- •Оглавление
- •Введение.
- •Семинар №1 статистические методы обработки опытных данных
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Мотивация цели
- •Подготовка к семинарскому занятию
- •Теоретические сведения
- •Основные понятия и формулы.
- •II. Основы теории ошибок и методы её практического применения для обработки экспериментальных данных
- •Абсолютная и относительная погрешности (ошибки).
- •Законы распределения случайных величин.
- •III. Расчет погрешности прямых измерений и доверительного интервала методом, основанным на определении средней квадратичной погрешности.
- •IV. Расчет погрешностей косвенных измерений.
- •3.Вычисляем абсолютные погрешности для каждого значения объёма:
- •V. Точность измерительных приборов.
- •VI. Графический метод представления результатов измерений.
- •VII. Упрощенный метод обработки результатов прямых измерений с использованием средней абсолютной погрешности.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Решение.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •Тесты 2-го уровня.
- •Семинар № 2 механические колебания и волны.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •Основные законы теории колебаний и волн.
- •2.Затухающие колебания.
- •3. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.
- •4.Механические волны.
- •5.Эффект Доплера.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 3 акустика. Звук, ультразвук и инфразвук.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Мотивация цели
- •Звук. Виды звука.
- •2. Физические характеристики звука.
- •3. Характеристики слухового ощущения.
- •4. Закон Вебера-Фехнера.
- •5. Физика слуха: звукопроводящая и звукопринимающая части слухового аппарата. Теории Гельмгольца и Бекеши.
- •6. Звуковые методы исследования.
- •7. Ультразвук. Излучатели и приемники уз.
- •8.Особенности распространения уз-волны.
- •9. Действие ультразвука на вещество.
- •10. Использование уз в медицине.
- •11. Инфразвук (из) и его воздействие на человека.
- •12. Вибрации.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образец решения задачи.
- •Тесты самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 4 биоэнергетика и термодинамика биологических систем.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Мотивация цели.
- •Подготовка к практическому занятию.
- •Теоретические сведения.
- •I. Основные понятия.
- •II. Основные законы термодинамики.
- •1.Первое начало термодинамики.
- •2. Второе начало термодинамики.
- •3.Термодинамические функции.
- •4.Применение первого начала термодинамики в биологии.
- •5. Применение второго начала термодинамики в биологии. Уравнение Пригожина. Негэнтропия
- •6. Стационарное состояние биологической системы. Отличие стационарного состояния от равновесного. Теорема Пригожина.
- •7. Расширенный принцип Ле-Шатель. Адаптация и аутостабилизация живых систем. Типы перехода из одного стационарного состояния в другое.
- •Решите задачи.
- •Образец решения задачи. Условие задачи.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень.
- •Семинар № 5 биофизика клетки. Физические механизмы переноса
- •Вопросы для самоподготовки.
- •1. Назначение цитоплазматических мембран.
- •2. Физические методы изучения ультраструктуры биологических мембран.
- •4. Модели биологических мембран
- •5. Перенос молекул (атомов) через мембраны, уравнение Фика.
- •7. Разновидности пассивного транспорта через мембрану.
- •8. Активный транспорт. Физический механизм активного транспорта.
- •9. Транспорт через сложные биологические мембраны. Опыт Уссинга.
- •Образцы решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Семинар №6 рентгеновское излучение. Радиоактивность. Дозиметрия.
- •Вопросы для самоподготовки.
- •Основные формулы.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Образцы решения задач.
- •Тесты для самоконтроля.
- •1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
- •2 Уровень
- •Литература
- •302 026, Г. Орел, ул. Комсомольская, 95, тел. (4862) 74-45-08
Задачи для самостоятельного решения.
1. Определите градиент концентрации для ионов калия на мембране, если толщина мембраны 6 нм и концентрации [К+]нар = 5 ммоль/л, [К+]вн=355 ммоль/л.
2.Чему равна плотность потока формамида через плазматическую мембрану толщиной 8 нм, если коэффициент диффузии его составляет
1,4•10-8см2 с-1, концентрация формамида в начальный момент времени снаружи была равна 2•10-4моль/л, внутри – в десять раз меньше?
3.Плотность потока вещества через мембрану равна
j = 16 •10-6 Мсм /с (Здесь и в дальнейшем М это- моль/л). Разность концентраций этого вещества внутри и снаружи мембраны равна ΔС=2• 10-4М. Чему равен коэффициент проницаемости?
4. Если предположить, что концентрация ионов натрия одиночной клетки снаружи равна 400мМ, а внутри 40 мМ при температуре 37оС, то чему равен равновесный мембранный потенциал этой клетки? Молярная газовая постоянная R = 8,31Дж/(моль К). Число Фарадея F=9,6• 107 Кл/моль. Элементарный заряд q=1,6• 10-19Кл.
5. Потенциал покоя нерва конечности краба равен 89 мВ. Чему равна концентрация ионов калия внутри нерва, если снаружи она составляет 12мМ? Температуру считать равной 20ºС.
6. Найти коэффициент проницаемости плазматической мембраны для формамида, если при разности концентраций этого вещества внутри и снаружи мембраны, равной 0,5•10-4 М, плотность потока его через мембрану равна 8•10-4М см/с.
7. Между внутренней частью клетки и наружным раствором существует разность потенциалов (мембранный потенциал покоя) порядка U=80мВ. Полагая, что электрическое поле внутри мембраны однородно, и считая толщину мембраны l=8 нм, найдите напряженность этого поля.
8. Определите равновесный мембранный потенциал при отношении концентраций натрия внутри и снаружи клетки 1: 10 и температуре 20ºС.
9. Определить время, в течение которого устанавливается равновесная концентрация эритрола в клетке, если объем клетки 70 мкм3, коэффициент проницаемости 13 мкм/с, а площадь поверхности мембраны клетки 43 мкм2.
10. В растворе поддерживается стационарное распределение концентрации некоего вещества. При этом на расстоянии l=50 cм разность концентрации растворенного вещества составляет 2•10-4 М. Коэффициент диффузии D=3•10-12м2/с. Найдите плотность потока диффузии.
Тесты для самоконтроля.
1 Уровень. Выберите номера правильных ответов.
1. Основу структуры биологических мембран составляют:
1)слой белков;
2)углеводы;
3)двойной слой фосфолипидов;
4)аминокислоты;
5)двойная спираль ДНК.
2. Активный транспорт ионов осуществляется за счет:
1)энергии гидролиза макроэргических связей АТФ;
2)процессов диффузии ионов через мембраны;
3)переноса ионов через мембрану с участием молекул-переносчиков;
4)латеральной диффузии молекул в мембране;
5)электродиффузии ионов.
3. Рефрактерное состояние миоцита характеризуется тем, что клетка …
1)находится в невозбудимом состоянии;
2)быстро возбуждает соседние с ней клетки;
3)находится в невозбужденном состоянии;
4)легко переходит в возбужденное состояние;
5)медленно переходит в возбужденное состояние.
4. Перенос вещества при облегченной диффузии идет по сравнению с
простой диффузией:
1)в противоположную сторону;
2)медленнее;
3)быстрее;
4)с той же скоростью.
5. Ионные каналы проводят ионы через биологическую мембрану: а)независимо от Δφм; б) проводимость каналов зависит от Δφм; в)канал проводит одинаково К+; Na+; Ca2+; г) существуют отдельные каналы для различных видов ионов.
Выберите правильную комбинацию ответов.
1)ав; 2) аг; 3) бв; 4) бг.
6. Диффузию незаряженных частиц через мембраны описывает уравнение:
1)J=-D(dc/dx); 2)Q= ∆H/x; 3)F= η(dv/dx)S; 4)\P=Dk/l; 5)J=P(ci-co).
7. Латеральной диффузией молекул в мембране называется-
-
вращательное движение молекул;
-
перескок молекул поперек мембраны из одного монослоя в другой;
-
перемещение молекул вдоль плоскости мембраны;
-
активный транспорт молекул через мембрану;
-
пассивный транспорт молекул через мембрану.
8. Латеральная диффузия – это диффузия …
1)трасмембранная;
2)флип-флоп;
3)молекул в плоскости мембраны;
4)поперечная.
9. Плотность потока вещества J имеет размерность:
1) моль/(м3с); 2) моль/(м2с); 3) моль/(м с); 4) моль/с; 5) моль/м.
10. Подвижностью диффундирующей частицы называют коэффициент…
1)пропорциональности между скоростью частицы и силой, двигающей частицу;
2) пропорциональности между силой трения и градиентом скорости;
3)пропорциональности между деформацией тела и действующей на него силой;
-
пропорциональности между эдектродвижущей силой самоиндукции и скоростью изменения тока в цепи;
-
распределения вещества между мембраной и окружающей средой.
11.Уравнение Нернста- Планка показывает, что:
-
потенциал покоя возникает в результате активного транспорта;
-
перенос ионов определяется градиентами концентрации и потенциала;
-
мембраны обладают избирательными способностями;
-
коэффициент проницаемости веществ через мембрану зависит от их подвижности;
-
главную роль в возникновении потенциала покоя играют ионы калия.
12. Коэффициентом распределения называют:
1)соотношение концентраций катионов внутри клетки и снаружи;
2) равновесное соотношение концентраций исследуемого вещества в мембране и окружающей среде;
3)соотношение концентраций исследуемого вещества в окружающей клектку водной среде и в цитоплазме;
4) параметр, характеризующий скорость проникновения вещества через мембрану;
5) соотношение концентраций катионов и анионов внутри биологических мембран.
13. Диффузия незаряженных частиц описывается уравнением:
1)Фика; 2) Нернста- Планка; 3) Ньютона; 4)Гольдмана-Ходжкина- Катца; 5) Эйнштейна.
14. Na+ - K+ насос переносит:
-
3К+ наружу, 2 Na+ внутрь клетки;
-
3 Na+ внутрь клетки, 2К+ наружу;
-
3 Na+ наружу, 2К+ внутрь клетки;
-
3К+ внутрь клетки, 2 Na+ наружу.
15. Липосома – это…
1)органелла;
2) липидный пузырек;
3) «мешок смерти»;
4) флип-флоп.
16. Уравнение Нернста–Планка описывает
1) пассивный транспорт;
2)активный транспорт;
3)транспорт неэлектролитов;
4)транспорт ионов.
17. Уравнение Фика описывает
1) пассивный транспорт;
2)активный транспорт;
3)транспорт неэлектролитов;
4)транспорт ионов.
18. Облегченная диффузия - это
1) пассивный транспорт;
2) активный транспорт;
3) диффузия с носителем;
4) диффузия без носителя.