2020-09-26
99
Дополнительный материал для групп стоматологического факультета, у которых в весеннем семестре 2020 г физику ведет А.С. Шаракшанэ. Предназначен для домашней работы во время карантина.
Задание:
1) Прочитать вопросы тренировочного теста. Большую часть ответов вы знаете.
Для ответа на вопросы, которые очевидными не кажутся, используйте сведения из комментариев.
2) Курс физики заканчивается, и, если вам все понятно, значит курс пройден неуспешно. Ощущение понимания ложно. В норме изучение любой темы рождает вопросы, ответы на которые рождают новые вопросы: в философии это называется «движущийся нож знания». Поэтому прошу сформулировать и прислать мне хотя бы один собственный вопрос, имеющий отношение к медицине и к физике, который остался непонятен. А я постараюсь ответить.
Антон Сергеевич Шаракшанэ,
iva2000@gmail.com
WhatsApp: 8-926-427-25-25
1. Укажите единицу измерения коэффициента диффузии:
а) Н·м
б) ммоль/с
в) Вт/м2
г) м2/с
Определить размерность коэффициента диффузии D можно из формулы диффузии (закона Фика) j= - D · dC/dx, где плотность потока диффундирующих частиц j размерности {моль/(с·м2)} имеет физический смысл числа частиц {моль}, проходящих за секунду {с} через площадку единичной площади {м2} ориентированную перпендикулярную направлению потока. Концентрация c имеет размерность {моль/м3}, а градиент концентрации dc/dx имеет размерность {моль/м4}
|
|
|
2. Толщина биологической мембраны:
а) 1 мкм
б) 10 А 0
в) 10 нм
г) 5 мкм
· 1миллиметр = 1000 микрометров
· Диаметр эритроцита 6-8мкм, толщина около 2мкм.
· 1 микрометр = 1000 нанометров
· 1 Ангстрем (Å) – это примерный размер электронной оболочки водорода.
3. Головки фосфолипидов
а) гидрофобны
б) гидрофильны
4. Для нормального функционирования биомембрана живого организма должна находиться в:
а) в жидкокристаллическом состоянии
б) твердом аморфном состоянии
в) в гель состоянии
г) в жидком аморфном состоянии
д) в твердом кристаллическом состоянии
Мембрана – это жидкая структура в жидкости. Признак жидкости – диффузия молекул по веществу (латеральная диффузия по своему слою в мембране, флип-флоп – переход между слоями). Признак твердого состояния - отсутствие диффузии.
Признак кристалла – наличие кристаллической решетки в виде периодически повторяющейся на неограниченном расстоянии структуры (так называемый дальний порядок).
Аморфное состояние характеризуется отсутствием дальнего порядка.
Определение геля: по крайней мере два компонента, один из которых образует непрерывную трёхмерную макромолекулярную сетку, выступающую в роли каркаса, пустоты в которой заполнены низкомолекулярным растворителем — дисперсной фазой.
|
|
|
5. Характерное время перескока молекулы фосфолипидов из одного слоя в другой
а) несколько часов
б) 10 -7 с
в) 1 мс
Подвижность фосфолипидов в своем слове высока – за одну секунду одна молекула проходит расстояние порядка размера клетки. Но свой слой в мембране молекулы фосфолипидов сохраняют долго. Причина исключительно редкого флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести полярную головку через гидрофобную область бислоя.
6. Укажите закон фика:
а) jm = 2D dc/dx
б) jm = D dc/dt
в) jm = - D dc/dx
г) jm = - D c/x
Плотность потока молекул при диффузии тем выше, чем сильней меняется концентрация с расстоянием, то есть пропорциональна градиенту концентрации dc/dx. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии D.
Поток диффузии направлен из области с большей концентрацией в область с меньшей, тогда как градиент – это вектор, указывающий направление в область с большей концентрацией. Эти две векторные величины противонаправлены, что приводит к появлению знака минуса в формуле, сопоставляющей диффузию и градиент концентрации.
7. В язкость липидного слоя мембран близка к вязкости:
а) растительного масла
б) этанола
в) воды
Сравните размеры молекул фосфолипидов, воды, этанола и жиров, и по размеру оцените сравнительную подвижность молекул, и, как следствие, вязкость жидкостей.
