电鱼与伏特电池

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1、会放电的鱼　　　　一次，一个远洋捕捞船队的一个检修人员潜到水底，突然触到了什么东西，他立即感到四肢麻木、浑身战栗起来。　　他们不知出了什么怪事，询问当地渔民后才知道，原来，是一种栖居在海底的鱼在作怪。这种鱼叫电鳐，能够放电，让人四肢麻木、浑身战栗。　　能够放电的鱼，人们把它们统称为“电鱼”。　　目前，世界上已经发现有500多种电鱼。电鱼用放电来自卫或捕食。非洲的电鲶，可产生350伏的电压，能击死小鱼，也可将人畜击昏；北大西洋的巨电鳐，能产生60伏、50安的电脉冲，功率高达3千瓦，大鱼被电到也难逃一死。中南美洲的电鳗，其发电

2、电压更可以高达800多伏，是电鱼中电压最高的。　　一条活鱼，怎么能够放电呢?从身体里往外放电，不是把自己也给电着了吗?　　原来，电鳗是活的“发电机”。它尾部两侧的肌肉，是由有规则地排列着的6000—10000枚肌肉薄片组成，薄片之间有结缔组织相隔，并有许多神经直通中枢神经系统。每枚肌肉薄片像一个小电池，只能产生150毫伏的电压，但近万个“小电池”串联起来，就可以产生很高的电压。电鳗尾部发出的电流，流向头部的感受器，因此在它身体周围形成一个弱电场。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动，并能根据监视分析的结果指挥

3、电鳗的行为，决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。有人做过这么一个实验：在水池中放置两根垂直的导线，放入电鳗，并将水池放在黑暗的环境里，结果发现电鳗总在导线中间穿梭，一点儿也不会碰导线；当导线通电后，电鳗一下子就往后跑了。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。电鳗放完体内蓄存的电能后，要经过一段时间的积聚，才能继续放电。由此，巴西人捕获电鳗时，总是先把家畜赶到河里，引诱电鳗放电，或者用拖网拖，让电鳗在网上放电，之后再轻而易举地捕杀失去反击能力的电鳗。经观察电鱼电器官是由许多电板的盘形细胞组成，这些细胞以柱状排列。每一电板

4、浸在细胞外胶质中，被结缔组织包围。电板的一面上有神经，胶质有毛细血管网。各种电鱼电器官的位置、形状、电板数都不同，如电鳐电板有200万块，电鲶有500万块。这些电板都浸润在细胞外面的胶质中，由于胶质可以起到绝缘作用，所以电鱼的发电器官发出的电不会使自身触电。电鱼的电器官一般起源于尾肌或鳃肌，也有起源于眼肌或腺体的。所以电板膜也像神经元的肌纤维膜一样对各种离子有不同的通透性，因而造成电板膜电位。在神经脉冲的作用下，膜的通透性发生变化，即产生离子流或电流。单个电板产生电流电压不大，而电鱼体上几百个电板产生的电压就相当大了，如电

5、鳗每块电板的电压只有150毫伏，200万块电板电压就有3亿毫伏，据测算电鳗每克体重平均输出功率为1瓦，而轻便的汞电池仅有0.003瓦，汽车轮胎电池更小仅0.001瓦。电鱼这种非凡的本领，引起了人们极大的兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究，还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。　　科学家们发现，除了电鱼能发出强烈的电流以外，世界

6、上一切动物体都能产生微弱的电流。这种由生物体产生的电，就叫做生物电。如果没有生物电，世界上的一切动物也就不会存在。生物电就是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。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

7、、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

8、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。