Главная | Обратная связь

Ситуационные задачи

 

1.Рассчитайте диэлектрическую проницаемость мембранных липидов, если толщина мембрана d= 10 нм, удельная электрическая емкость С= 1,7 .

2. Какое расстояние на поверхности мембраны эритроцита проходит молекула фосфолипида за 1 секунду в результате латеральной диффузии? Коэффициент латеральной диффузии принять равным 10 –12 м2/с. Сравните с окружностью эритроцита диаметром 8 мкм.

3. При фазовом переходе мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гель толщина бислоя изменяется. Как при этом изменится электрическая емкость мембраны? Как изменится напряженность электрического поля в мембране?

4. Как изменится электрическая емкость мембраны (удельная) при ее переходе из жидкокристаллического состояния в гель, если известно, что в жидкокристаллическом состоянии толщина гидрофобного слоя составляет 3,9 нм, а в состоянии геля – 4,7 нм. Диэлектрическая проницаемость липидов » 2.

5. Рассчитайте время оседлой жизни и частоту перескоков из одного мембранного слоя в другой липидов мембран саркоплазматического ретикулума, если коэффициент латериальной диффузии D=12 мкм²/c, площадь, занимаемая одной молекулой фосфолипида А=0,7 нм² .

6. Рассчитайте коэффициент проницаемости для вещества, поток которого через мембрану моль/м . Концентрация вещества внутри клетки , а снаружи - моль/л.

7. Во сколько раз внутриклеточная концентрация ионов калия должна превышать наружную, чтобы потенциал покоя составлял 91мВ. Вычислите температуру клетки.

8. Рассчитайте коэффициент распределения К для вещества, если при толщине мембраны 10нм коэффициент диффузии 7,2*10 см , а коэффициент проницаемости 14см/с.

9. Разность концентраций молекул вещества на мембране некоторой клетки равна 48ммоль/л, коэффициент распределения между мембраной и окружающей средой 30, коэффициент диффузии 1,5*10 , плотность потока 25моль/м . Рассчитайте толщину этой мембраны.

10. Найдите коэффициент проницаемости плазматической мембраны Mycoplasma, для формамида, если при разнице концетраций, этого вещества внутри и снаружи мембраны, равной 0,5*10 , плотность потока его через мембрану равна 8*10 см/с.

12. Рассчитайте энергию, необходимую для совершения одного цикла Na⁺, K⁺ - АТФ-ой в гигантском аксоне кальмара, если трансмембранный потенциал этой клетки составляет - 60МВ, концентрация ионов калия и натрия внутри снаружи соответственно равны ммоль/л и ммоль/л, ммоль/л и ммоль/л. Температура клетки 37⁰С.

13. Во сколько раз концентрация малых катионов должна превышать концентрацию макромолекул, чтобы доннановская разность потенциалов составляла -2мВ при температуре 20⁰С? Средний заряд макромолекул .

14. Во сколько раз наружная концентрация с₀ ионов натрия должна превышать внутреннюю с_j, чтобы равновесный потенциал Нернста составлял +50 мВ при температуре 27⁰С.

15. Удельная электрическая емкость мембраны аксона, измеренная внутриклеточным микроэлектродом, оказалась равной 0,5 микрофарад/ см². По формуле плоского конденсатора оцените толщину гидрофобного слоя мембраны с диэлектрической проницаемостью e » 2.

16. Какое расстояние на поверхности мембраны эритроцита проходит молекула фосфолипида за 1 секунду в результате латеральной диффузии? Коэффициент латеральной диффузии принять равным 10 ^–12 м²/с. Сравните с окружностью эритроцита диаметром 8 мкм.

17. Критический радиус липидной поры в мембране зависит от краевого натяжения поры g, поверхностного натяжения мембраны s и мембранного потенциала j. Выведите формулу для критического радиуса поры. Рассчитайте критический радиус поры при отсутствии мембранного потенциала. Принять краевое натяжение поры 10 ^–11 Н, поверхностное натяжение липидного бислоя 0,3 мН/ м.

18. При фазовом переходе мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гель толщина бислоя изменяется. Как при этом изменится электрическая емкость мембраны? Как изменится напряженность электрического поля в мембране?

19. При фазовом переходе мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гель толщина бислоя изменяется. Как при этом изменится электрическая емкость мембраны? Как изменится напряженность электрического поля в мембране?

20. Как изменится электрическая емкость мембраны (удельная) при ее переходе из жидкокристаллического состояния в гель, если известно, что в жидкокристаллическом состоянии толщина гидрофобного слоя составляет 3,9 нм, а в состоянии геля – 4,7 нм. Диэлектрическая проницаемость липидов » 2.

21. Осмотическое давление крови человека составляет 0,77МПа. Сколько молей соли NaCl должен содержать изотонический физиологический раствор в 200 мл воды при температуре 37⁰С?

22. При повторной регистрации спектра ЯМР одного и того же образца изменилась температура, линии спектра при этом стали более узкими. В какую сторону изменилась температура: понизилась или повысилась?

23. Найти длину электромагнитной волны, при которой возникает ЭПР в магнитном поле с магнитной индукцией 0,3Тл. Принять фактор Ланде равным двум.

24. По контуру радиусом 0,5м протекает ток. Найдите силу этого тока, если известно, что магнитный момент контура _Б.

25. Под каким углом находится в данный момент времени электрический вектор сердца к оси отведения, если зафиксирована разность потенциалов , а максимальная разность потенциалов в этом отведении

26. Определите мощность теплового излучения раздетого человека с S = 1 м² поверхности тела, если температура кожи t₁=30⁰C, окружающей среды – t₂=20⁰C. Коэффициент поглощения кожи k=0,9

27. Интенсивность излучения тела человека увеличились на 2,62 %. На сколько процентов возросла температура.

28. Определите длину волны , соответствующую максимуму спектральной плотности энергетической светимости тела человека, считая его серым телом. Температура кожи t=30 ⁰C.

29. Определите натуральный молярный показатель поглощения веществ, если при его концентрации в растворе с=0,03 моль/л оптическая плотность раствора составляет D=1. Длина кюветы l= 2 см.

30.Наблюдая под микроскопом движение эритроцитов в капилляре, можно измерить скорость течение крови ( ). Средняя скорость тока крови в аорте составляет . На основании этих данных определить, во сколько раз сумма всех функционирующих капилляров больше сечение аорты.

31. Рассчитайте предел разрешения z электронного микроскопа, если ускоряющее напряжение в нем U=100 кВ, апертурный угол u=10^-2 рад.

32. Вычислить вязкость крови при нормальном гематокрите (с=45%), если вязкость плазмы составляет

33. Вычислите максимальное минутный объем Q_max крови, при котором течение крови в аорте остается ламинарным. Диаметр аорты d=2 cм, вязкость крови , плотность , критическое значение числа Рейнольдса Re_кр=2000.

34. Скорость распространения пульсовой волны по артерии составляет v=10 м/c. Определите модуль упругости Е артерии, если толщина ее стенки h=0,7 мм, внутренний диаметр d=8 мм, плотность крови

35.Радиус аорты равен 1,0см; скорость течения крови в аорте составляет 30 см/с. Чему равен скорость течения крови в капиллярах, если суммарная площадь сечения капиллчров равна 2000 см². (Диаметр каждого капилляра принять как , а число капилляров больше миллиона).

36. В медицине для определения скорости движения отдельных биологических структур (например, крови, клапанов сердца) используется эффект Доплера. Как связано изменение частоты ультразвукового сигнала при отражении от движущегося предмета с его скоростью?

37. К поршню горизонтально расположенного шприца приложена сила F=10 Н. Определите скорость v истечения лекарства из иглы шприца, если плотность лекарства , диаметр поршня d=7 мм, причем его площадь намного больше площади поперечного сечения иглы.

38. С какой скоростью v всплывает пузырек воздуха диаметром d=4 мм в сосуде, наполненном глицерином? Кинематическая вязкость глицерина , его плотность намного больше плотности воздуха.

39. При некоторых заболеваниях критическое число Рейнольдса в сосудах становится равным 1160. Найдите скорость движения крови, при которой возможен переход ламинарного течения в турбулентное в сосуде диаметром 2мм.

40.Уровень громкости звука равен 120 фон, а тихого разговора – на том же расстоянии – 41. фон. Определить отношение интенсивностей.

42. Интенсивности звука 10^-2 Вт/м². Найти звуковое давление, если акустическое сопротивление среды (воздуха) 420 кг/м²с.

43. Определить амплитудное значение звукового давления для чистого тона частотой 1000 Гц, при котором может наступить разрыв барабанной перепонки, если разрыв наступает при уровне громкости L_E = 160 фон. (Ответ выразить в паскалях и в атм.)

44. Электронагреватель в установке для термической обработки лекарственного сырья за 10 мин испаряет 1 л воды, вязтой при температуре 20⁰С. Определите длину нихромовой проволоки сечением 0,5 мм², учитывая, что установка питается напряжением 120 В и ее КПД равен 80%?

45. Интенсивность света, прошедшего через раствор аспирина в непоглощающем растворителе, уменьшается за счет поглощения в три раза. Концентрация молекул аспирин n₀=10²⁰м^-3. Путь света в растворе =150 мм. Определите эффективное сечение поглощения аспирина.

46. Определите разность фаз в пульсовой волне между двумя точками артерии, расположенными на расстоянии друг от друга, считая скорость пульсовой волны равной v=10 м/c, колебания сердца – гармоническими с частотой =1,2 Гц.

47. Фрагменты молекул и СH³⁺, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле под углом к его направлению. Определите отношение радиусов траекторий этих частиц.

48. В одном из отведении наибольшая разность биопотенциала на электрокардиограмме равна 2 мВ. Предполагая, что при этом электрический момент сердца параллелен стороне треугольника Эйнтховена, с которой снимается электрокардиограмма, оценить величину электрического момента сердца. Известны .

49. Для нагревания мышечной ткани на плоское электроды подается напряжение c амплитудой U₀=250 В и частотой =10⁶Гц. Активное сопротивление этого участка цепи R=10³ Ом; емкость С= Ф. Определите количество тепла, выделившееся в объеме ткани между электродами за период колебаний Т и за время процедуры t=10 мин.

50. Ионофорез применяется для введения лекарственных веществ в тело человека. Определите количество однократно ионизированных ионов лекарственного вещества, введенное больному за время t= 10 мин при плотности тока 0,05 мА/см²с электрода площадью S=5 см²

ВОПРОСЫ ЭКЗАМЕНА

1. Биологические мембраны. Виды биологических мембран и их функции.

2. Виды мембранных липидов и их свойства. Бислойные липидные структуры.

3. Холестерин. Динамика липидов в мембране. Фазовые переходы в мембране.

4. Мембранные белки. Виды и функции мембранных белков.

5. Структура биологических мембран.

6. Искусственные мембраны. Липосомы.

7. Методы исследования структуры мембран.

8. Капиллярные явления, их значения в биологии и медицине. Газовая эмболия.

9. Транспорт веществ через биологические мембраны.Способы проникновения веществ в клетку.

10. Виды транспорта. Простая диффузия.

11. Транспорт неэлектролитов через биологические мембраны.

12. Основные механизмы пассивного транспорта.

13. Транспорт ионов. Ионный транспорт веществ в каналах.

14. Механизмы проницаемости биологических мембран. Строение и функции ионных каналов и переносчиков. Механизмы электрогенеза.

15. Активный транспорт через биологические мембраны.

16. Молекулярные механизмы электрохимических потенциалов мембран и распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна.

17. Понятие электровозбудимости. Потенциалы покоя.

18. Методы измерения мембранного потенциала. Микроэлектродная техника.

19. Потенциал действия.Механизм генерации и распространения потенциала действия.

20. Методы изучения молекулярных механизмов электромеханических потенциалов мембран.

21. Распространение нервного импульса вдоль возбудимого волокна.

22. Датчики медико-биологической информации. Типы датчиков.

23. Назначение и классификация датчиков, характеристики.

24. Термоэлектрические явления в металлах и полупроводниках.

25. Градуировка термодатчиков и определение температуры вещества.

26. Электроды для съема биоэлектрического сигнала.

27. Ионные токи в модели Ходжкина – Хаксли.

28. Ионные каналы в клеточных мембран. Структура ионного канала.

29. Механизм генерации потенциала действия кардиомиоцита.

30. Мембранные потенциалы. Потенциал действия сердечной клетки.

31. Физические основы электрокардиографии. Устройство, принцип работы электрокардиографа..Основные подходы к регистрации ЭКГ.

32. Регистрация ЭКГ и принципы анализа.

33. Электроэнцефалография. Основные ритмы ЭЭГ. Их функциональное значение.

34. Регистрация ЭЭГ и принципы анализа. Функциональные пробы.

35. Основные типы электрической активности пирамидных нейронов.

36. Закономерности поглощения света биологическими системами.

37. Энергетические уровни молекул (электронная, колебательная и вращательная энергия молекул).

38.Электронные переходы при поглощении света.

39. Спектры поглощения молекул некоторых биологически важных соединений.

40. Методы исследования фотобиологических процессов с помощью спектров.

41.Устройство и принцип работы спектрофотометров.

42. Изучение спектрофотометрических методов исследования для определения концентрации веществ в биологических жидкостях.

43. Люминесценция биологических систем.

44. Люминесценция. Различные виды люминесценции.

45.Фотолюминесценция. Правило Стокса.

46. Квантовый выход флуоресценции. Триплетный уровень и фосфоресценция.

47. Фотолюминесцентный качественный и количественный анализ биологических объектов.

48. Люминесцентная микроскопия. Хемилюминесценция, механизм генерации хемилюминесценции

49.Первичные стадии фотобиологических процессов.

50. Спектры фотобиологического действия.

51.Изучение продуктов первичных фотобиохимических реакций.

52. Свободнорадикальное окисление.Первичные фотохимические реакции белков.

53.Фотохимические превращение ДНК.

54. Особенности действия высокоинтенсивного лазерного излучения на ДНК.

55. Фотореактивация и фотозащита.

56.Действие ультрафиолетового света на биологические мембраны.

57. Фотосенсибилизированные фотобиологические процессы.

58. Исследование биологических объектов в микроскопии.

59. Специальные приемы микроскопии биологических объектов

60. Оптическая система микроскопа, построение изображения объекта.

61. Формула увеличения оптического микроскопа.

62. Биофизика мышечного сокращения.Модель скользящих нитей.

63. Биомеханика мышцы. Уравнение Хилла.

64. Мощность одиночного сокращения. Моделирование мышечного сокращения.

65. Электромеханическое сопряжение

66. Кровеносная система ( артерии , вены). Механизм кровообращения

67.Движение крови в крупных сосудах.

68.Организация потока крови в микрососудах.

69. Движение форменных элементов крови в капиллярах.

70. Факторы, определяющие реологические свойства крови.

71. Формы ориентации эритроцитов в капиллярах.

72. Гемодинамические закономерности движения крови по сосудам.

73. Общие физико-математические закономерности движения крови по кровеносному руслу.

74. Реография различных органов и тканей.Методы исследования кровообращения.

75. Методы регистрации и принципы анализа реографической кривой. Интегральная и регионарная реография.

76. Способы косвенной регистрации ударного и минутного выброса. Компьютерная интегральная реография.

77. Физические основы взаимодействия звука и биологических тканей.

78. Классификация медицинских приборов и аппаратов.

79.Формы энергии, которые преобразуются в измерительном преобразователе.

80. Медицинские приборы терапевтического назначения.

81. Терапевтическая электронно-медицинская аппаратура.

82. Методы высокочастотной терапии (ВЧ,УВЧ,СВЧ и др.) и их биофизическое воздействие.

83. Устройство аппарата УВЧ-терапии и его принцип работы.

84. Терапевтическая техника, основанная на применении постоянного тока

85. Устройство аппарата гальванизации и его принцип работы. Физические основы гальванизации

86. Фотоэлектрические преобразователи.

87. Основные технические средства медицинской интроскопии.

88. Конструкции датчиков и их основные характеристики.

89.Приборы для измерения функции внешнего дыхания

90. Регистрация движений грудной клетки при дыхательных движениях. Пневмография, спирометрия, спирография.