- •2.5. Субъективные характеристики звука.
- •Вопрос 7,8.
- •2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления r, а сила f приложена на конце рычага.
- •3) Когда сила f приложена ближе к точке опоры, чем сила r.
- •Биологические мембраны, их строение и физические свойства.
- •15 Вопрос.
- •Формирование потенциала покоя
- •16 Вопрос.
- •Электроды
- •Фильтры
- •Нормальная экг
- •Отведения
- •18. Электропроводимость биологических тканей для постоянного и переменного токов. Ионная проводимость.
- •20. Воздействие на живые ткани магнитным полем увч – частота.
- •21. Воздействие на живые ткани электромагнитным полем свч-частот.
- •22.Воздействие ультрафиолетового излучения на организм человека. Понятие о фотобиомодификации. Низкоинтенсивный свет.
- •Вопрос 27. Понятие о контрасте и контрастном рентгеновском изображении. Защита от рентгеновского излучения. Технический принцип рентгенографии и рентгеноскопии.
- •Вопрос 28. Биофизические основы действия ионизирующих излучений на организм. Радиолиз воды.
2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления r, а сила f приложена на конце рычага.
Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемещении и называется рычагом силы.
Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой служат головки плюсневых костей. R - сила тяжести всего тела, приложена к таранной кости. F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.
3) Когда сила f приложена ближе к точке опоры, чем сила r.
Условие равновесия рычага . Fa=Rb,но а < b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называется рычагом скорости.
Пример: кости предплечья. Точка опоры находится в локтевом суставе. F - сила мышц, сгибающих предплечье, R - сила тяжести поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья.
Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.
Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы.
Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.
Примеры: плече-локтевой сустав - одна степень свободы;
лучезапястный сустав - две степени свободы;
тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение - три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).
*Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости.
Усталость свидетельствует о том, что мышцы совершают работу, хотя перемещения нет и работа равна нулю. Такую работу называют статической работой мышц.
Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы - эргометрами.
Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F - сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.
Тогда A = Fтр l = Fтр 2 r - за один оборот,
A = n Fтр 2 r - за n оборотов - средняя мощность.
Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.
Вопрос№11
Биологические мембраны, их строение и физические свойства.
Основой существования всех живых организмов является клетка. Каждую клетку окружает мембрана, через которую происходит постоянный перенос вещества. Благодаря этому поддерживает метабализм, биоэнергетические процессы, генерируются биопотенциалы-нервные импульсы, за счет которых происходит взаимодействие клеток организма.
Функции:
Механическая – за счет которой обеспечивается прочность клетки, автономномность.
Матричная – специфичное расположение ферментов-белков,гликопротеинов,гликолипидов.
Барьерная – Регулируемый обмен между клеткой и внешней средой.
Строение: Схема строения биологической мембраны клетки: 1 — углеводные фрагменты гликопротеидов; 2 — липидный бислой; 3 — интегральный белок; 4 — «головки» фосфолипидов; 5 — периферический белок; 6 — холестерин; 7 — жирнокислотные «хвосты» фосфолипидов.
Строение фосфолипида:
Состоит из полярной головки, которая является диполем и неполярного обычного хвоста.
Головка-гидрофильна, соприкасается с водой
Хвост-гидрофобен,не соприкасается с водой
Такое свойство биполярности называется –амфифильность, за счет этого свойства молекулы способны к самосборке
Физические свойства:
-
Вопрос о строении с точки зрения физики:
Вопрос о строении был изучен с помощью коэффицента поверхностного натяжения:
Для границы раздела белок-вода q1=10 в -4 Н/м, для границы липид вода q2=10 в -2 Н/м
Значение коэффицента для биомембран ближе к первому значению
-
Фазовые переходы в биомембранах:
Фосфолипидная часть биомембраны может испытывать фазовые переходы-
При понижении температуры фосфолипиды переходят из жидко-крист. состояния в твердо-крист( гель-состояние)
Для жидко-кристалического состояния характерно наличие изогнутых хвостов. Полагают, что при таком состоянии осуществляется перенос полярных молекул через мембрану.
В твердо-кристалическом состоянии гидрофобные хвосты полностью вытянуты
При фазовых переходах могут образовываться каналы. Фазовые переходы могут быть вызваны не только температурой, но и химическими веществами.
-
Мембраны-это нечто застывшее, статическое. Изменение механического состояния мембраны определяется механическими характеристиками: подвижностью фосфолипидных молекул, их микровязкость
Для жидко-кристалического состояния микровязкость составляет 30-100 мПа*с (в 30-100 раз больше, чем у воды.
Вопрос №12
Перенос нейтральных частиц через мембраны. Уравнение простой диффузии.
Пассивный транспорт( направление в сторону переноса уменьшения концентрации)
-
Простая диффузия- перенос веществ из-за разности концентраций. Осуществляется через липидный слой, липидную пору, через белковую пору, также возможен осмос. Происходит выравнивание концентраций
-
Облегченная диффузия- протекает с подвижным или неподвижным переносчиком
-
Фильтрация – перемещения раствора или растворителя под разностью давлений( перенос воды через стенки капилляров) Явление подчиняется формуле Пуазейля Q= дельта P/ W, де Q –объемная скорость, дельта P- разность давлений, W –гидравлическое сопротивление
Уравнение диффузии:
Говоря о любом виде транспорта веществ используют понятие плотности потока переносимого вещества Ф, определяемого как число перенесенных частиц ко времени и площади, через которую этот перенос осуществляется Ф= N/( дельтаt*S)
Уравнение, описывающее процесс диффузии имеет вид( Уравнение Фика):
Ф=- D* дельта C/ дельта X , отношение дельта C/ дельта X называется градиентом концентрации, D –коэффицент диффузии
Так как диффузия-результат теплового движения молекул, коэффицент диффузии можно выразить через молекулярные характеристики-среднюю скорость молекулы (V) и среднюю длину сводного пробега молекул (л –лямбда) D=(1/3)*V*л
Для биомембран используют упрощенное уравнение Фика Ф=p(c1-c2)
C1 и С2 концентрации веществ внутри и внее клетки, P=D*K/дельта Х-проницаемость мембраны
Диффузия через поры:
Этот вид диффузии для липидо-нерастворимых веществ, водо-растворимых ионов
Облегченная диффузия:
Этим путем переносятся аминокислоты, сахара, ионы калия. Происходит с участием молекулы переносчика. Например, молекула ВАЛИНОМИЦИНА
Для облегченной диффузии характерны 4 особенности:
-
Коэффицент проницаемости для облегченной диффузии больше, чем для простой
-
Процесс обладает свойством насыщения
-
Наличие конкуренции переносимых веществ
-
Наличие веществ-блокираторов
Вопрос № 13
Перенос ионов через мембраны: электродиффузия, облегченная диффузия и Активный транспорт.
Уравнение Нернста-Планка: .
Поток, обусловленный разностью концентраций(ФΔС): - D *
Поток, обусловленный разностью потенциалов(ФΔ: Z – валентность электронов.
C – молярная концентрация.
U – подвижность ионов. U=Vупор.движ.чатиц/F.
F – число Фарадея ( F=96500 Кл/Моль)
Вопрос № 14
Виды пассивного транспорта нейтральных и заряженных частиц через мембраны.
Пассивный транспорт(направление переноса в сторону уменьшения концентраций):
Простая диффузия – перенос вещества вследствие разности концентраций. Она может осуществляться через липидный слой, через липидную пору, через белковую пору. При это возможен также осмос – диффузия не растворенных частиц и растворителя от точек с меньшей концентрацией некоторого вещества к точкам с большей его концентрацией.
Плотность потока переносимого вещества – Ф, определяется как число перенесенных частиц ко времени и площади,через которую этот перенос осуществляется: Ф = m/(Δt*S). Кроме того можно определить плотность через перенесенную массу: Фm= m/(Δt*S) или количество вещества: Ф = ʋ/ (Δt*S). Уравнение, описывающее процесс диффузии(уравнение Фикса): .
- градиент концентрации.
D – коэффициент диффузии.
Фильтрация – перемещение раствора (и растворителя) под действием разности давлений. Этот вид переноса имеет основное значение при переносе воды через стенки капилляров. Явление подчиняется формуле Пуазейля Q= Δp/w, где Q - объемная скорость, Δp – разность давлений, w – гидравлическое сопротивление.
Облегченная диффузия может протекать с подвижным либо с неподвижным переносчиком.
Этим путем через мембраны переносятся аминокислоты, сахара, ионы калия. Облегченная диффузия происходит с участием молекулы переносчика. Например, молекула ВАЛИНОМИЦИНА, хорошо растворимая в липидах, имеет высокий коэффициент проницаемости. Внутри молекулы валиномицина имеются как бы полости с полярными группами, что позволяет молекуле захватывать и связывать ионы калия и другие липидонерастворимые вещества. Переносимое вещество(ионы калия) захватывается молекулой переносчиком там, где его больше и переносится туда, где его меньше, то есть перенос как и при обычной диффузии.
4 особенности облегченной диффузии:
-
Коэффициент проницаемости для облегченной диффузии больше, чем для простой.
-
Процесс облегченной диффузии обладает свойством насыщения.
-
Наличие конкуренции переносимых веществ. Ряд наиболее переносимых веществ: глюкоза > фруктоза > ксилоза > арабиноза.
-
Наличие веществ-блокираторов (напр. Флоридзин).
Электродиффузия – перенос не нейтральных молекул, а заряженных частиц(ионов) вследствие как разности концентраций, так и разности потенциалов.( Лютов с.94-95)
Диффузия через поры этот вид диффузии имеет место для липидо-нерастворимых веществ, водорастворимых гидратированных ионов. Чем больше диаметр молекулы или иона, тем проницаемость меньше (искл. Составляют ионы лития и натрия- их диаметр меньше, чем диаметр иона калия, но проницаемость меньше в 50-100 раз).