促进Pero及PeroH的合成4超氧化物歧化酶 SOD是O- 2自由基清除剂对于抗辐射损伤防治肿痛抗衰老抗类症等起重要作用 小暴露负离子7.5×104个/cm3 7天每天8个小时测定肺肝脑心的SOD活性结果都明显增强对小鼠暴露负离子15天每天4小时离子浓度4108个/cm3血中SOD 活性高于对照组419.5>334.5u/ml大鼠暴露负离子6.5-8.5×106个/cm3 230每天4小时结果大鼠红细胞及肝脏SOD活性大大增强血浆MDA丙二醛降低表示LPO脂质过氧化物减弱负离子参与SOD的诱导或通过呼吸链上的Cyto-o及Pero并促使氧化磷酸化 偶联更加紧密从而使O-2等自由减少保护了SOD继而使LPO减弱MDA减少MDA 是自由基导致LPO的终产物反映脂质过氧化损伤程度SOD MDA与炎症衰老肿瘤动脉粥样硬化工业中毒等密切相关提示负离子增强SOD活性降低MDA含量可能是负离子防治疾病的机理总之负离子所影响的酶很多但大部分均与生物氧化能量代谢生长发育抗衰老抗肿瘤抗炎症有关自由基换伤有关在酶活性受到其它因柴油干扰时负离子有调节其它活性的作用对正常机体内酶的影响似乎不明显 二缺氧反应 实验在低压氧舱中模拟进行小鼠暴露无遗负离子5-7104个/cm3, 在1000m高度急性缺氧条件下存活率和存活时间明显提高和延长3000m 高度缺氧条件下游泳耐力增强游泳时间延长长时间吸入负离子可加强急性缺氧条件下小鼠血中5-HT代谢使高水平5-HT超于正常人吸入高浓度负离子处于4000m高度缺氧的人体功能呈现善与提高趋势在7500m高度急性缺氧时可使有效意识时间延长因此负离子可作为飞行和高原特殊条件下医学保健新方法噪声性耳聋与缺氧有关负离子有增进内耳供氧提高听力的效应19只雄豚鼠观察负离子对其正常听域改变的生物效应另选26只分吸离子与对照组观察负离子对听觉保护作用处理8天后进行急性噪声暴露1小时用听觉电生物方法及微机电脑信息处理系统测试两组皮层反应域听阈结果吸入负离子后听阈平均降低 3.9dB(P<0.01)负离子有提高听力的效应预防性吸入3106个cm3三天每天3小时对急性暴露后的听力恢复比对照组快到第2天即恢复正常空气负离子改善内耳血流增进供氧和有氧能量代谢减轻内耳细胞疲劳
不同频率的电磁场的生物效应有什么区别解读
不同频率电磁场的生物效应的区别： ??? WHO以“国际电磁场计划”信息发布文件（Fact Sheets）的形式，在WHO网站上，公布了经该计划顾问委员会批准后发布的对不同频率电磁源与公众健康关系的官方意见。??? WHO 强调，不同频率的电磁源对生物体作用的机理是不同的。EMF曝露对生物系统产生何种影响，决定于电磁源的波长（频率）及其能量的大小。 ??? 电离辐射（IR）是频率极高的电磁波（X射线与γ射线），它具有足够的光子能量可把原子或分子内的电子撞出，产生带正电荷的离子及带负电荷的电子，即产生电离。对生物体，它能断开细胞遗传物质分子中的DNA化学键，并形成确定的健康危害。 非电离辐射（NIR）是针对电磁频谱中频率和能量较低的频段部分（波长大于100nm）的通用术语。在该频段中，光子能量太微弱，不足以产生电离，断开细胞分子间的化学键。它们包括紫外线（UV）辐射和可见光、红外线、微波与射频电磁波，以及极低频的电场和磁场。不论非电离辐射的强度有多高，都不能在生物系统中引起电离。但是，NIR会产生其他生物效应，例如发热效应和体内感应电流效应。WHO还强调，需区别“生物效应”与“健康危害”的实质性差别：当曝露引起某种可注意到或可检测到的生物系统内的变化时，就认为是出现了生物效应；而当生物效应超出了生物体正常的代偿范围时，就可能产生了负面健康影响，并导致某种健康危害。 WHO强调，生物效应并不都是有害的，有些甚至是有益的。例如，日光产生热量使皮肤中血流加快；日光的曝露可御寒，或帮助躯体活化维生素D等，就是有益健康的例子。但日光灼伤或可致皮肤癌等则属有害的健康影响。 射频（RF）场属非电离辐射范围。产生射频场的电磁源包括显示器与视频显示单元（3～30kHz）、调频无线电（30kHz～3MHz）、工业感应加热器（0.3～3MHz）、微波加热、透热疗法（0.3～3GHz）、雷达（0.3～15GHz）、卫星、微波通信（3～30GHz）以及太阳光（3～300GHz）。射频范围内电磁场曝露产生的生物效应主要是生物体内的热效应和体内感应电流。 ??? 超过10GHz频率的射频场，因频率高，故大部分能量在皮肤表面上被吸收，只有非常小的能量渗透到皮下组织之中，对10GHz以上的频率，用场的强度即功率密度来度量，以每平方米的功率（W/m2、mW/m2或μW/m2）计量。在射频场的功率密度为1000W/m2以上时，才会通过细胞杀伤产生有害健康影响（如白内障和皮肤灼伤）。如此高的功率密度在日常生活环境中是遇不到的。只有在非常靠近强力雷达的附近才可能出现，但这些区域是禁止人们逗留的。??? 低于10GHz（到1MHz）频率的射频场能渗透到组织内，并由于吸收而产生热效应。渗透的深度随着频率的降低而变深。该频段射频场在体内组织中的吸收可以用一定组织质量内的比吸收率（SAR）来度量，SAR的单位为瓦每千克（W/kg）。在此频率范围内，至少4W/kg的SAR曝露才会产生已知的有害健康影响。这种强度的曝露只在离FM调频天线几十米处才可能出现，这些区域是禁止人们进入的。 ??? 1MHz～10GHz频段中，躯体组织内的感应产热可激起各种生理与热调节上的反应，包括完成任务的能力降低，但这种有害影响在组织或躯体温升超过1℃时才会出现；对胎儿发育、男性生育能力的影响或出生缺陷、白内障等危害可在温升2～3℃时出现，但这种曝露在日常生活环境中是不会遭遇的。 ??? 低于1MHz的射频场的热效应未达到值得注意的程度，但是它在生物组织中感应电流和电场。体内电流密度以安培每平方米（A/m2、mA/m2）度量，感应电流至少要超过100mA/m2才会对生物体的正常功能产生干扰，或导致非主动性的肌肉收缩。美国电气电子工程师协会（IEEE）则认为采用体内电场强度（V/m）来作为限制曝露的基本限值更为直接，并相应规定了生物体内特定部位电场强度的允许基本限值。 ??? 目前的移动电话系统采用800～1800MHz工作频率。移动电话使用者受到的曝露高于居住在蜂窝基站附近的人群，但移动电话只是在呼叫时发送较强的射频电磁能量，而基站则是连