биологические мембраны. биоэлектрические

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ ПО ФИЗИКЕ
«БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ.
БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ»
1. Биологические мембраны (БМ), их основные функции. Липидный бислой,
особенности его формирования. Физические характеристики бислоя:
толщина,
электрическое сопротивление. Липидный бислой как
электрический конденсатор. Жидкостно-мозаичная модель биологической
мембраны.
2. Методы исследования биологических структур. Электронная микроскопия.
Волновые свойства электронов. Предел разрешения электронного
микроскопа. Подготовка биологического объекта для электронной
микроскопии (замораживание и репликация).
3. Методы исследования биологических структур. Рентгеноструктурный
анализ. Ход рентгеновских лучей в кристалле, формула Вульфа-Брэггов.
4. Диффузия липидных молекул в мембранах: латеральная, флип - флоп.
Частота перескоков молекул. Люминесцентные методы изучения
подвижности молекул в мембране, флюоресцентные метки и зонды.
5. Электрохимический потенциал, его формула. Транспорт веществ через
биологическую мембрану: пассивный и активный, принципиальные
различия между ними.
6. Диффузия заряженных частиц через БМ, уравнение Теорелла, уравнение
Нернста - Планка.
7. Диффузия незаряженных частиц, закон Фика.
8. Трансмембранная разность потенциалов, определение. Микроэлектродный
метод регистрации биопотенциалов. Нарисуйте схему регистрации
мембранной разности потенциалов в клетке.
9. Механизм возникновения потенциала покоя: роль градиентов концентрации
и электрического потенциала при формировании потенциала покоя.
10.Биопотенциал покоя. Как соотносятся электрохимические потенциалы
внутри и снаружи клетки, находящейся в состоянии покоя? Формула
Нернста для расчёта равновесного мембранного потенциала (её вывод).
11.Уравнение Гольдмана. Как соотносятся между
собой коэффициенты
проницаемости для разных ионов, если клетка находится в покое?
12.Биопотенциал действия. Нарисуйте схему регистрации потенциалов
действия в аксоне. Основные свойства потенциалов действия.
13.Начертите график потенциала действия в аксоне. Покажите на графике
величины потенциалов действия, покоя и реверсии. Покажите длительность
потенциала действия и периода остаточной рефрактерности.
14.Биопотенциал действия. Как соотносятся между собой коэффициенты
проницаемости мембраны для ионов К, Na и Cl при возбуждении клетки?
Сравните эти значения для клетки в покое. Формула Нернста для расчета
потенциала реверсии. Формула для расчета амплитуды потенциала действия.
15.Ионные насосы и каналы в биологических мембранах. Роль ионных насосов
и каналов в электрогенезе клетки.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
1. Активный транспорт веществ через биологическую мембрану. Опыт
Уссинга.
2. Натриевые каналы биологических мембран. Их структура,
дискретность и взаимонезависимость действия. Время открытого состояния
канала и время жизни каналов. Зависимость активации каналов от мембранного
потенциала.
3. Ионные насосы в биологических мембранах, их основные функции.
Виды насосов, схемы действия. Сопряжённые процессы в ионных насосах.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Козлова Е.К. «Физика и биофизика» М.
Гэотар-Медиа, 2010.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. «Биофизика». М., Владос, изд.3; 2006.