4.3. Матеріали для аудиторної самостійної роботи.

4.1. Перелік навчальних практичних завдань:

- оволодіти технікою розв’язку типових задач;

- набути навичок розв’язування задач на знаходження потенціалів спокою;

- вміти застосовувати отримані знання в нестандартних ситуаціях.

4.2. Алгоритм розв’язку задач.

Задача 1. Ю.Бернштейн припустив, що мембранний потенціал виникає внаслідок нерівномірного розподілу іонів калію. Вважаючи що мембрана проникна тільки для іонів калію і непроникна для інших, оцінити потенціал спокою мембрани аксона кальмара, якщо: [К⁺]_і=392ммоль/л, [К⁺]_е=22.4ммоль/л, Т=293К.

Розв’язання.

Згідно умови задачі потенціал спокою визначатися рівноважним калієвим потенціалом і може бути розрахований за допомогою рівняння Нернста:

.

Обчислення: .

Відповідь: -72мВ. При фізіологічних значеннях [К⁺]_о і [К⁺]_і, величина .

Задача 2. У місці збудження немієлінізованого нервового волокна трансмембранна різниця потенціалів складає =35мВ. Визначити різницю потенціалівна відстані=40мкм, якщо постійна довжини цього волокна дорівнює =70мкм.

Розв’язання.

Розв’язок телеграфного рівняння в стаціонарному режимі має наступний вид:

.

Обчислення: (мВ).

Відповідь: 20мВ.

4.3. Навчальні задачі, тести ІІІ рівня.

Тестові завдання

1. Якщо внутрішньоклітинна концентрація К⁺ у 50 разів перевищує позаклітинну, то потенціал спокою при температурі 27°С приблизно дорівнює …

А) -116мВ.

Б) +101мВ.

В) -101мВ.

Г) +116мВ.

Д) -0,101В.

2. Якщо вважати, що цитоплазматична мембрана нервового волокна при температурі t=37°С проникна тільки для іонів натрію (внутрішньо- і позаклітинна концентрації натрію рівні відповідно =23ммоль/л,=150ммоль/л), то теоретичне значення максимуму потенціалу дії приблизно дорівнює…

А) -50мВ.

Б) +50мВ.

В) +0,5В.

Г) -0,05В.

Д) +0,05В.

3. При температурі 300К амплітуда потенціалу дії, якщо концентрація калію і натрію всередині клітини збудженої тканини відповідно: 125ммоль/л, 1,5ммоль/л, а зовні 2,5ммоль/л і 125ммоль/л приблизно дорівнює…

А) -107мВ.

Б) +0,107В.

В) -0,107В.

Г) +107мВ.

Д) +0,0107В.

4. Якщо постійна довжини немієлінізованого волокна =70мкм, тотрансмембранна різниця потенціалів зменшується вчетверо на відстані, яка приблизно дорівнює…

А) 20мкм.

Б) 0,097мм.

В) 0,02мм.

Г) 97мкм.

Д) 50мкм.

5. Трансмембранна різниця потенціалів у немієлінізованому нервовому волокні зменшується вдвічі на відстані х=30мкм. Постійна довжини волокна приблизно дорівнює …

А) 0,69мкм.

Б) 0,043мм.

В) 21мкм.

Г) 43мкм.

Д) 0,021мм.

Задачі

Задача 1. Що більше: швидкість поширення електричного сигналу по кабелях морського телеграфу чи швидкість поширення нервового імпульсу по мембрані аксона? Чому?

Задача 2. Нервове збудження поширюється вздовж аксону в одну сторону від зони, до якої дійшло? Чому?

Задача 3. Розрахуйте мембранний потенціал аксона каракатиці при температурі 25^оС. При розрахунках використати такі концентрації іонів в аксоплазмі: [К⁺]_і=340ммоль/л; [Na⁺]_і=49ммоль/л і [Cl^-]_і=114ммоль/л, у навколишньому середовищі: [К⁺]_е=10,4ммоль/л; [Na⁺]_е=463ммоль/л і [Cl^-]_е=592ммоль/л. Прийняти коефіцієнти проникності іонів крізь мембрану=1:0,04:0,45, що є характерним для потенціалу спокою. Прийняти коефіцієнти проникності іонів крізь мембрану=1:20:0,45, що є характерним для потенціалу дії.

Відповідь: -52мВ: 45мВ.