ЗАДАЧА 1.

ЗАДАЧА 1. На рис. 5 представлена дисперсионная кривая яблока. Оцените коэффициент поляризации яблока. Используя
значение коэффициента поляризации вашего варианта (табл. 1), на этом же рисунке изобразите свою дисперсионную
кривую, считая, что сопротивление R6 не изменяется. Сравнивая две дисперсионные кривые, определите в каком из двух
случаев состояние яблока более свежее (нативное).
Таблица 1
В 1
2
3,1
0 9,2
3
1,4
4
1,5
5
1,6
6
5
7
3,0
8
3,8
9
1,0
0
7,5
Рисунок 1
R, кОм
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0,1 0,5
1
5
10
50 100 500 100
F, k Hz
ЗАДАЧА 2
3.1. Концентрация ионов (ммоль/л) между двумя сторонами клеточной мембраны имеет следующее значение: Na (120 /
9,2), К (2,5 / 140), Cl (120 / 34), где цифры относятся к внешней/внутренней стороне мембраны, соответственно.
Определить разность потенциалов на мембране в случае пассивного транспорта каждого типа ионов. Дать
сравнительный анализ при условии, что экспериментальная величина составляет –90мВ.
3.2. Концентрация ионов (ммоль/л) между двумя сторонами клеточной мембраны имеет следующее значение: Na (460 /
50), К (10 / 400), Cl (540 / 40-100), Ca (10 / 0,4), Mg (53 / 10), где цифры относятся к внешней/внутренней стороне
мембраны, соответственно. Определить разность потенциалов на мембране в случае пассивного транспорта каждого
типа ионов. Дать сравнительный анализ при условии, что экспериментальная величина составляет –60мВ.
3.3. Концентрация ионов (ммоль/л) на внешней стороне клеточной мембраны имеет следующее значение: Na =125,
К=2,5, Cl=120. Определить концентрацию ионов (в случае пассивного транспорта) на внутренней стороне клеточной
мембраны, если разность потенциалов на мембране составляет –94мВ.
3.4. Концентрация ионов (ммоль/л) на внутренней стороне клеточной мембраны имеет следующее значение: Na=70,
К=360, Cl=160, Ca= 0,4, Mg=10. Определить концентрацию ионов (в случае пассивного транспорта) на внешней стороне
клеточной мембраны, если разность потенциалов на мембране составляет –60мВ.
3.5. Определить толщину липидной части мембраны если известно, что удельная электроемкость мембраны C уд » 0,5.102 Ф/м2.
3.6. Концентрация ионов (ммоль/л) между двумя сторонами клеточной мембраны имеет следующее значение: Na (100 /
10), К (22 / 144), Cl (120 / 34), где цифры относятся к внешней/внутренней стороне мембраны, соответственно.
Определить разность потенциалов на мембране в случае пассивного транспорта каждого типа ионов. Дать
сравнительный анализ при условии, что экспериментальная величина составляет +50 мВ.
3.7. Концентрация ионов (ммоль/л) между двумя сторонами клеточной мембраны имеет следующее значение: Na (260 /
50), К (100 / 40), Cl (54 / 54), Ca (10 / 0,4), Mg (20 / 10), где цифры относятся к внешней/внутренней стороне мембраны,
соответственно. Определить разность потенциалов на мембране в случае пассивного транспорта каждого типа ионов.
Дать сравнительный анализ при условии, что экспериментальная величина составляет –60мВ.
3.8. Концентрация ионов (ммоль/л) на внешней стороне клеточной мембраны имеет следующее значение: Na =12, К=25,
Cl=100. Определить концентрацию ионов (в случае пассивного транспорта) на внутренней стороне клеточной мембраны,
если разность потенциалов на мембране составляет –94мВ.
3.9. Определить толщину липидной части мембраны если известно, что удельная электроемкость мембраны Cуд » 10-2
Ф/м2.
3.10. Какое количество ионов должно выйти из клетки, чтобы создать разность потенциалов –90мВ? Считать, что радиус
клетки r = 10 мкм, удельная электроемкость мембраны Cуд » 10-2 Ф/м2.
Задача 3. На рис. 6 изображены спектры поглощения растворов хлорофилла, витамина В2 и β-каротина. Характерные
различия спектров трех экстрактов имеются при длинах волн 450, 500 и 680 нм (они показаны на рисунке вертикальными
точечными линиями). При длине волны λ1 = 450 нм все три раствора активно поглощают свет. При λ2 = 500 нм
поглощает свет только β-каротин, а при λ3 = 680 нм — только хлорофилл. Пользуясь значениями оптических плотностей
раствора своего варианта (табл. 8), определите какое вещество растворено. Нарисуйте спектр поглощения вашего
раствора концентрации С2. Свой ответ сопроводите объяснениями.
Рисунок 2
Таблица 2
Вар.
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10
Оптическая плотность при
трех длинах волн, ое
450 нм
500 нм
680 нм
0,720
0
0,480
0,720
0
0
0,480
0,480
0
0,450
0
0,300
0,450
0
0
0,300
0,300
0
0,225
0
0,150
0,225
0
0
0,150
0,150
0
0,900
0,900
0
С2
0,2С1
0,5С1
1,25С1
0,8С1
0,25С1
1,5С1
1,25С1
0,75С1
1,5С1
0,5С1
λ1 = 450 λ2 = 500
λ3 = 680 нм
D, ое
1
витамин В2
0,75
бета-каротин
хлорофилл
0,5
0,25
0
400
500
600
700
Длина волны, нм
Вопросы
1. Предмет биофизики и методы ее исследований. Формы движения материи, изучаемые этой дисциплиной.
2. Понятие термодинамической системы. Три типа термодинамических систем.
3. Живой организм как открытая термодинамическая система.
4. Интенсивные и экс тенсивные термодинамические параметры.
5. Стационарное неравновесное состояние термодинамической системы и ее поведение при внешних воздействиях.
6. Открытие Майером первого закона термодинамики.
7. Работы Лавуазье по доказательству справедливости первого закона термодинамики для биологических объектов.
8. Первое начало термодинамики и его справедливость для биологических систем.
9. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии.
10. Сопряжение биохимических реакций. Механизмы сопряжения.
11. Теория информации и ее приложение в биологии. Сигнально-кодовая форма представления информации.
12. Единица измерения информации, соотношение между ее количеством и ценностью.
13. Перенос информации в биологических системах на разных уровнях их организации: в клетке, организме, экосистеме,
биосфере.
14. Приложения теории информации в биологии: генетический код и синтез белка.
15. Информационные характеристики сенсорной деятельности.
16. Кинетика химических реакций первого порядка. Уравнение Мальтуса
17. Кинетика химических реакций второго порядка. Логистическая функция.
18. Кинетика цепных реакций и разветвленных реакций и биологических процессов.
19. Кинетика ферментативных реакций.
20. Экологическая модель Вольтерра.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Биологическая клетка как гетерогенная структура. Биологические мембраны.
Структура и функции биомембран.
Физические свойства биомембран: электрическая емкость, электропроводность, диэлектрическая проницаемость.
Фазовые переходы в биологических мембранах.
Транспорт веществ через биологические мембраны.
Пассивный транспорт. Диффузия и осмос. Облегченная диффузия и ее механизмы.
Мембранная разность электрических потенциалов. Механизмы их формирования.
Активный транспорт.
Ферменты, осуществляющие активный транспорт через мембрану.
Прохождение переменного тока через биологические ткани. Дисперсия электропроводности.
Природа света. Корпускулярно-волновой дуализм.
Люминесценция. Виды люминесценции.
Люминесценция. Хемилюминесценция и биохемилюминесценция.
Биологическое действие оптических излучений.
Миграция энергии в системе каротин-хлорофилл.
Спектроскопия, спектры поглощения и пропускания.
Свободные радикалы в биологии.
Типы активных частиц: ионы, электронно-возбужденные состояния, свободные радикалы.
Факторы, вызывающие образование радикалов и свойства последних. Свободно-радикальное цепное окисление
ненасыщенных липидов. Биоантиокислители.
40. Биоэнергетика. Физика фотосинтеза.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.