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生物體內的電與磁

生物體內的電與磁. 內容. 電鰻. 電鰻是怎樣利用電來獵食？一條強壯的電鰻可以產生 600 伏特的電壓，電流可高達 1 安培。. 電鰻特徵. 電鰻分佈於亞馬遜河下游和其周邊的湖沼，體長２ｍ，適宜於弱酸性水質生長，若把餌料投入水族箱刺激牠，牠便會開始發電，最高發電量為９００伏特，或許因牠視力不佳，而讓牠具有如此特異功能吧！取放時須特別小心觸電，餌料方面可投與泥鰍、金魚或生魚片。. 生物體內的電. 十八世紀末， 賈法尼 以銅製的解剖刀碰觸到置於鐵盤內的青蛙，發現其立刻產生抽搐現象，因而認為有微電流流過。. 那這電流從哪裡來 ? 這要從電池的發現談起。. 伏打電池的發明.

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生物體內的電與磁

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Presentation Transcript

  1. 生物體內的電與磁

  2. 內容

  3. 電鰻 • 電鰻是怎樣利用電來獵食？一條強壯的電鰻可以產生600伏特的電壓，電流可高達1安培。

  4. 電鰻特徵 電鰻分佈於亞馬遜河下游和其周邊的湖沼，體長２ｍ，適宜於弱酸性水質生長，若把餌料投入水族箱刺激牠，牠便會開始發電，最高發電量為９００伏特，或許因牠視力不佳，而讓牠具有如此特異功能吧！取放時須特別小心觸電，餌料方面可投與泥鰍、金魚或生魚片。

  5. 生物體內的電 十八世紀末，賈法尼以銅製的解剖刀碰觸到置於鐵盤內的青蛙，發現其立刻產生抽搐現象，因而認為有微電流流過。

  6. 那這電流從哪裡來? 這要從電池的發現談起。

  7. 伏打電池的發明 • 義大利科學家伏打發現兩金屬疊和起來有電流產生，進而發明出伏打電池。

  8. 伏打電池的發明 • 「伏打電池」是由伏打所發明。其構造如右，將鋅片、銅片依序堆放起來，中間夾著浸透鹽水的布，並以鹽橋連接。 • 右圖為伏打完成歷史上第一個電池。

  9. 伏打電池的構造與用法 • 「伏打電池」是由伏打所發明。將鋅片、銅片依序堆放起來，中間夾著浸透鹽水的布，便可形成一個電的通路，產生電流。

  10. 電池離子移動產生兩極 • 鋅銅電池的化學活性： 活性：鋅＞銅。 • 鋅片失去電子而溶解當負極。 • 銅 離子得到電子而析出是為正極。

  11. 伏打電池兩極的產生 • 在電池裡放出電子的一極（如一般乾電池的屁股…..或鋅銅電池的鋅極）叫做『負極』，另一端電流流出，叫做『正極』。

  12. 化學反應 • 負極反應：Zn→Zn2++2e- • 正極反應：Cu2++2e-→Cu • 總反應 ：Zn+Cu2+→Zn2++Cu

  13. 具伏打電池功能的生物—電鰻 • 電鰻體內有一些細胞就像小型的伏打電池。電鰻體內從頭到尾都有這樣的細胞，就像許多疊在一起的疊層電池。

  14. 電細胞 • 有一種海水魚，叫做電鰩，身上大約有2000條「電斑串」並聯排列，而每串中約有1000個電斑。因為電斑細胞串在一起的關係，使魚身體不但很長，加起來的電壓也夠高。

  15. 電斑的特性 • 在神經信號的推動下，一種叫做電斑的生物細胞會忽然允許一個離子流（即電流）通過它的細胞膜。這種電魚從頭到尾有一連串這種細胞，因此總電壓就是每個細胞電位差的總和（細胞的內外電位差約為0.15伏特），由頭到尾算起來，電壓也很可觀。魚身上有很多條這種一連串的細胞並聯排列，使它對外有足夠的電流來獵殺食物或嚇跑敵人。

  16. 問題 為什麼電鰻放電不會電死自己？放屁不會臭死自己？ 電鰻的放電器官在身體的兩側，而且牠大部分的身體或重要的器官都由絕緣性很高（電阻很大）的構造包住，在水中就像是一個大電池。我們知道電流會由電阻最小的通路經過，所以在水中放電時，電流會經由水（電阻比電鰻身體小）傳遞，電鰻並不會電到自已。但如果電鰻被抓到空氣中，因空氣的電阻比牠身體的電阻更大，放電的話就會電到自已了。另外，如果電鰻受傷使兩側的絕緣體同時破損的話，放電時就會像兩條裸露的電線一樣發生短路的現象。

  17. 鯊魚實驗-1 • 科學家曾做一實驗 : • 將一活比目魚埋在沙子裡,鯊魚會很快將之吃掉,證明鯊魚的嗅覺特別靈敏.

  18. 鯊魚實驗-2 • 另外,科學家用導電之瓊脂盒將比目魚罩起,再將之埋在沙子裡,鯊魚依舊能找到牠. 若以一絕緣罩將比目魚罩住, 鯊魚即無法找到牠了.為求更加確定此推論,它們索性將兩根電極埋在沙中,鯊魚便立即向電極進攻了.

  19. 帶有磁性的微生物 • 在許多河流的出海口，都可以找到一些細菌，如果將這些細菌放到顯微鏡下觀察，可以發現到一極為有趣的現象，在北半球分離到的磁性細菌會向北游動，而在南半球分離到的細菌則會向南游動。

  20. 磁性細菌的特性1 • 有些科學家花了許多時間研究這類的細菌，結果發現具磁性的細菌有一些共同的特徵，? 牠們屬於格蘭氏陰性染色的細菌，具有各種形狀，通常具有鞭毛，能夠游動。? 牠們對於氧氣表現出負趨性，也就是會游離具高氧氣濃度的地方。

  21. 磁性細菌的特性2 在許多淡水區域都可以找到此類細菌，尤其是喜歡存在於氧氣與無氧氣的過渡區。 此些細菌在體內均具有所謂的“磁性體“，磁性體的大小均為35-120nm（即需要排列10萬個成一列才會有1公分長），這種大小最適合形成穩定、單一的磁性區域。

  22. 侯鳥如何找出方向來導航? • 一百多年前科學家提出動物利用地球磁場來導航的假說，然而至今磁場感應的機制迄今仍舊未知。

  23. 與磁性細菌有關嗎? • 在科學家們猜測生物的遷徙行為中（侯鳥、蝴蝶、魚類）其辨識方向的能力可能與牠們體內具有的微細磁鐵有關同時，也令我們猜測是否有這些磁性細菌存在在生物體內。

  24. 火星之謎 • 美國國家航空暨太空總署的研究指出編號ALH-84001火星隕石新成份所作的研究顯示火星曾經有生命存在。 研究更發現這枚隕石的火星磁鐵礦結晶與地球的趨磁性細菌之間有類似之處。

  25. 謎團待解 • 另外有幾個謎仍待解開： • 到底這些細菌是如何合成磁鐵的？? • 這些磁性體生物機能是否有影響？ • 這些細菌在水中的重要性有哪些？

  26. 浩瀚的地球 有太多事物待你我探索

  27. 記住, 永遠不要失去好奇的那顆心

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