記得小時候很喜歡看科普書籍，尤其是翻譯自日本的科普漫畫，給小學生看的那一種，那時覺得科學好有趣啊！當時對漫畫裡介紹的電鰻印象非常深刻，電鰻平均發出500伏特的電流，人誤觸水中的電鰻常被擊昏而淹死，會發電的動物真是危險。小時候讀這個很好玩，為什麼長大之後讀生理學反而感到艱深難懂，不能理解呢？最近因為重回神奇寶貝的懷抱，電力十足的皮卡丘又讓我想起小時候美好的讀書回憶。其實生物體都會產生電流，不管是動物還是植物，只是電流非常微弱罷了。會發出十萬伏特的皮卡丘是遊戲動漫裡的角色，我們從真實世界的生物們來了解生物發電，再把書復習一遍吧！(生質能源不在討論範圍)

觸電之後

在探討生物發電之前，先來了解一下「電」對人體的影響。高電壓(1000伏特左右)是會造成皮膚灼傷的，一般認為100到250伏特的交流電最容易致命(台灣電壓110伏特)，通過身體的電流有加熱身體組織和干擾神經系統(尤其是心臟)的效果，直接影響身體內部的肌肉收縮與心臟跳動。皮卡丘的十萬伏特，從雷電的等級來想像，會導致皮膚灼傷，也可能使心跳停止或神經中樞麻痺，最後導致死亡。小智能被皮卡丘電擊那麼多次沒事，是因為在動畫裡，在真實世界中是很危險的啊。

電池

與其說生物會發電，不如說生物發電的構造就像化學電池一般，能夠蓄電，然後發出電力達成一些生理功能。為了讓大家能更容易理解，先提示一下化學電池的原理。化學電池是由電解液(帶電離子)構成，利用負極的氧化、正極的還原反應，經由電線連結得失電子(氧化失去電子，還原得到電子)而形成電流，將化學能轉換成電能。不用強記氧化還原，我們只需記得化學電池需要帶電離子，電流由正極流向負極即可。

帶電的細胞

我們身體的某些器官會受到電刺激，例如心臟、肌肉(骨骼肌)和神經系統，會受電刺激，是因為構成些組織器官的細胞帶電，能受電訊息傳導而控制其生理活動。簡單來說，生物的電荷藉由帶電離子的流動，而形成電流。從細胞構造來看，細胞膜是「半滲透性膜」，它會選擇性讓一些物質「可以」或「不能」從細胞膜進出，當然也包含一些帶電離子，這樣的特性通常讓細胞內外正負離子總量相等，也就是細胞內外的電荷總量相等，保持電中性。而受電刺激的組織器官的細胞本身卻帶有電荷，以心臟細胞為例，帶電的原因在於心臟細胞的細胞膜有一種特殊的鈉鉀幫浦，它會從細胞內排出三個鈉離子，從細胞外抓入兩個鉀離子，鈉離子和鉀離子都帶正電。持續主動運輸、排三入二的結果，使得細胞外趨向於正極，細胞內趨向於負極，細胞內外可以測得一個-90mV的電壓(膜電位)，細胞變成帶電狀態。

怎麼讓電荷在細胞流動呢？同樣還是需要帶電離子，以心臟為例，心搏的電刺激是由竇房結開始的，當刺激傳導過來，細胞膜上的鈉離子通道會打開，原本排出去的鈉離子(正電)大量衝入細胞內，造成膜電位改變，細胞內的電荷由負轉為正。想像一下，正電往負電方向傳導，造成電流的流動，因此帶電離子的流動造成了生物的電流。原本正電的的部分如何再回復成負電呢？鈉鉀幫浦持續主動運輸、排三入二，讓細胞膜再度恢復成內帶負電、外帶正電的狀態即可(也可說是蓄電狀態)，這樣就可以準備接受下一次的電刺激了。

電鰻不會電到自己的豆知識

電鰻的放電細胞是由肌肉特化而成。關於電鰻不會電到自己這點，除了生物老師提出的解答(脂肪組織的絕緣作用，水提供電流出口，身體體積較獵物大)，也曾是台灣大學電機系轉學考普物的題目(驚)，怎麼說呢？電鰻特化的放電細胞，在體內的排列是串聯與並聯(並聯了140排左右)在一起，並聯會分散電流，雖然在電鰻體內只產生了2毫秒、500伏特的電，但並聯的效果使得通過的電流少了2個order(10的2次方，100倍？)，所以沒有電到自己的效果。物理老師您太會設計題目啦~ (某些生物的放電細胞排列也很有趣，大家可以找資料來看)

關於皮卡丘的十萬伏特

皮卡丘發電的部位在臉頰，如果皮卡丘生在現實世界，使出十萬伏特的絕招時會不會電到自己呢？「水」是導電度良好的介質，「空氣」並不是，而且空氣電阻非常大，必須是極大的電壓使氣體分子被解離成「電漿態」，才能傳導電流，例如閃電的電流可達到數萬安培，100MV (百萬伏特)左右。皮卡丘的十萬伏特差了閃電1000倍，電壓不足以解離空氣分子，電流在空氣中無法傳導，反而會電到自己啊(嘆)。最高可放電800伏特的電鰻在空氣中放電也是相同情況，會電到自己，理想與現實還是有差距的。

歡迎老師與同學們一起來討論生物發電，大家也要繼續收服神奇寶貝哦！(握拳)

參考資料

維基百科

科學人雜誌 – 電鰻如何發電？為什麼不會電到自己？

http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=837

國中物理教材內容討論為什麼電鰻放電不會電到自己

http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=5183

電鰻為什麼會放電？  水陸生物  小蕃薯 – 問號小博士

http://kids.yam.com/why/article/article312.html

生物发电_互动百科

http://www.baike.com/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%8F%91%E7%94%B5

生物电_互动百科

http://www.baike.com/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9%E7%94%B5

機械有機體讓生物發電機成真  PanSci 泛科學

http://pansci.tw/archives/13726

《臨床生理學》 合記出版