Биофизика, модуль1, вариант 12. К.Р.поБиофизике,модуль1,вариант12,108-2 сдип. Контрольная работа по 1 модулю Мембранология и биоэлектрогенез. Акустика
 Скачать 339.58 Kb.
|
|
Факультет высшего сестринского образования Контрольная работа по 1 модулю «Мембранология и биоэлектрогенез. Акустика» 1.Жидкостно-кристаллическая модель клеточной мембраны. Функции мембранных белков. 2.Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. 3.Механические колебания: виды колебаний. Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний. Параметры. Проблемно-ситуационные задачи: 1.Определите равновесный мембранный потенциал на мембране при отношении концентраций натрия снаружи и внутри клетки: 3 : 2. Принять универсальную газовую постоянную равной 8,31 Дж∙моль-1 К-1, постоянную Фарадея равной 96500 Кл∙моль-1.Температуру рассматривать равной 30°C. Ответы: Согласно жидкостно-мозаичной модели структуры мембраны, предложенной Сингером, биологическая мембрана представляет собой два параллельных слоя липидов (бимолекулярный слой, липидный бислой). Мембранные липиды имеют гидрофобную (углеводородные остатки жирных кислот и др.)  Интегральные мембранные белки включают в себя белки-транспортёры, линкеры, ионные каналы, рецепторы, ферменты, структурные домены мембранных якорей, белки, участвующие в накоплении и передачи энергии и белки, ответственные за клеточную адгезию. Идеальный газ - теоретическая модель, широко применяемая для описания свойств и поведения реальных газов при умеренных давлениях и температурах. В этой модели, во-первых, предполагается, что составляющие газ частицы не взаимодействуют друг с другом, то есть их размеры пренебрежимо малы, поэтому в объёме, занятом идеальным газом, нет взаимных столкновений частиц. Частицы идеального газа претерпевают столкновения только со стенками сосуда. Второе предположение: между частицами газа нет дальнодействующего взаимодействия, например, электростатического или гравитационного. Дополнительное условие упругих столкновений между молекулами и стенками сосуда в рамках молекулярно-кинетической теории приводит к термодинамике идеального газа Уравнение состояния идеального газа - формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид: {\displaystyle pV=\nu RT}, где p — давление, V — объём газа, \nu — количество вещества в молях.  Механическими колебаниями называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости. В зависимости от физической природы различают колебания: механические, электромагнитные, электромеханические. Различают также свободные и вынужденные колебания, автоколебания и др. Свободными (собственными) называются такие колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе после того, как она была выведена из положения равновесия. Вынужденными называются такие колебания, в процессе которых колебательная система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы. Затухающие колебания - колебания, энергия которых уменьшается с течением времени. Бесконечно длящийся процесс вида {\displaystyle u(t)=A\cos(\omega t+q)}{\displaystyle u(t)=A\cos(\omega t+q)} в природе невозможен. Свободные колебания любого осциллятора рано или поздно затухают и прекращаются. Поэтому на практике обычно имеют дело с затухающими колебаниями. Они характеризуются тем, что амплитуда колебаний A является убывающей функцией. Обычно затухание происходит под действием сил сопротивления среды, наиболее часто выражаемых линейной зависимостью от скорости колебаний {\displaystyle \scriptstyle u'_{t}}{\displaystyle \scriptstyle u'_{t}} или её квадрата. В акустике: затухание — уменьшение уровня сигнала до полной неслышимости. Уравнение затухающих колебаний Уравнение затухающих колебаний описывает движение реальных колебательных систем. В дифференциальной форме оно записывается следующим образом: \[\frac{\partial^2 x}{\partial t^2} +2\beta \frac{\partial x}{\partial t} +\omega_0^2 x=0\] Из этого выражения можно получить еще одну каноническую форму: \[x=Ae^{-\beta t} \cos (\omega t +\varphi_0 )\] либо x=Ae^{-\beta t} \sin (\omega t +\varphi_0 ). Здесь x и t – координаты пространства и времени, А – первоначальная амплитуда. \beta – коэффициент затухания, который зависит от сопротивления среды r и массы колеблющегося объекта m: \[\beta = \frac{r}{2m} \] Чем больше сопротивление среды, тем больше энергии рассеивается при вязком трении. И наоборот – чем больше масса (а значит, инерционность) тела, тем дольше оно будет продолжать движение.   |