Вопросы для самоподготовки. 1. Закрытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой (1). . (2)

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕНОСА

СЕМИНАР № 5

Уровень.

ДОПОЛНИТЕ:

1. Закрытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой ……(1)……..(2).

2. Температурный гомеостазис – поддержание ……(1)……(2).

3. Свободная энергия – та часть ……..(1) энергии, которая в принципе …….(2) быть использована для совершения …….(3).

4. Связанная энергия – та часть ……..(1) энергии, которая в принципе……..(2) быть использована для совершения ……(3).

5. Согласно первому началу термодинамики …….(1)…….(2), подведенное к системе, идет на изменение ……..(3) энергии и совершение системой …….(4).

6. Второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса «…..(1) процесс, единственным результатом которого была бы…..(2) передача от тела ……..(3) нагретого к …….(4) нагретому».

7. Второе начало термодинамики в формулировке Томсона «…….(1) процесс, единственным результатом которого было бы …….(2)……..(3) только за счет …….(4) одного тела.

8. Количественная формулировка второго начала термодинамики «существует такая функция состояния ……..(1), элементарное изменение которой dS≥ ……..(2). Знак «=» соответствует …….(3) процессам, а «>» …….(4).

9. Термодинамика утверждает, что энтропия это мера ……..(1) энергии.

10. Статистическая физика утверждает, что энтропия это мера ……(1) в системе. Число возможных ………(2), которыми может быть реализовано данное ……..(3)

11. При переходе из одного состояния в другое наиболее вероятным изменением энтропии является ее …….(1).

12. В организмах гомойотермных животных энергия пищи расходуется на ………(1)………(2) и ……..(3) …….(4).

13. Тепловая энергия уходит с поверхности тела человека путем………(1), …..(2), ……(3), ……(4).

14. Уравнение Пригожина для открытых систем: производство энтропии системы складывается из производства энтропии при …….(1) ………(2) процессов и производства энтропии за счет ……..(3) процессов с окружающей средой.

15. Теорема Пригожина: в ……….(1) состоянии производство энтропии имеет …….(2) и ……..(3) значение из всех возможных.

16. Переход из одного стационарного состояния в другое осуществляется путем ………(1) …….(2), ……(3) ……..(4) и ………(5).

ЧЕРЕЗ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ.

Литература:

1.Главы 1, 2,3; 2. Разделы Х,ХI 3. Главы 4-7, с.88-144; 7. Глава 11, с. 184-213; 7. с. 79-85; 11. Лекция 16-17; 12. с.58-62; 13. Лекция 16, с. 208-222.

1. Назначение цитоплазматических мембран.

2. Физические методы изучения ультраструктуры биологических мембран.

3. Молекулярная структура биологических мембран.

4. Модели биологических мембран.

5. Перенос молекул (атомов) через мембраны. Уравнение Фика.

6. Перенос заряженных частиц. Электродиффузионное уравнение Нернста- Планка.

7. Разновидности пассивного транспорта через мембрану: простая диффузия, облегченная диффузия, фильтрация, осмос.

8. Активный транспорт. Физический механизм активного транспорта.

9. Транспорт через сложные биологические мембраны. Опыт Уссинга.

Мотивация цели.

Изучение структуры и функционирования биологических мембран важно для медицины, так как многие патологические процессы в клетке связаны с нарушением функций мембран. Поэтому будущий врач должен хорошо знать процессы, протекающие в мембранах при обмене веществ и фармакологическом воздействии на организм.

Цель занятия: изучить функции, строение и характеристики мембран, а также транспортные процессы, являющиеся основой для понимания механизма формирования потенциалов покоя и потенциалов действия.

Подготовка к практическому занятию.

Изучить по рекомендованной литературе, уметь объяснить и пояснить примерами следующие вопросы:

I. Физические методы изучения ультраструктуры биологических мембран. Оптическая и электронная микроскопия, метод дифракции рентгеновского излучения, люминесцентные методы исследования мембран, ЭПР, ЯМР.

II. Современные представления о молекулярной структуре биологических мембран. Функции и молекулярная структура мембран. Модели искусственных биологических мембран.

III. Пассивный транспорт веществ в клетках. Разновидности пассивного транспорта молекул и ионов через биологические мембраны. Простая диффузия, облегченная диффузия, фильтрация, осмос.

IV. Транспорт через сложные мембраны. Опыт Уссинга.

Теоретические сведения.

1. Назначение цитоплазматических мембран .

Мембрана выполняет в жизнедеятельности живых клеток самые различные функции.

Механическое разделение. Клетка – элементарная живая система. Каждая клетка окружена наружной клеточной мембраной (плазматической), которая заполняет внутри себя содержимое клетки. С другой стороны, тонкая регуляция внутриклеточных процессов осуществляется на основе пространственного разделения органоидов клетки (внутриклеточные мембраны). Мембрана является поверхностью раздела (диэлектрической границей).

Транспортная функция. Через мембрану происходит перенос различных веществ, то есть она принимает активное участие в жизнедеятельности клетки.

Селективный барьер. Мембрана защищает клетку от проникновения нежелательных частиц и веществ.

Рецепция. Через мембрану происходит распознавание других клеток, веществ.

Матрица. Мембрана является матрицей (основой) для удержания белков ферментов.

Кроме того, на внутренних мембранах митохондрий происходит синтез АТФ; на мембранах происходит генерация биопотенциалов, с участием мембран происходит механическая, акустическая, обонятельная, вкусовая, зрительная рецепция.

Таким образом, мембрана – важнейший орган клетки, регулирующий каждое взаимодействие клетки как внутри ее, так и с окружающей средой. Если функции мембраны нарушаются, то происходит изменение нормального функционирования клеток и, как следствие, заболевание организма.

Дата добавления: 2014-12-16