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第1章 生物组织的电磁结构和特性 1

1．1 在生命系统中的电磁相互作用 1

1．2 生物分子的电磁特性 4

1．2．1 蛋白质分子的电磁特性 4

1．2．2 蛋白质分子和周围体液组成的系统的电磁特性 7

1．2．3 核苷酸和DNA（或RNA）的电磁特性 9

1．3 生物膜和生物中的微量离子的电磁特性 11

1．3．1 生物膜的结构及电磁特性 11

1．3．2 生物膜上的离子及它的静息电位及离子泵产生的电流 14

1．3．3 神经系统中神经元上的动作电位及其传递 17

1．4 水的电磁特性和它的生物功能 20

1．4．1 水在生物体中的分布 21

1．4．2 水在体内的存在形式 23

1．4．3 水分子的电磁特性及它的导电和磁化效应 23

1．4．4 水的生物功能 28

1．5 生物组织中的质子传导特性 29

1．5．1 水的导电和磁化机理及特性 29

1．5．2 α螺旋蛋白质分子中的质子传导 35

1．6 生物组织中的电子传导 35

1．6．1 电子转移的氧化还原反应 36

1．6．2 电子在线粒体的呼吸链上的传导 37

1．6．3 电子传递的一个理论 41

1．7 生物体和人体的电学特征 43

1．7．1 生物体和人体的电磁特性 43

1．7．2 生物组织的电学特性 43

1．8 生物组织的磁性特征 45

1．8．1 生物磁性产生原因 45

1．8．2 生物磁性的特性 46

1．8．3 生物磁性的检测 47

1．9 心脏的电学特性及心电图 48

1．9．1 心脏的电学特性 48

1．9．2 心电图及其特点 49

1．9．3 心电图的测试 50

1．10 脑的电活动及脑电图 51

1．10．1 脑和中枢神经系统的结构与功能 51

1．10．2 神经兴奋传递的过程 53

1．10．3 大脑皮层的结构及电活动特性 56

1．10．4 脑电图 58

1．10．5 诱发脑电图 60

1．11 血液的电磁特性 61

1．11．1 血液流动产生的电磁效应 61

1．11．2 电泳技术及其特点 62

第2章 生物生存的电磁环境和电磁生物效应的研究 64

2．1 生物生存的电磁环境 64

2．2 电磁辐射对生存影响的流行病学调查 67

2．2．1 极低频（ELF）／工频电磁场对健康影响 67

2．2．2 射频电磁场（RF）的健康效应 68

2．2．3 视屏显示终端（VDT）的健康效应 70

2．3 人和生物受电磁辐射的容许值及标准 72

2．3．1 工频电磁场的安全标准 72

2．3．2 射频电磁场的安全标准 74

2．4 电磁生物效应的研究方法及理论计算与分析法 77

2．4．1 电磁辐射与生物或人体的作用的特点 77

2．4．2 电磁生物效应研究的常用方法 78

2．4．3 时域有限差分（FDID）的计算方法 79

2．5 对生物电磁特性测量的方法 80

2．5．1 生物组织的电位测定 80

2．5．2 测量细胞膜电位技术 81

2．5．3 微电极技术 82

2．5．4 阻抗的测定 84

2．5．5 细胞或分子带电测定及电脉技术 85

2．5．6 电场场强测量 86

2．6 与生物作用的电磁场的分类 87

第3章 低频电磁场与生物的相互作用 91

3．1 电场的性质及引起的生物组织的极化与传导特性的改变 91

3．1．1 电场的特性和由它引起的生物组织的电学性能的改变 91

3．1．2 外加电磁场引起的生物体的电导特性的变化 94

3．2 人和生物体所带的电荷及静电的生物效应 96

3．2．1 人和生物体的带电及其特性 96

3．2．2 人和生物所带电荷产生的一些效应 97

3．3 电刺激引起的生物效应 99

3．3．1 电刺激的形式及效果 99

3．3．2 电刺激引起的生物效应 100

3．4 磁场对生物组织的影响 101

3．4．1 磁场引起的生物组织的磁学性能的变化 101

3．4．2 磁场作用于生物组织的耙点 102

3．4．3 水是磁场作用的一个对象 103

3．5 磁场的生物效应及其特点 106

3．5．1 磁场对遗传的效应 106

3．5．2 对细胞生长和凋亡的效应 107

3．5．3 对生理和生化特性的效应 108

3．5．4 磁场对机体免疫和内分泌的影响 109

3．5．5 磁场生物效应的特点 109

3．6 磁场对癌组织和癌细胞的影响 111

3．6．1 磁场对癌症的效果 111

3．6．2 磁场治疗癌的原因分析 111

3．7 低频电磁场对细胞信号传导的影响 113

3．7．1 对细胞信号系统的影响 114

3．7．2 细胞膜是低频电磁场作用的靶体 115

3．7．3 低频电磁场与细胞信号的耦合效应 115

3．8 低频电磁场的一些生物效应 116

3．8．1 低频电磁辐射对基因转录的影响 116

3．8．2 低频电磁场对褪黑激素和移植肿瘤细胞的影响 117

3．8．3 极低频电磁场暴露在联合致癌模型中的作用 118

3．8．4 极低频电磁场对于免疫系统的影响 119

3．8．5 低频电磁场对心血管系统的影响 120

3．8．6 极低频电磁场对动物健康的影响 121

3．8．7 极低频电磁场对酶活性的影响 121

3．8．8 极低频电磁场对细胞生长、增殖的影响 121

3．8．9 低频电磁场对生物与人的昼夜节律的影响 122

3．9 高压输电线的电磁场和极低频电磁场的生物效应 124

3．9．1 高压输电线的电磁场的生物效应 124

3．9．2 极低频脉冲电磁场的生物效应 128

第4章 射频电磁波和微波的生物效应及特点 131

4．1 射频电磁波及微波的特性 131

4．1．1 射频电磁波和生物组织作用后的变化 131

4．1．2 微波的基本特点 133

4．1．3 微波与生物组织作用后引起的变化 135

4．2 射频电磁波所引起的生物组织电磁特性的变化 136

4．2．1 射频波导致的生物组织电磁特性的改变 136

4．2．2 三个色散区的特点 137

4．2．3 生物组织的介电性质随温度的变化 143

4．3 由射频电磁波引起的电磁特性的测量 144

4．3．1 测量的基本要求 144

4．3．2 平面接触式的测量系统 145

4．3．3 同轴接触式测量头 147

4．4 射频波与微波对生物大分子和细胞的影响及致癌效应 150

4．4．1 射频波与微波对酶的影响 150

4．4．2 射频波与微波对染色体的影响 150

4．4．3 射频波与微波对生殖细胞等的影响 151

4．4．4 射频波与微波对生殖功能的影响 152

4．4．5 射频波与微波致癌效应的研究 153

4．5 射频电磁波与神经系统的作用及其效应 154

4．5．1 射频电磁波对脑电图的影响 154

4．5．2 射频电磁波对脑组织中钙离子的影响 155

4．5．3 射频电磁波对血脑屏障的影响 156

4．5．4 射频电磁波引起的神经系统组织结构的改变 157

4．5．5 射频电磁波对动物行为影响 158

4．5．6 射频电磁波对外表或离体神经的作用 158

4．6 射频波和微波与免疫和造血系统的相互作用 159

4．6．1 射频波和微波对淋巴细胞的增殖的作用 159

4．6．2 射频波和微波对动物造血系统的影响 161

4．7 内分泌系统在射频电磁场作用下的变化 162

4．7．1 射频电磁场对肾上腺的影响 162

4．7．2 射频电磁场对甲状腺的影响 163

4．7．3 射频电磁场对生长素和类皮质激素的影响 164

4．7．4 在微波照射下人和动物的新陈代谢和生化指标的变化 164

4．8 电磁波对心血管系统的影响 165

4．8．1 射频波和微波辐射引起流行病调查的结果 165

4．8．2 射频波和微波辐射动物实验结果 166

4．8．3 射频波和微波辐射离体组织与细胞等的实验结果 167

4．9 对视觉和听觉系统的影响作用 168

4．9．1 射频波和微波辐射对白内障的产生及作用机理 168

4．9．2 射频波和微波辐射对听觉的影响 170

4．10 对动物胚胎和微生物的生长和发育的作用 171

4．11 微波和射频波的热效应和非热效应及产生机理的分析 173

4．11．1 微波与射频波的热生物效应及其机理 173

4．11．2 射频波和微波的非热生物效应及机理 174

4．11．3 曾提出过的微波和射频波的非热生物效应模型 175

4．12 微波的治疗和诊断作用及肿瘤的治疗 178

4．12．1 微波的治疗效果 178

4．12．2 微波治疗肿瘤的技术 179

4．12．3 微波的诊断作用 180

4．13 脉冲波和射频电磁波在生物医学中的应用 181

4．13．1 脉冲射频波的应用 181

4．13．2 射频波在生物医学上的应用 182

第5章 毫米波、太赫兹波、红外线和激光的生物效应 185

5．1 毫米波及其特点 185

5．1．1 毫米波的特性 185

5．1．2 毫米波与生物作用的特点 185

5．1．3 毫米波生物效应的特点 186

5．2 毫米波作用生物体产生的生物效应 188

5．2．1 毫米波对神经系统的影响 188

5．2．2 毫米波对动物的DNA和生殖的影响 189

5．2．3 毫米波对具有免疫功能的抗体与抗原的影响 190

5．2．4 毫米波对造血系统的影响 191

5．2．5 毫米波对内脏组织的影响 191

5．2．6 毫米波对细胞增值和凋亡的影响 192

5．2．7 对生物的生长和发育的效果 193

5．3 毫米波的非热和热生物效应及其机理分析 195

5．3．1 毫米波生物效应的机理的一些观点 195

5．3．2 分子转动模型 197

5．3．3 毫米波的生物热效应的机理 198

5．4 毫米波治疗肿瘤和非肿瘤疾病的效应 201

5．4．1 毫米波对肿癌治疗的效果 201

5．4．2 毫米波对非肿瘤疾病的效应 203

5．5 太赫兹波的特性和生物效应及在生物中的应用 204

5．5．1 太赫兹波的产生及特性 204

5．5．2 太赫兹的生物效应及其机理 206

5．5．3 太赫兹波的生物成像 209

5．6 红外线的特性及红外技术 210

5．7 红外线的生物效应 213

5．7．1 红外线对动物的生物机能的影响 213

5．7．2 红外线对血液循环和生化反应的影响 214

5．7．3 红外线对细胞生长周期的影响 214

5．7．4 红外线对神经细胞膜钠通道电流Ina的调制 214

5．8 红外线的非热和热生物效应的机理和特性 215

5．8．1 红外线非热生物效应的机理和理论 215

5．8．2 红外线的热生物效应的机理及特性 221

5．9 激光的特性和产生的一些效应 224

5．9．1 激光及其特性 224

5．9．2 激光与生物体相互作用的特点 225

5．10 激光的生物效应 227

5．10．1 激光对生物大分子的作用 227

5．10．2 激光对细胞结构、状态和功能的影响 228

5．10．3 激光对动物状态的影响 229

5．11 在生物医学中的激光技术 232

5．11．1 激光技术研究生物分子的结构及其特性 232

5．11．2 激光技术在药物分析中的应用 233

5．11．3 激光技术在测量表皮组织和器官的特性中的应用 233

5．11．4 激光光谱技术在诊断和治疗癌肿瘤中的应用 235

5．11．5 生物研究的新技术和新的光谱仪器 236

第6章 可见光的生物效应 238

6．1 光与生物的作用及产生的原初效应 238

6．1．1 光生激发状态 238

6．1．2 荧光和磷光 239

6．1．3 生物荧光特性的理论描述 241

6．2 环境和生物分子的特性对生物荧光的影响 243

6．2．1 体液环境对荧光的影响 243

6．2．2 溶液中的溶质对生物分子的荧光的影响 244

6．2．3 激发分子的结构和运动状态对偏振荧光的影响 247

6．2．4 供体和受体间的间距变化对荧光过程中的能量转移的影响 249

6．3 光合作用的过程、机理及特征 251

6．3．1 光合作用反应、叶绿素和其他色素 251

6．3．2 叶绿体中的光合反应中心 255

6．3．3 细菌和蓝绿藻类的光合作用系统 256

6．3．4 植物的两种光合作用系统 258

6．3．5 光致电荷分离反应与光合磷酸化作用偶联的机理 260

6．3．6 光合作用的暗反应 262

6．3．7 光合作用中的能量传递 262

6．4 视觉中的光过程 263

6．4．1 视网膜的结构及视蛋白的组成 263

6．4．2 视色素在光作用后的变化特性 265

6．4．3 菌紫质和视紫质的结构和功能 268

6．4．4 视蛋白的荧光及能量转移 272

6．4．5 在视觉系统中感受细胞的换能作用 272

6．4．6 菌紫质在蛋白质计算机中的应用 273

6．5 在生物中光的动力学效应 275

6．5．1 光化反应 275

6．5．2 光动力学效应 276

6．5．3 光敏化的自动氧化作用 277

6．6 生物的化学发光、生物发光及物理发光 277

6．6．1 化学发光 277

6．6．2 生物发光 278

6．6．3 物理发光 279

第7章 电离辐射的生物效应 283

7．1 电离辐射的基本特点 283

7．1．1 电离辐射的形式和特点 283

7．1．2 电离辐射的表述方法 286

7．2 电离辐射与生物相互作用的过程及产生的生物效应 287

7．2．1 电离辐射对生物分子和机体的作用及其特点 287

7．2．2 生物分子吸收了电离辐射后引起的结构变化和导致的生物效应 289

7．3 电离辐射与生物组织作用的机理和理论 291

7．3．1 靶模型及其相应的结果 291

7．3．2 电离辐射的生物效应的分子理论 294

7．3．3 电离辐射的双元辐射作用理论 295

7．4 紫外光（UV）的生物效应 297

7．4．1 DNA的嘧啶光二聚体的生成 297

7．4．2 DNA的损伤与复合 299

7．4．3 紫外光引起蛋白质的激发与变性 301

7．5 重离子辐射的生物效应及其应用 302

参考文献 304