Задания для самостоятельной работы. 2.Принимая , температуру Т=300 К, найти потенциал покоя для одновалентного иона (|Z|=1)

2.Принимая , температуру Т=300 К, найти потенциал покоя для одновалентного иона (|Z|=1).

Ответ: |

2. За какое время потенциал действия распространится на расстояние, равное S=10 см, если принять скорость его распространения ʋ = 20 м/с?

Ответ: t = с.

3. За какое время потенциал действия распространится на расстояние, равное S=20 см, если принять скорость его распространения ʋ = 20 м/с?

Ответ

4. Какова проницаемость электронейтрального вещества через мембрану толщиной 9 нм, если его коэффициент диффузии равен 2,7

Ответ: 30 см/с.

Диполь. Физические основы электрографии. Основные понятия и

Формулы.

1. Электрический диполь – система состоящий из двух точечных электрических зарядов равных по величине, противоположных по знаку, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (плечо).

2. Электрический момент диполя (Р) – вектор направленный (от «–» к «+» ) и численно равный произведению положительного заряда на плечо диполя:

Р = qℓ

3. Потенциал, создаваемый диполем в некоторой точке : =

4. Отношение напряжений между вершинами равностороннего , в центре которого находится диполь: U_АС : U_АВ : U_СВ = P_АС : P_АВ : P_СВ

5. Величина вращающего момента, действующего на диполь в электрическом поле: М = РЕ

6. Величина втягивающей силы действующей на диполь, ориентированный вдоль силовой линии: F = PdE/dx

7. Токовый диполь или электрический генератор – двухполюсная система в проводящей среде, состоящей из истока и стока тока. Расстояние между истоком и стоком (L) называется плечом токового диполя.

8. Дипольный момент электрического генератора (токового диполя) – вектор направленный от стока (-) к истоку (+) и численно равный произведению силы тока на плечо диполя: Р_T = IL

9. Потенциал, создаваемый токовым диполем в точке АБ удаленной от него на расстояние r » L: = Р_Т

10. Соотношение между разностью потенциалов в стандартных отведениях:

U₁ : U₁₁ : U₁₁₁ = P_с1 : P_с11 : P_с111

Задачи

Контрольные вопросы по разделу.

1.Каковы физические свойства и роль мембранных липидов и белков в строении и свойствах биологических мембран?

2.Охарактеризуйте виды движения липидов и белков в мембране (латеральная диффузия, флип-флоп, вращательная диффузия).

3.Что называют пассивным транспортом веществ через мембрану? Каковы его виды? Охарактеризуйте простую диффузию электронейтральных веществ через мембрану.

4.Каковы особенности диффузии веществ через каналы в мембране? Каковы свойства мембранных каналов?

5.Какую диффузию называют облегченной? Каковы ее разновидности и свойства? В чем состоит эффект насыщения транспорта?

6.Что представляет собой электрохимический потенциал? Дайте математическое описание пассивного транспорта.

7.Что описывают уравнения Теорелла, Нернста - Планка, Фика? Что такое коэффициент диффузии, проницаемость мембран? Зависят ли они от температуры среды?

8.Как и в каком направлении осуществляется активный транспорт? Каковы виды активного транспорта ионов? Опишите примерный механизм активного транспорта на примере натрий-калиевого насоса.

9.Почему и как в клетке формируются мембранные потенциалы покоя? Выведите формулу для равновесного потенциала Нернста.

10.Что описывает уравнение Гольдмана - Ходжкина - Катца? Запишите его.

11.Каковы значения мембранных потенциалов покоя разных клеток? Какова при этом напряженность электрического поля в мембране?

12.Как влияет действие раздражителя на мембранный потенциал? При каких условиях клетка может возбудиться?

13.Что такое подпороговые стимулы, местные потенциалы? каковы их свойства?

14.При каких условиях возникает возбуждение клетки? Какие процессы происходят на мембране при генерации потенциала действия?

15.Охарактеризуйте фазы деполяризации и реполяризации, их длительность и связь с ионными потоками через мембрану. Какова форма и длительность потенциалов действия разных клеток?

16.От чего и как зависит проницаемость натриевых каналов?

17.Что такое рефрактерный период? В чем различие абсолютного и относительного рефрактерных периодов? Какова их длительность для разных клеток?

18.Приведите сравнительную характеристику потенциала действия и локального ответа. Каковы существенные различия между ними?

19.Опишите процесс распространения потенциала действия по безмиелиновому аксону.

20.Опишите процесс распространения потенциала действия по миелинизированному аксону.

21.Что представляет собой электрический диполь ?

22.Направление вектора электрического момент диполя (Р). – вектор направленный (от «–» к «+» ) и численно равный произведению положительного заряда на плечо диполя:

Р = qℓ

23.Формула потенциала, создаваемый диполем в некоторой точке.

24.Как относятся напряжений между вершинами равностороннего треугольника, в центре которого находится диполь?

25.Формула определяющая величину вращающего момента, действующего на диполь в электрическом поле?

26.Формула определяющая величину втягивающей силы действующей на диполь, ориентированный вдоль силовой линии.

27.Что такое токовый диполь или электрический генератор ?

28.Чему равен и как направлен дипольный момент электрического генератора (токового диполя)?

29.Чему равен потенциал, создаваемый токовым диполем в точке АБ удаленной от него на расстояние r » L:?

Электромагнитные колебания. Основные понятия и формулы.

1. Электромагнитные колебания – повторяющиеся изменения электрических и магнитных величин (заряда, тока, напряжения), а также электрического и магнитного полей.

2. Циклическая частота свободных колебаний в идеальном контуре определяют по формуле: ω_о = ,

где - индуктивность, С – емкость.

3. Изменение заряда конденсатора в процессе свободных колебаний в идеальном контуре определяют по формуле:

q = q_max∙cos(ω_оt)

4. Максимальное значение тока и напряжения:

I_max = q_max ∙ ω_о; U_max = q_max /C

5. Период свободных колебаний в идеальном контуре:

T = 2π/ω_о=2π

6. Полная энергия электромагнитных колебаний в идеальном контуре равна

W = C U²_max/2 = L I²_max/2

7. Коэффициент затухания колебаний в реальном контуре – β = R/2L

8. Условия возникновения затухающих колебаний в реальном контуре –

R =2π (слабое затухание)

9. Циклическая частота затухающих колебаний:

- ω₃= , где ω² =

10. Изменение заряда конденсатора в реальном контуре в процессе затухающих колебаний:

q = q_max∙cos(ω_оt) ехр(-βt)

11. Логарифмический декремент затухания (расчетная формула):

λ= βT₃ = 2π β/ω₃

1. Апериодический разряд конденсатора через резистор:

- q = q_max∙ ехр(-t/τ),

где τ – RС – постоянная времени.