Задача 1
Рассчитать смещение максимума спектра флюоресценции (200 нм), если известно, что потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 50%.
Решение:
Флюоресценция - это явление, при котором лучистая энергия невидимой коротковолновой части спектра (ультрафиолет) абсорбируется объектом, часть этой энергии теряется, а остальная испускается уже в видимом диапазоне и ощущается нами, как цвет.
Поскольку энергия кванта излучения пропорциональна его частоте, то частота при этом уменьшается, а длина волны возрастает.
E = hс/,
где Е – энергия кванта, h – постоянная Планка, – длина волны, с – скорость света.
Е / Е1
= 2, следовательно, Е1
= Е/2
= E / hс
1
= E1
/ hс
1
/ = E1
/ Е = Е/2/Е = 2
1
= 200*2 = 400 нм
Задача 2
Происходит параллельное образование веществ В и С из вещества А сконстатами Кв и Кс соответственно (Кв=5Кс). Определить какого вещества(В и С) и во сколько раз образуется больше.
Решение:
А → В, Кв
А→ С, Кс
Кв=5Кс
Кв = [B]/ [А]
Кс = [С]/ [А]
5Кс = [B]/ [А]
[А] = 5Кс/[B]
[А] = Кс / [С]
5Кс/[В] = Кс / [С]
5 /[B] = 1/[С]
[B] / [C] = 5
Таким образом, вещества В образуется в 5 раз больше.
Задача 3
Активный транспорт поддерживает внеклеточный градиент для ионов Nа+ как 100:1. Сколько требуется для этого энергии на 1 моль иона, если внеклеточная концентрация Nа+ 10 ммоль?
Решение:
Активный транспорт имеет место в том случае, когда перенос осуществляется против градиента концентрации. Такой перенос требует затраты энергии клеткой. Активный транспорт служит для накопления веществ внутри клетки. Источником энергии часто является АТР. Для активного транспорта кроме источника энергии необходимо участие мембранных белков. Одна из активных транспортных систем в клетке животных отвечает за перенос ионов Na+ и K+ через клеточную мембрану. Эта система называется Na+ - K+ - насос. Она отвечает за поддержание состава внутриклеточной среды, в которой концентрация К+ выше, чем Na+.
Вторично активный транспорт не зависит от концентрации Na+ вне клетки, а зависит от концентрации градиента ионов Na+. Градиент Na+ является движущей силой, промежуточной стадией в процессе использования энергии (в системе вторично активного транспорта).
Свободную энергию F можно найти по формуле:
F = RTlnС1/С2
С1=100 ммоль
С2 = 10 ммоль
Принимая температуру в клетке равной 37 С, получаем:
F = RTlnС1/С2 = 8,314 * 37 * ln 10 = 708,31 Дж
Задача 4
Каким был импеданс ткани при частоте поляризации равным 5, импеданс при частоте 10 кГц был равен 5 кОм.
Решение:
Пассивные электрические свойства биологических тканей характеризуются импедансом (полным сопротивлением), величина которого определяется емкостной и активной проводимостью с соответствующей индуктивностью тканей.
В области низких частот импеданс тканей определяется, в основном, их резистивными свойствами. К этой области относятся ткани, обладающие высокой электропроводностью (нервная ткань). В область средних частот входят ткани, электрические свойства которых определяются и резистивными и емкостными свойствами (паренхиматозные органы). В области высоких частот электрические свойства тканей носят емкостный характер (мембраны, липиды). Замедленные механизмы поляризации в этой области частот могут приводить к значительным диэлектрическим потерям в тканях (нагревание).
Таким образом, живую клетку можно представить в виде колебательного контура с емкостью и сопротивлением, причем емкость (мембрана) определяется свободнорадикальными реакциями и системой антиоксидантной защиты, а сопротивление - ферментативным окислением.
Между сопротивлением и частотой поляризации существует обратнопропорциональная зависимость.
Таким образом, с увеличением частоты поляризации сопротивление уменьшается, тогда при частоте поляризации равной 5, импеданс будет равен 2,5 кОм.
Задача 5
Произошло снижение периферического сопротивления сосудов на 20%. Какова в этом роль вязкости крови, если "общая" длина сосудистого русла снизилась в 1,2 раза, а "общий" радиус увеличился в 1,5 раз?
Решение:
Закон Пуазейля является основным законом гемодинамики хотя в строгом смысле он применим только для непульсирующего ламинарного потока при однородной и постоянной вязкости жидкости (Mc Donald, 1960). Ценность этого закона заключается в том, что он дает количественную характеристику основных факторов обеспечивающих движение крови по сосудам и их взаимосвязь.
В приложении к гемодинамике закон Пуазейля чаще всего записывают в следующем виде:
Q=(P1-P2)/R
Q - объем крови, протекающей за единицу времени через поперечное сечение сосуда.
P1 - P2 - градиент давления в начале и конце системы.
R - сопротивление кровотоку.
В свою очередь сопротивление кровотоку описывается следующей формулой:
R=81υ/ π r4
, где
l - длина сосуда
r - радиус сосуда
υ - вязкость крови
R=81 υ / π r4
υ = R π r4
/ 81
υ 1
= R1
πr1
4
/ 811
l /l1
= 1,2, следовательно, l1
= l / 1,2
r 1
/ r = 1,5, следовательно, r 1
= 1,5 / r
R / R1
=1,2, следовательно, R1
= R / 1,2
Тогда
υ 1
= R1
π r1
4
/ 811
= (R / 1,2) π (1,5 / r)4
/ 8 (l / 1,2)
υ 1
/ υ = (R / 1,2) π (1,5 / r)4
/ 8 (l / 1,2) / R π r4
/ 81
υ 1
/ υ = 5,0625
То есть при снижении периферического сопротивления сосудов на 20% вязкость крови вязкость крови увеличилась в 5,0625 раз.
Список литературы
1. Физиология человека / Под. ред. Р. Шмидта, Г. Тевса, Т. 3. Кровь. Кровообращение. Дыхание. М.: Мир, 1986.
2. Основы физиологии человека / Под. ред. Б.И. Ткаченко. Санкт-Петербург: Международный фонд истории науки, 1994. Т. 1.
3. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М.: Мир, 1981.
4. Беркемблит М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. – Москва: Наука, 1988 .
5. Бионика. – Москва: Наука, 1965.
6. Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. – Москва: Наука, 1986.
7. Енохович А.С. Справочник по физике. – Москва: Просвещение, 1990.
8. Иваницкий Г.Р. Мир глазами биофизика. – М.: Педагогика, 1985.
9. Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии и биологии. – Москва: Просвещение, 1986.
10. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – Москва, Просвещение, 1988.
Другие работы по теме:
Физиология центральной нервной системы 2
Выписка из образовательного стандарта по дисциплине «Физиология центральной нервной системы» Вклад нейробиологии в понимание психической деятельности; физиологические закономерности эмбрионального и постнатального развития головного мозга; фундаментальные процессы – возбуждение и торможение в ЦНС; физиология и нейрохимия нейронов и глии; соматические и вегетативные нервные системы; физиология боли, роль тахикинонов и опиатных рецепторов; физиология вегетативной нервной системы; организация бульбарного дыхательного центра; реакция мозга на гипоксию и асфиксию, синдром внезапной остановки дыхания; интеграция вегетативных, нейроэндокринных и центральных регуляций при осуществлении поведения на базе основных биологических мотиваций; нервные структуры, нейро-гормональные механизмы в регуляции питьевого, пищевого, полового поведения; половая дифференцировка мозга; терморегуляционные
Симбиоз в природе
Симбио́з - это взаимодействие и сосуществование представителей разных биологических видов. В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза. От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений, чью пыльцу может распространять лишь один, определённый вид насекомых.
Электрическое поле
Работа по физике Ученика 10 класса А Школы №1202 Круглова Егора Электрическое поле По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве
Световой короб с гибкой основой
Световой короб или лайт-бокс сегодня — один из самых традиционных видов наружной световой рекламы. Он же — самый перспективный и быстроразвивающийся.
Ночное пробуждение сбивает биологические часы
Пробуждение при ярком свете ночью нарушает работу биологических часов человека на несколько дней. Кроме того, даже ночное пробуждение в тёмной комнате прерывает течение биологического времени, хотя и в меньшей степени.
Материаловедение швейного производства
Тестовые задания по предмету «Материаловедение швейного производства» Содержание Введение. Тест № 1. Технология получения тканей Тест № 2. Строение, состав и свойства тканей
Бытовые приборы
В быту используют разнообразные электрические приборы и машины. По способу преобразования электрической энергии делят на электронагревательные, электромеханические и комбинированные. В электронагревательных приборах электрическая энергия источника питания преобразуется в тепловую энергию, которая используется для полезной работы.
Свойства тканей
Причины износа одежды. Прочность ткани при растяжении - один из важнейших показателей, характеризующих ее качество. Увеличение срока носки изделий. Физические и оптические свойства тканей. Проявление технических свойств ткани в процессе производства.
Жакет для женщин
В женской одежде ХХ в. жакет становится важным элементом повседневного костюма. Первоначально носили свободные, вязаные жакеты. В 30 - 40-е гг. в моду вошли жакеты из плотных гладких тканей в сочетании с платьями из тонких шёлковых или хлопчатобумажных материалов. Предпочитали сочетание тёмных жакетов и очень светлых, почти белых платьев.
Абсцесс мягких тканей
Абсцесс мягких тканей возникает в результате проникновения инфекции в мягкие ткани при повреждениях кожи, в том числе при микротравмах.
Валин
Валин - незаменимая аминокислота, оказывающая стимулирующее действие. Валин необходим для метаболизма в мышцах, восстановления поврежденных тканей и для поддержания нормального обмена азота в организме.
Что такое "батик"
Искусство украшать ткани пришло к нам из глубины веков, а крашение и набойка тканей являются одним из самых давних ремесел. Родиной их считают Китай и Индию.
Интегральная и микропроцессорная схемотехника
Рабочая программа курса «Интегральная и микропроцессорная схемотехника» Введение . Роль интегральной электроники в развитии современной науки и техники. Этапы перехода от дискретных элементов к интегральным микросхемам. Успехи, достигнутые в области разработки полупроводниковых приборов и микросхемотехники.
Моделирование пассивных и активных фильтров
Министерство образования и науки Украины Моделирование пассивных и активных фильтров ЦЕЛЬ РАБОТЫ Пользуясь программной средой Electronics Workbench смоделировать: пассивные фильтры низкой частоты (ФНЧ), однозвенные и двухзвенные; пассивные фильтры высокой частоты (ФВЧ), однозвенные и двухзвенные; полосовой и режекторный фильтры (ППФ); активный ФНЧ на ОУ; активный ФВЧ на ОУ; полосовой фильтр активного типа.
Моделирование пассивных и активных фильтров
Моделирование пассивных фильтров низкой частоты: однозвенных и двухзвенных. Пассивные и активные высокочастотные фильтры. Параметры элементов трехконтурного режекторного фильтра. Описание полосового фильтра активного типа. Электрическая схема фильтра.
Электрический угорь
Научная классификация Латинское название Electrophorus electricus (Linnaeus, 1766) Систематика на Викивидах Изображения на Викискладе Электрический угорь
Каникулы /english/
Как лучше всего провести летние каникулы. Активные и пассивные виеды отдыха.
БАРСКОВ Игорь Сергеевич
(Кандидат биологических наук (1966), доктор биологических наук (1979). Профессор кафедры (1985), заведующий кафедрой (1988) палеонтологии геологического факультета. Заведующий лабораторией цефалопод Па)
Денатурация белков
Природные белковые тела наделены определенной, строго заданной пространственной конфигурацией и обладают рядом характерных физико-химических и биологических свойств при физиологических значениях температуры и рН среды.
Содержание белков в органах и тканях
Наиболее богаты белковыми веществами ткани и органы животных. Источником белка являются также микроорганизмы и растения. Большинство белков хорошо растворимо в воде.
Золото
Золото (лат. Aurum), Аu, химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 79, атомная масса 196,9665.
Биология 2
Биоло́гия — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле.
Особенность поражения человека электрическим током
Электрический ток и последствия его воздейстивия на организм человека - электротравмы и электротравматизм: ожоги, электрометаллизация кожи, электрошок. Степени опасности переменного тока и его пороговые значения, безопасные для жизни человека.
Инфракрасное излучение (ИК)
Инфракрасное излучение генерируется любым нагретым телом, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии.