《让化学走进生活》校本课程

校本课程

让化学走进生活

目录

是什么让可乐如此躁幻.

有关于补钙的广告一化学魅力无穷........................6

醉汉怎么就成了马路杀手...............................10

维生素C和铁完美的搭档...........................17

是什么让咸蛋如此诱人..................................21

是感冒药还是毒药........................................27

是什么让花儿娓紫嫣红..................................31

洗衣服，学问大着呢....................................38

加油站里的危险电话....................................41

自制简易净水器.........................................48

您会鉴别衣料吗.........................................50

饼干筒里的干燥剂....................................53

试验（两首）

化学课里他们说

有一种试剂在水里放进

遇酸变红-一颗小小的明矶

遇见变蓝就能沉淀出所有的

我多希望渣滓

人生里那么

如果

能有一种试剂在我们的心中放进

可以先来替我试出一首诗

那交缠在我眼前的是不是

也可以种种悲欢沉淀出所有的昨日

以此两首席慕蓉的诗，带领亲爱的同学们一同进入化学世

界，共同呼吸科学的空气吧。

是什么让可乐如此躁动

大家听说过“沸腾可乐”的游戏吗？就是让几位爱喝可乐

的朋友先大把大把地吃曼妥思薄荷糖，而后迅速地畅饮可乐，此

时在他们的肚子里就会发生非常剧烈的反应，甚至有可能导致可

乐从嘴里喷涌而出，当然也有传闻说人的胃甚至可能都会被胀

破！真的会有这么猛烈的反应吗？这里的可乐为什么会"沸腾”？

化学能否解释其中的秘密呢？

其实想知道可乐为什么沸腾并不难，首先要对可乐和所加入

的薄荷糖的具体化学成分有一个基本认识。找到让可乐沸腾现象

的那种化学物质往往是化学研究的核心问题题。所以，我们一定

要先去搜集可乐和薄荷糖的食品标签，从标签的成分表中分析沸

腾的可能原因。

1

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从配科表中我们不难发现：可乐沸腾时喷出的是里面添加的二氧

化碳（co?）气体。平时可乐中的co2气体是通过加压的方法溶解在

水中的，所以我们喝可乐这样的碳酸饮料才会有那种

/L/-麻麻的口感！顾便提一句：最早的碳酸饮料就是源于我

V、们化学家的伟大发现。

化学史上非常著名的氧气的发现者英国人普里斯特利最早

将C02气体溶解于水制备碳酸，这件事发生在1776年，而随后不

C02+H20=HJC03（陵酸）

久，碳酸饮科就被用于商业生产了。碳酸饮科之所以得名，是因

为C02气体溶解于水时会发生下面的反应：

2

反应物和生成物中间的那个符号表示可逆反应，就是说生成碳酸

的同时，也会重新生成C02气体，这就是碳酸饮料会向外释放C02

气体的原因了。

言归正传，我们假设：促使C02体猛烈喷出的东西是在薄荷糖的成

分中。这是因为不加薄荷糖时可乐并不会非常剧烈地喷涌（其实

C02,气体也在逸出，只不过是比较缓慢而不易被我们察觉，不信

的话，你可以买一杯可乐之类的碳酸饮料，仔细观察液面上缓缓

冒出的气泡）。那么，薄荷糖的最主要成分应当是化学上被称为

“蔗糖”的东西，这种化学物质的分子式为92电0皿当然大家

也有可能会怀疑薄荷糖里的一些添加剂起到了关键作用，例如香

精、果胶或者甜味剂，等等。是不是蔗糖令可乐中的C02气体大

量逸出而导致喷涌现象呢？

如果不加薄荷糖，而是加入其他物质，可乐是否也有沸腾的

可能呢？

其实，有人在实验中发现不用薄荷糖而用白砂糖或者食盐也

会出现相同的现象！真实山重水复疑无路，柳暗花明又一村啊！

原来，还有很多物质也会引起可乐的沸腾，包括盐、沙子、碎玻

璃片，等等，甚至在我们喝可乐的时候摇晃瓶子或者加入冰块时，

也会出现气泡明增多的现象。上述实验非常清楚地表明：引起沸

腾必要的条件并不是这里面的化学物质，其原因更可能是物理作

用！

3

强调一个重要的科学概念了。如果是由于不同的化学物质之间发

生化学反应生成了新的物质，我们就可以说这里的主要原因是化

学作用；而如果引起可乐沸腾的主要原因不是化学物质之间的反

应，换句话说，跟物质的化学成分关系不大时，我们就可以说这

里面主要是物理作用的结果。

对可乐沸腾问题的研究就已经有突破了。真正起作用的不是糖本

身和其中添加的化学成分，因为换成其他成分的化学

物质也一样会有沸腾的可能。那么到底是什么因素促

使了可乐的沸腾呢？

能在互联网上找到关于“过热水”和“暴沸”等方面的视频或

讲解，对于我下面的分析可能会有很大帮助。其实，当液体中溶

解有气体或者产生气体时，都需要一种固体的表面来促进液体中

气体的逸出，我们把这样的固体表面称为气化中心。反之，如果

液体中缺乏这样的固体表面即气化中心，液体中的气体就无法逸

出，也就是说液体将无法正常地沸腾或气化。这样就会产生高于

液体沸点的过热液体，而这种过热的液体是相当危险的，只要遇

到了任何细小的杂质或固体表面，过热液体中的气体就会喷涌而

出，溢出的气体会夹带着温度超高的液体一起向周围发动袭击，

这对于缺少防范的我们来说是非常危险的！！！从化学科学角度,

我们把过热液体遇到固杂质而导致的剧烈沸腾现象称为“暴沸

现象”。注意这里的“暴”字代表剧烈的意思，跟爆炸的“爆”

不是一个意思。

4

液体在沸腾的时候可以利用产生的蒸气来带走自身多余的热量

而使液体的温度保持在这种液体的沸点上。例如在烧开水的过程

中，水蒸气带走了热量而使水的温度保持在100C（常压时），理

论上讲，只要水没有烧干，它的温度就会恒定在100℃而不会继

续升温。

安全提示：

对我们来说应该得到一个重大的教训：绝对不要用微波炉来

烧开水！因为如果你家的水杯超级干净，水也超级干净的话，用

微波炉烧水将极有可能产生上面我们提到的过热水，而这样的水

潜伏着极端的危险！

于是我们终于可以揭开可乐沸腾的秘密了一表面粗糙的

固体物质（曼妥思薄荷糖、盐、沙子，等等）起到了气化

中心的作用，使可乐中的CO2气体产生了迅速逸出的“暴

沸现象”。说得更具体些，就是因为可乐中的CO2气体是

在加压条件下溶解进去的，回到了正常的压强条件下，本

来CO2气体就特别想从可乐中逸出，可是苦于没有固体表

面形成的气化中心，只得很不情愿地待在可乐里面。糖或

者沙子恰好满足了气化中心的条件，所以就导致了可乐中

CO2气体迅速喷涌的现象，即“暴沸现象”。

几乎所有气体的溶解能力都会随着压强的增大而增大

5

,所以当压强减小的时候，气体都

会从溶解了它的液体中逸出。

弄清楚了可乐暴沸的来龙去脉，我

们不禁会问：这么有趣的现象是否

只能作为一种科学游戏而无所作为

呢？气化中心难道只能引起这具有潜在危险性的暴沸现象吗？

其实，气化中心在化学和我们的生活中都有很多特别重要的用途

呢！只是以前我们不了解其中的道理，所以会对它熟视无睹。

先看看我们化学实验中的气化中心吧。请大家仔细观察镁条和盐

酸发生反应的实验图片，要特别注意观察其中的细节现象哦！

镁条和盐酸的反应是中学化学里面的一个非常基础的化学反应，

其产生的氢气会从溶液中逸出，我们会看到气泡。反应的方程式

如下：

Mg+2HCI=MgCI+H2（氢气）T

可以非常清楚地观察到所有的气泡都是从镁条固体表面产生和

逸出的，在电解水的实验中也可以看到类似的现象，气体都是从

电极的表面逸出的。这就说明有了气化中心的存在也不一定会暴

沸，反而气体更容易比较平缓地逸出，也就是说，预先加入圆

体，可以充当气化中心，不仅不会引起暴沸，反而可以防患于未

然，起到防止暴沸的作用。所以实验室里总是在加热和蒸储液体

的时候加入沸石成碎瓷片来防止暴沸的发生。。

6

7K菸r绽ta费置

蒸储装置

再看看我们的生活中，气化中心也无处不在。不仅科学研究

需要防暴沸，在生活中煮牛奶时，也可以利用玻璃弹子来防止暴

沸，避免牛奶加热过程中溢出来的问题。化学实验室里加热液体

也吸取了这个教训，除了加入沸石外，加热的液体必须少于容器

体积的1/3,也是为了防止液体喷出导致危险！

这里有必要解释一下家中烧水的问题。为什么我们烧开水时

很少见到暴沸的玩象呢？其实，那是因为咱们的水壶很不“干

净”，里面有大量水垢。水垢［化学成分为碳酸钙（CaCOs）］是

一种不溶于水的固体，恰好起到了气化中心的作用，使水蒸气可

7

以比较平稳地逸出，从而防止了暴沸。没想到一个有趣的沸腾可

乐原理居然还有么多用处啊！

大家可能觉得这个问题研究完了，但其实才刚刚开始。你们

有没有想过：难道只有液体变气体才需要气化中心吗？在液化（气

体变液体）和凝固（液体变固体）等过程中是否也有液化中心和固

化中心呢？你完全可以毫不犹豫地接受这两个概念，只要物质的

状态发生改变，往往需要这样的类似气化中心的固体表面！而液

化中心的概念会让你很轻松地理解人工降雨和降雪的主要原理，

飞机撒播的干冰和碘化银就是充当了这个液化中心的角色，促进

了降水也就是液化过程的实现，这和防止暴沸的原理其实是一样

的！如果你还想了解固化中心的有趣实验，请上网检索“点水成

冰”这个实验的视频，看完之后你所有的问题自然会迎刃而解，

我就不再赘述了。到这里，沸腾可乐问题的研究就要告一段落了。

各位是否仍然有些意犹未尽呢？那就让我给大家留个相关的引申

作业吧，感兴趣的朋友可以进一步去感受化学研究的更多乐趣。

作业：再次回到可乐沸圈的游戏中来，大家可以登录相关网

站查阅可乐沸腾的世界纪录，通过视频看到几千瓶可乐暴沸的壮

观景象，让暴沸和气化中心这些科学名词永远活在你的脑海中！

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有关于补钙的广告一化学魅力无究

在这个信息技术飞速发展的社

会，无论你打开电视、坐上公交

车还是走在大厦林立的街道上，

关于补钙的保健品广告常常会映

入眼帘。“补钙关键是吸

收”“离子钙，好吸收”“纳米

钙，螯合技术”“维生素D促进

钙质的吸收”等说法随处可见。

那么从科学性上来分析，这些说

法是否正确呢？是商家在故弄玄虚吗？咱们就从右图展示的广告

信息中一一来揭秘。

含钙物质的种类:

从化学物质分类的观点来看，可以给人体补充钙质的物质应

该是含钙元素的盐类，包括无机钙盐和有机钙盐。无机钙盐主要

指碳酸钙（CaC03）和磷酸钙03（POD]2,有机钙盐包括葡萄糖酸

钙、乳酸钙、柠檬酸钙、L一苏糖酸钙等。从吸收的角度来看，

可溶性的钙盐比不溶性的钙盐要容易吸收一些，无机钙盐（碳酸

9

钙和磷酸钙)很多都不溶于水，有机的钙盐大多都属于可溶性的

钙盐，最常见的两种就是葡萄糖酸钙和乳酸钙，所以补钙保健品

中常常选择它们。不过有一点是大家在吃补钙食品时特别需要注

意的，就是不能和草酸(H2c2。3)含量高的食物一起服用，容易产

生沉淀。需要强调的是，有机钙盐中最难溶解的物质就是草酸钙

(CaC203),它甚至比常见的无机钙盐还要难溶于水，在分析化学

上常常用钙盐容易和草酸产生沉淀这一性质来检验钙离子。生活

中我们吃一些富含钙质的食物时也要注意这一点，老话常说“不

适合用菠菜炖豆腐”就是表明钙质会发生损失。所以说，补钙用

可溶性的离子钙是完全符合科学的，而且这是钙质能够被吸收的

前提条件。

关于钙质的吸收

关于补钙，最经典的一句话就是“补钙关键是吸收”，缺不

缺钙，不是看我们每天摄入多少钙，而是身体究竟吸收了多少钙。

影响身体对钙质的吸收和利用的因素很多，我们主要从促进钙离

子吸收的方法谈起。首先，酸性的环境有利于钙离子的吸收。我

们在烹饪鱼类食物的时候，可以多加入一些醋酸(CLCOOH)并烧

炖一段时间，不仅能出去腥味，醋还能与鱼骨中的含钙物质形成

可溶性的醋酸钙而易于被人体吸收。另外，我们还可以养成喝酸

奶的好习惯，因为乳酸可以调节人体肠道的酸碱性达到适合钙离

子吸收的程度，多吃些含乳酸、柠檬酸、维生来C等酸性物质的

食品有利于钙的吸收。其次，多运动和多晒太阳也有利于钙的吸

收。很多研究发现，运动员的骨密度大于静坐较多的人群，大多

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数人右臂的骨密度大于左侧，这说明运动可加骨骼的密度和强

度。倘若运动量不足，骨髓中的钙质也会被分解吸收，井随着尿

排出体外，引起骨质疏松的发生，而晒太阳的功效跟我们后面要

讲的维生来D的作用有关，下文中我们再做讨论。最后，还要注

意身体中的钙、磷元素的比例，如果比例失调，则会引起体内钙

质的流失。人体骨骼中正常的磷、钙之比为0.6,如果磷的摄入

量太低，骨钙就会随尿液排出而流失。现代人对磷合量高的食物

（肉、肝、蛋黄）有恐惧心理，所以很有可能导致磷的缺乏。之所

以大多数专家都强调用喝牛奶来补钙的方法是最佳的，就是因为

奶类中的磷，钙之比最符合人体的需要。当然，牛奶的优势还有

一个重要原因，就是它含有大量维生家D。

维生素D3对钙质吸收的重大意文

维生来D和钙一样，本身就是人体不可成缺的一种营养来。

缺少它的儿童容易上一种很痛苦的病，表现为夜啼、多汗、骨骼

软化（也即新形成的骨质钙化障碍），这会严重影响儿童的生长发

育，所以维生来D又被称为抗佝偻病维生素。与上节谈到的维生

来C不同的是，维生家D是一种脂溶性维生素，对健康关系较密

切的是维生素D2和维生素D3O这一点倒是和维生素A比较相似，

所以这两种维生素只存在于动物性食物中，如肉、重、鱼、奶等，

尤其是动物的肝脏，可以说是各种脂溶性维生素的仓库，有人会

问了：既然植物不含维生素D,那素食主义者岂不是都会受到佝

偻病的困扰?其实人体还有一种获得维生来D的方式一晒太阳。

受紫外线的照射后，人体内的一种胆固醇能转化为维生素D3（化

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学反应如下图所示）。所以有句俗话说“孩子多晒太阳就相当于

吃了不要钱的鱼肝油”，因为鱼肝油是富含维生素D3的食物。

维生素D有这么重要的生理作用，它又对于人体钙离子的吸

收有何作用呢？通过下面的这张人体内生物化学反应相关的示

意图，我们简要介绍一下维生素D促进钙吸收的化学机理。

由于这里所涉及的化学知识或者说生物化学知识非常深奥，

需要很多相关领域内容的铺垫，因此只能类比性地做个非常简明

扼要的介绍，要知道即使是大学化学专业的学生也很难接触到这

么专业的化学内容。上图可以简单地理解为上下两部分，上半部

分描述的是人体对维生素D的获取和储存，比较简单：而下半部

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分则讲述了维生素D的生物作用形式对人体吸收和利用钙离子

的影响，非常晦涩难懂。

首先，我们先来看图的上半部分。食物中储存的维生来D,

在人体胆计的帮助在小肠内被吸收。吸收的维生素D可以与乳糜

微粒相结合，由淋巴系统运输：也可以变为维生素D结合蛋白

(DBP)在血浆中运输。而右上部分表示的是皮肤在紫外线的照射

下，其中的胆固醇转化为维生素D3的过程。这两种方式获得的维

生素D都将在肝脏中储存起来。(这里也证明了人和动物一样，

肝脏是维生素的宝库。)

下面，我们再来看看图的下半部分表示的意思。当维生素被

运到肝脏中，在线粒体中经单氧酶系统作用，将其25位羟基化

用成25(0H)D3。25(OH)D3到了肾脏后，在肾线粒体单氧酶作用下

1位再次羟基化，转变为1,25(0田2口3这种物质就用维生来D的生

物作用形式，现在科学将其作为一种激素。这种激素可以在人的

小肠、骨和肾脏中发挥重要的作用：第一，它可以维持血清钙，

磷浓度的稳定。当血液中的钙离子浓度低时，它会诱导甲状旁腺

素(以下以PTH化替)的分泌，控制将其释放至肾脏及骨细胞中。

在骨中PTH还能促使磷元素从尿中排出和钙元素在肾小管中再

吸收。第二，在骨中PTH与1,25(0H)2D3,发挥协同作用，将钙从

骨中动员出来。第三，在小肠中1,25(0H)2D3,促进钙元素的吸收。

这就是我们所说的维生素D促进钙质吸收的本质意义了。人体可

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以通过这3条途径使血液中的钙浓度恢复到正常水平，同时又反

馈控制PTH的分泌及1,25(0H)ZD3的合成。在血钙高时刺激甲状

腺C细胞，产生降钙素，阻止钙从骨中动员出来，并促使钙及磷

从尿中排出。

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醉汉怎么就成了马路杀手

你是否注意过，在马路边上的标语牌或者电视的公益广告中常常

能看到这样的宣传语：“司机一滴酒，

亲人两行泪”以及“感情牌好不好，

不在酒上拼；开车不喝酒，亲人都放

心”。这些劝诚广大司机朋友莫酒驾

的宣传语写得煽情且中肯，警示着每

一个抱有侥幸心理的司机。有人会问了：酒驾有那么危险吗？是

不是交管局拿来吓唬人的呢?

酒驾的危害：

酒驾可以分为酒后驾车和醉酒驾车两种。统计表明，超过

30%的道路交通事故是由酒后开车、醉酒驾车引起的。而且在驾

驶员的死亡档案中有59%与酒后驾车有关，触目惊心的数字是无

争议地说明：酒后驾车真的是害人又害己啊！既然事实已经很明

确了，我们倒更想探究一下其中的原因。酒精对驾驶员的不利影

响究竟是什么？酒后事故多发的主要原因又是什么？也就是说，

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从科学角度能否回答：到定是什么让醉汉成了马路杀手？

一般认为，酒后事故多发的原因有4个方面：饮酒后驾车，反应

迟钝，操作能力降低；饮酒后人视野会减小，视像不稳，色觉功

能下降；喝酒后，在酒精刺激下，人易冲动和焦躁，具有冒险倾

向，往往易超速，易开赌气车；酒后易疲劳和打盹，进入睡眠状

态导致盲驾。

酒精的服收和代谢

要想了解酒后的这些行为和症状是如何产生的，必须先明白

酒精在人体中的吸收和代谢过程。只有知道喝下去的酒都去哪儿

了，都变成什么了，才能真正解释酒对人体的影响。

酒精的化学名称是乙醇”，我们喝的酒是水果、粮食作物

经由酵母菌发酵而形成的。水果、粮食作物中的葡萄糖在酵母菌

的作用下，发生反应生成了乙醇和二化碳。

c6Hqi2c2H5OH+2CO2

从基本化学成分而言，再珍贵的美酒佳酿也是以乙醇为主要

成分的，差别主要在于其他一些非常微量的杂质和香味酯类。

由于分子极性产生的氢键作用，酒精可以和水以任意比例互

溶。这一点使得它在人体内不需要经过消化，就可以直接扩散到

血液中，并随着血液在各种含有水的组织比如脑部、肌肉等处积

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蓄。我们喝酒的时候会觉得一两杯下肚，头就有点轻飘飘的了，

就是因为酒精吸收和扩散得很快的原因。吸收酒精的器官主要是

胃和小肠。

从基本化学常识可知，酒精是一种燃料，可以用作酒精灯、酒精

炉的燃料，甚至可以加到汽油中得到乙醇汽油（在有些省份，E93

号就是乙醇汽油的标号），这就说明乙醇可以被氧气氧化，而且

最终会生成COZ。其实，酒精在体内的代谢也是逐步被氧化的过

程，只是在体内无法创造燃烧酒精那么高的温度，所以只能在一

些酶（生物催化剂）的作用下慢慢氧化，其代谢的主要场所是肝

脏。具体过程是这样的：酒精进入人体后，大部分在肝脏中迅速

与乙醇脱氢酶作用，生成乙醛，这一步是比较快的，而且任何人

体内都含有较多的乙醇脱氢酶。所得的乙醛与建筑装修材料中的

污染物甲醛是同类物质，对人体也有害，而且乙醛是导致宿醉的

主要原因。不过它还可以继续在乙醛脱氢酶（经常被简写为ALDH）

的作用下转化成无害的乙酸，最终氧化成CO2和水。这一步就很

有戏剧性了，有的人体内有大量的乙醛脱氢酶且活性很高，表象

上看是所谓的“酒逢知己千杯少”的那种海量达人；还有些人体

内这种酶较少，且活性一般，表象上就是那种不胜酒力的“红验

汉子”；有极少数的人体内基本不含这种乙醛脱氢酶，表象上就

成了乙醇过敏或者容易乙醇中毒的人了。现在有很多用来解酒的

药物在做广告宣传，其实很多解酒药的成分就含有活性的乙醛脱

氢酶制剂，据说这种酶制剂可以有效缓解面红耳赤的醉酒症状。

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科学研究发现，人喝酒后面部泛红是乙醛直接引起的，乙醛具有

刺激人体肥大细胞并且让皮下毛细血管暂时性扩张的功能，会引

起脸色泛红甚至身上皮肤潮红等现象，也就是我们平时所说的

“上脸”。如果体内的乙醛被逐步代谢掉了，红脸的症状就会自

然消失。其实，从本质上说喝酒不会醉的人是没有的。因为酒精

在人体内的代谢速率是有限度的，如果饮酒过量，酒精就会在体

内器官，特别是在肝脏和大脑中积蓄，从而出现中毒症状。酗酒

的人往往有酒精肝、服肪肝、肝硬化等疾病，就是因为肝脏在代

谢酒精时起到中流砥柱的作用，一旦醉酒，首先被损害的就是

肝脏，但从现代基因学的研究成果中可以知道，不同人种的酒

量是差别很大的，亚洲人由于基因方面的一点“缺陷”（乙醛脱

氢酶基因的单碱基突变基因翻译出的酶中，残基487的谷氨酸变

为赖氨酸，造成催化活性基本丧失），导致身体对于乙醛的代谢

能力低于白种人，所以和欧美壮汉去拼酒绝对不是一个明智的选

择！

酒精对神经系统及行为的影响：

通过体内吸收和代谢的过程，我们明白了酒精会损伤人的肝

脏和大脑。那么，酒对人的神经系统具体又有什么影响呢?很多

酒后驾驶车辆的“马路杀手'曾经都是经验非常老到、技术非常

纯熟的老司机，是什么让他们的行为失控的呢？

18

众所周知，人的行为是由大脑来控制的，所以，要研究酒精对于

行为的影响，首先应该从酒精对于大脑的影响开始。下面就从神

经细胞的结构谈起，看看酒精是如何影响它们的正常工作的。

科学生物课上我们学过神经细胞一神经元的结构。大

F理,脑中有无数的神经元，虽然形态多种多样，但都可分

为细胞体和突起两部分。突起又分为树突和轴突。树突多呈树状

分之，它可接受刺激并将冲动传向细胞体；轴突呈细索状，末端

常有分支，称神经末梢。轴突将冲动从细胞体传向末梢，通常一

个神经元有一个至多个树突，但轴突只有一条（如下左图所示）O

尽管两个神经元之间靠得非常近，但它们并不接触。神经元之间

的微小空隙被称为突触。神经冲动以微电流的形式在神经元内部

传送，到达突触部，使激发了一些小分子一神经递质的释放。神

经递质作用于受体细胞（指接受神经冲动的神经元），对它产生激

发或者抑制的作用（如下右图所示）。

要想进一步解释酒精对大脑的影响，还需要了解一个神经

生物学的重要概念一多巴胺“奖赏回路”。“奖赏回路”（英文

19

是rewardpathway）是人体大脑中产生快乐满足、

幸福等感受的神经传导回路，而多巴胺是大脑中的HOAJ

一种关键神经递质，中枢神经系统中多巴胺的浓度受精神因素的

支配，它影响着人们对事物的快乐感受，也按称为“快感神经递

质”。当相关信号在多巴胺物质的传送下，由腹侧被盖区传向伏

隔核，再传至前额叶皮质，就会在大脑中形成愉快的感觉。由于

回路中传递信号的关键物质是多巴胺，所以整个神经回路也被称

为“多巴胺系统”。各种快乐，从获得食物的满足感到赢得财富

的兴奋感等，所有美好感觉的产生都归结为多巴胺系统的功能。

当人们在享受某种东西时，不管是美食、音

乐、美景甚至是鸦片，多巴胺系统都会表现活跃。无论你享受何

种快乐，整个神经回路都会出现大量的多巴胺物质（多巴胺

的分子结构见右图）。酒精对于大脑的作用就是通过影响大脑的

“奖赏回路”进行的。酒精通过脑中神经冲动的传送发挥抑制或

者促进作用，从以下几方面影响大脑的活动。

首先，酒精可以促进多巴胺的分泌。因为多巴胺的作用就是传递

亢奋和愉快的信息，所以少量饮酒后，人会感到快乐和满足。古

人常说的“借酒浇愁”恐怕就是这个意思。当然，酒鬼对酒上瘾

也是因为多巴胺的存在。

第二，酒精可以促进下丘脑部B-内啡肽的产生。内啡肽

的作用和吗啡很相似。B-内A啡肽在自我镇痛方面起到关键性

的作用，所以中等剂量的酒精可造成麻醉作用，古代的一些外科

20

手术就是用这种最古老的方法来进行麻醉进而减少痛感的。我们

发现司机喝酒后会困，容易进入睡眠状态，就跟麻醉作用有直接

关系，其实还有很多药品，例如一些感冒药，会让人嗜睡，也不

适合在开车或者进行高空作业前服用。

第三，抑制乙酰胆碱的传播。乙酰胆碱也是神经递质的一

种主要成分。神经冲动在神经细胞之间的传播就是依靠乙酰胆

碱完成的。当大脑中的酒精浓度上升时，乙酰胆碱的合成与传播

受到抑制，从而影响到神经冲动的传送。酒后信息在大脑中的传

播比原来慢了，人会感到反应变慢、感知麻木、说话含混等。司

机本来应是眼疾手快、眼观六路、耳听八方的反应机敏的人，可

是酒精让他们变作出现偏差和失误，进而导致事故。

第四，酒精会促进脑中位伽玛氨基丁酸（GABA）的传播。

GABA是中枢神经系统中最主要的神经抑制传递素，它在控制情

绪上有着重要作用。当人大量饮酒后，GABA的量会明显上升，

人们通常表现得更容易焦虑、冲

动、抑郁、狂躁。如果这个时候

驾驶车辆，则容易出现超速、跟

其他车辆竞速、恶意超车、开赌

气车等交通行为，极易导致事故的发生。

最后，我们来说说酒精成瘾性问题。神经系统的“奖赏回路”往

往也会产生反面效果。酒精促进了大脑中“奖赏回路”的作用，

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导致大量多巴服的分泌，如果一旦停止酒精的摄入，大脑就极易

产生焦虑感，强烈的焦虑感促使酗酒者去寻找酒精来重新获得快

乐的感觉。尽管酗酒者知道喝酒会上瘾，但为了避免没有酒时的

那种痛苦的感觉，他们还是会去不断找酒喝，这也就是酒精会上

瘾的原因所在。

饮酒后，人脑中几乎所有的部位都会受到酒精的影响，包括控制

运动和平衡的小脑、控制记忆的海马体、“奖赏回路”相关的腹

侧被盖区，甚至控制呼级，平滑肌运动的脑干都会受到损伤，相

应地人的各种能力都会明显下降。所以，奉劝各位司机和广大读

者朋友，酒后不适合做任何工作，尤其是需要思维和行为控制柜

的精细工作，绝对不适合驾驶任何车辆！

酒驾的监督和执法

既然明白了酒后驾车的危险性，我们就需要更好地监督那些

不守规矩的司机。要知道，这样的监督和执法对他们本人的生命

安全也至关重要的。

那么，怎么判判断驾驶员是否饮酒呢？严格来说，能够证明

司机喝酒的参数应当是血液酒精浓度（也常用被简写成BAC）o经

研究，BAC的浓度值只要超过0.3,人的呼吸系统就会受到严重

影响，饮酒者就有死亡的危险。届然血液酒精含量准确且毫无争

议，但在违法行为处理或者公路交通例行检查中，要现场抽取血

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液往往是不现实的，最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气

中的酒精含量。

呼吸式酒精检测仪是检测驾驶人员呼气中酒精含量的仪器。

检测时，要求被测者口含吹管以中等力度呼气（见左图），只需

3秒，结果就显示出来了。呼气中的酒精含量与血液中的酒精含

量一般有如下换算关系：

血液酒精浓度二呼气酒精浓度x2200o

现在我们国家规定：酒精含量大于或等于20mg/100mL就表

示酒后驾车，而如果达到或超过80mg/100mL就是醉酒驾车了。

前者大致相当于喝了一杯啤酒，而醉酒驾车相当于喝了150ml低

度白酒或者2瓶啤酒。酒精检测仪相当准确且敏感，很少会出现

误差，所以提醒一些司机朋友千万别抱侥幸心理，自作聪明地以

为少喝点仪器会查不出来。

酒精测试仪是怎样快速而又准确地测出呼气中的酒精含量

呢？分析其原理可知，现在交警查酒驾常用的酒精检测仪（下图分

别展示了仪器的电路图和实物图）实际上是由酒精气体传感器

（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个

电压表或电流表组成。图中R2为定值电阻，酒精气体传感器R

的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员呼出的酒精

气体浓度越大，那么测试仪的电压表示数就越大。

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酒精气体传感器为什么可以测得气体中酒精的浓度呢？它的

阻值为何会相应地发生变化呢？其实，这样的酒精含量检测设备

有5种基本类型，即：燃料电池型、半导体型、红外线型、气体

色谱分析型、比色型。常用的只有燃料电池型和半导体型两种。

由于价格原因，一般交警在路上使用的

酒精气体传感器都是半导体型的（前页

图中显示的就是这一种）。基本原理是:

当具有N型导电性的氧化物暴露在大气

中时，会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量而使其电阻增

大。其后如果大气中存在某种特定的还原性气体（例如酒精就是

典型的还原性气体），它将与吸附的氧气反应，从而使氧化物内

■幡（摒料）

W气，通常从电子沿外电踣流动，形成电流

空气中佚不

的电子数增加，导致氧化物电阻减小。半导体-氧化物传感器就

是通过该阻值的变化来认识气体浓度的。另一种更加先进且环保

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的酒精传感器是燃料电池型的，先简单认识一下氢氧燃料电池

吧。燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以

直接把可燃性气体例如氢气、甲烷、酒精、甲醇等）氧化的能量

转变为电能，而不产生污染。酒精传感器知识燃料电池的一个分

支。燃料电池酒精传感器采用贵金属箱作为电极，在燃烧室内充

满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒情充分氧化转变为燃料电

池，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此

电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比（基本原理和电极反

应如下图所示）。

与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪稳定性更好，

精度高，抗干扰性也很好。但是由于燃料电池酒精传感器的结构

非常精密，制造难度相当大，加上材料成本高，价格相当于半导

体酒精传感器的几十倍。

最后，我们再补充介绍一个大家容易忽略的细节，看看酒精

测试仪的吹管，它的设计也是独具匠心的。别看吹管小，对保证

检测的精度是非常重要。被测者必须口含吹管呼出气体，这样进

入吹管的气体才能保证全部是被测者呼出的气体。如果被测者不

接触喇叭口而对喇叭口吹气的话，根据流体力学的原理，你对着

一个大的喇叭口送出气体，气体流动时压力减小，这就把周围的

空气一起带进喇叭口连接的仪器内，相当于把呼气中的酒精浓度

稀释了，检测到的酒精浓度就会比被测者实际呼气酒精浓度低，

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产生不必要的误差。所以大家今后可以注意一下，交警在让司机

接受检测的时候，一定会强调你“口含吹管的喇叭口吹气”，明

白科学原理的你该注意这个问题。

“酒要少吃，事要多知。”经过如此详尽的研究，你应该明白了

是什么让醉汉司身不由己地成为了“马路杀手”，其中真有很多

难言之隐。那既然喝醉之后无法自控，不如在清醒的时候想想可

能的不良后果吧！

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维生素C和铁完美的搭档

有一位小朋友不爱吃水果，而且平时吃饭也很挑食，总感觉

四肢乏力，头昏脑胀。于是有一天他到药物补铁吃富含铁的食品

医院去看病，被诊断出得了典增加人体

对疾病的

抵抗力调节组织呼

型的如何补铁“缺铁性贫血吸，从而防铁

止过度疲劳的

五

锣

症”。大夫要求他按时吃药，促进人个

体发育主

要

功

构成血红紊的

平时还要注意补铁。为了让他能

重要元素，病预

可使人体皮防和治疗因缺铁

尽快康复起来，你能想出哪些肤恢复良好而引起的贫血有

的血色良好作用

补铁方案呢？如何证实这些方

案有效铁钢炒菜使用生锈餐具呢？这就是一个生活中常常遇到的

健康保健问题，如果没有充足的化学知识、方法和实验手段是很

难给出完美的方案的。也许有些朋友善于利用网络学习和获取信

息，可能会看到下面4种常见的补铁方案，如何找到其中合理的

方案呢？

要想判断这些方案的正伪，首先要弄清楚一个关维的问题：

“是不是所有含铁元素的物质都能补铁？到底什么价态的铁才有

补铁作用呢？”前一个问题非常清楚，不是所有含铁的物质都有效,

血红素至少应该是可溶性

的铁盐才可以被人

血红蛋白分r铤

体吸收利用。化学上，可溶性的铁盐包括二价铁(Fe2+)和三价铁

(Fe3+),那么到底哪种铁盐有效果？还是都有效呢？通过互联网很

轻松就能找到有关不同价态铁的作用的信息。

二价铁(Fe?+)既是人体血红蛋白的组成部分，又对人体有重

要的补铁作用。三价铁(Fe")不仅没有这种作用，还会损害人的身

体健康。那么，在确定了(Fe?+)的补铁作用之后，大家一定会想到

要用实验来探究到底哪种方案可以提供具有补铁作用的(Fe2+),

于是Fe2+,Fe*的检验方法就成了这些实验的重中之重了。一般

来说，Fe*的检验需要用硫氯化钾(KSCN)溶液，出现特征的血红

色表示存在Fe3+;而Fe?+的检验需要用铁氤化钾KsFe(CN)溶液，出

现特征的蓝色沉淀表示Fe?+的存在。有了明确的方法后，我们就

可以用补铁药品“维铁缓释片”、代替铁锅的铁粉、富含铁的芹

菜和布满铁锈的三脚架等用品来代表4种方案中的含铁物质，让

大家地取材，进行铁离子的检验，验证哪个方案更合理。最终的结

论很明确，只有铁锈的补铁方案是错误，而其他方案都是可取的。

另夕卜，我们还可以进一步研究药物补铁的细节问题。通过仔细阅

读药物的说明书可以知道：如果该药物与含小苏打的胃药或者浓

茶水一起服用，则会降低补铁效果。为了眼见为实，我们可以把补

铁药片碾碎再分别加入制酸药和浓茶，马上就能看到非常剧烈的

化学反应：与制酸药作用既出现沉淀又有大量气泡，与浓茶作用

则产生大量黑色沉淀。大家是不是终于明白了不建议茶水送药的

道理了？所以药物补铁方案还要特别关注服用注意事项，时刻提

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醒自己吃药一定要看说明。到此为止，补铁方案的辨别告段落,

但我们对铁元素相关问题的研究则将一步步深入。

化还原反应相互转化的，价态升高的转化属于氧化反应，而价态

降低的反应属于还原反应。既然真正能够发挥补铁作用的是+2

价的铁，那么使用补铁试剂的时候就应该防止它被氧化为价而失

去效果。因为Fe?+在空气中是不稳定的，很容易被氧化而变质，

所以补铁药片自然也应该密封保存以防氧化。另外，细心的朋友

一定会发现一个很有趣的问题：补铁的药物中常常要添加维生素

C（例如上面实验中用到的补铁药物维铁缓释片），还有很多广告

也涉及“维生素C和铁搭档效果会更好”，这又是怎么回事呢？

这样的广告是否有科学根据呢？为了弄清楚维生素C和铁的关系,

我们还要先了解一下维生素维生素Co

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vitaminC

我们可以在这张纪念维生素c合成而发行的邮票上面，看到

维生素c的很多信息。大家要想了解更多信息，还要从航海的船

员容易患上的一种疾病------坏血病说起。

长期在海上航行的船员容易患上坏血

Helvetia

病，这种病症表现为血管壁遭到损坏，在牙

齿、黏膜、皮肤以及身体其他部位发生出

血和渗血，严重的还会危及生命。开始人们

只是通过经验发现，只要船员注意补充蔬菜或者柠檬就可以避免

患上这种疾病。后来人们才研究发现柠檬和新鲜的蔬菜水果中含

有一种重要的维生素——维