Транспорт веществ через плазматическую мембрану

П 69

Красноярск, 2012

Ю.С. Пац.

Методические рекомендации по проведению виртуального физиологического эксперимента

ПО ВИРТУАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

ПРАКТИКУМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по дисциплине «Основы вычисли­тельной техники» для студентов специальности 230101 «Вы­числительные машины, комплексы, системы и сети» очной и заочной форм обучения

Составители: ст. преподаватель Преображенская Ирина Николаевна, к.т.н., доцент Солнцев Роман Вячеславович (лабораторная работа №6), ст. преподаватель Крючкова Ирина Николаевна (лабораторная работа №2)

в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology)

Перевод и адаптация:

Ю.И. Савченков,

О.Г. Солдатова,

В.С. Медведев,

УДК 612(07)

ББК 28.903

Практикум по виртуальной физиологии: методические рекомендации по проведению виртуального физиологического эксперимента в среде PhysioEx 6.0: Laboratory Experiments in Physiology / Ю.И. Савченков, В.С. Медведев, Ю.С. Пац [и др.]; пер. с англ. и адаптация для студентов КрасГМУ. - Красноярск: КрасГМУ, 2012. – 105 С.

Этот практикум есть результат адаптирования для нужд студентов Красноярского Государственного медицинского университета им. В.Ф. Войно-Ясенецкого программы PhysioEx 6.0, предназначенной для проведения виртуальных экспериментов по физиологии и разработанной сотрудниками Laboratory Experiments In Physiology. Разработчики этих программ в лицензионные соглашения любезно внесли пункт: "Вы имеете право изменять, адаптировать, переводить или создавать другие программы, основанные на этой программе со ссылкой на авторов".

Программа PhysioEx 6.0 предлагает провести серию виртуальных физиологических исследований, с составлением протоколов опытов и получением выводов. Алгоритмы проведения работ представлены ниже.

К Практикуму прилагается Протокольная тетрадь для записи результатов эксперимента. Если у студента нет такой готовой тетради, он может переписать в свою тетрадь таблицы и вопросы, представленные в Практикуме.

Печатается по решению ЦКМС Красноярского Государственного медицинского университета им. В.Ф. Войно-Ясенцкого, протокол № 2 от «15» ноября 2011.

Цель:

1. Получить представление о селективной проницаемости плазматической мембраны.

2. Уметь описывать различные механизмы, посредством которых молекулы вещества могут пассивно пересекать плазматическую мембрану.

3. Уметь описывать различные механизмы, посредством которых молекулы вещества могут активно транспортироваться через плазматическую мембрану.

4. Понять и уметь объяснить различия между работой мембранных транспортеров с расходом энергии клеток и без нее.

5. Дать определение пассивному и активному транспорту, простой и облегченной диффузии, осмосу и транспорту веществ между гипотоническими, изотоническими и гипертоническими растворами.

Основные обозначения:

Анализ мембранного остатка - Membrane Residue Analysis

Время - Time

Давление - Pressure

Дистиллированная вода - Deionizer Water

Диализная мембрана - Dialysis Membrane

Древесный уголь - Powdered Charcoal

Зарегистрировать результат - Record date

Инструменты - Tools

Молекулярный вес вещества - MWCO (Molecular Weigh Cut Off)

Начало анализа - Start analysis

Промывка - Flush

Построить мембрану - Build Membrane

Прошедшее время - Elapsed Time

Распечатать результат- Print Data

Распределение - Dispense

Симуляция простой диффузии - Simulating Simple Diffusion

Старт - Start

Уничтожить ряд - Delete Run

Теоретическая часть.

Каждая клетка нашего организма окружена плазматической мембраной (ПМ), которая отделяет ее от интерстициальной жидкости. Одной из основных функций ПМ является селективная проницаемость при обмене молекул между клеткой и окружающей жидкостью, для того, чтобы клетка могла отобрать субстанции, необходимые ей, и избавиться от ненужных веществ. Эти субстанции включают в себя газы (О₂ и СО₂), ионы и более крупные молекулы, такие как глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, витамины.

Молекулы вещества транспортируются через ПМ пассивно или активно. При активном транспорте вещества через ПМ расходуется энергия, выделяющаяся при распаде АТФ, а при пассивном транспорте молекулы проходят через ПМ без расхода какой-либо энергии. Примером пассивного транспорта являются простая диффузия, осмос и облегченная диффузия.

Простая диффузия - это спонтанное движение молекул через липидный бислой ПМ из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией вещества. Осмос - это диффузия растворителя (Н₂О) через плазматическую мембрану. Облегченная диффузия - это движение молекул через селективно проницаемую мембрану с помощью специализированных транспортных белков ПМ.

На этом занятии мы будем моделировать каждый из этих клеточных транспортных механизмов, используя модели виртуального практикума.

Дата добавления: 2014-11-20