Совместная учебная конференция в биологических и физико-технических классах на тему: "Электрический ток в биологических и медицинских исследованиях".
Объяснение условий общения на конференции.
Учитываются не только вопросы, но и ответы студентов.
Краткое введение.
"В настоящее время метод измерения электропроводности довольно широко применяется в биологических и медицинских исследованиях. Удобство в применении данного метода заключается в том, что используемые напряжения (менее 50 мВ) не вносят существенных изменений в физико-химические процессы, происходящие в биологическом объекте, и тем более не повреждают его.
Метод нашел широкое применение при изучении процессов, происходящих в живых клетках и тканях при изменении физиологического состояния, при патологических состояниях, при действии повреждающих факторов: температуры, излучения, ультразвука и т. д."
Почему при добавлении белка в раствор электролита (цитоплазмы клетки) сопротивление раствора увеличивается?
Ключевые понятия: свободные и связанные ионы в цитоплазме.
Ниже приводится примерный план сценарий вопросов.
Возможные вопросы студентов физ.-тех. ВУЗов:
- | Что такое систола?
| - | Что из себя представляет диастола?
| - | Что такое мембранный потенциал?
| - | Можно ли рассматривать цитоплазму как проводник электрического тока?
| - | Если мембрана плохо проводит электрический ток, то можно ли рассматривать клетки организма как электроемкости?
| - | Есть ли в организме сопротивления индуктивной природы?
| - | Можно ли считать, что электрический импеданс зависит во многом от проницаемости мембран?
| - | Существует ли различие в удельном электрическом сопротивлении крови и цитоплазмы?
| - | Если уд. электрическое сопротивление крови меньше, то при систоле, характеризующейся кровенаполнением тканей и органов их сопротивление уменьшается?
|
Возможные вопросы студентов медицинских и биологических ВУЗов:
- | Что такое электрическая проводимость и в чем она измеряется?
| - | Это физическая величина, обратная электрическому сопротивлению.
Естественно, единицей ее измерения является Ом-1, или 1 См (Сименс).
| - | Что из себя представляют емкостные и индуктивные сопротивления и в чем они измеряются?
| - | Емкостные и индуктивные сопротивления очень часто называют реактивными сопротивлениями, в отличие от активных или резисторов. Дело в том, что это сопротивления конденсатора и катушки индуктивности соответственно, которые не связаны с нагреванием, что происходит при прохождении тока через проводник (резистор). Эти сопротивления зависят от частоты, и измеряются в Омах, как и активное сопротивление.
| - | Что такое электрический импеданс?
| - | Это полное сопроивление цепи переменного тока, которое находится следующим образом:
| - | Почему зависимость имеет такой вид?
| - | Дело в том, что колебания напряжения и колебания силы тока на резисторе совпадают по фазе, а на реактивных элементах не совпадают. Так, колебание напряжения на конденсаторе отстают от колебания тока на резисторе на 90 градусов. А колебания напряжения на катушке индуктивности опережают колебания напряжения на резисторе на 90 градусов. На диаграмме, названной диаграммой напряжений, это можно представить следующим образом:
А вот аналогичная ей диаграмма сопротивлений:
Из диаграммы сопротивлений видно, что Z - гипотенуза прямоугольного треугольника, и может быть найдена по известной теореме Пифагора.
| - | Что такое мембранный потенциал?
|
Учитель биологии:
- | Это разность потенциалов по обе стороны мембраны. У многих клеток он колеблется в пределах от 1 до 100 мВ. Самый высокий мембранный потенциал у мышечных клеток - миофибрилл.
| - | Можно ли рассматривать цитоплазму как проводник электрического тока?
| - | Цитоплазма представляет из себя коллоидный раствор, содержащий большое количество диссоциированных молекул, то есть является проводником тока.
| - | Если мембрана плохо проводит электрический ток, то можно ли рассматривать клетки организма как электроемкости?
| - | Встречный вопрос: А что ты понимаешь под электроемкостью?
| - | Две проводящие пластины, разделенные диэлектриком.
| - | Значит, должна быть вторая, проводящая ток, среда?
| - | С другой стороны мембрана окружена межклеточной жидкостью.
| - | Что из себя представляет межклеточная жидкость?
| - | Это электролит.
| - | Значит, возвращаясь к первоначальному вопросу, мы действительно имеем право утверждать, что клетки организма предстивляют из себя большую электроемкость: диэлектрик-мембрана окружена с одной стороны цитоплазмой, с другой - межклеточной жидкостью.
| - | Есть ли в организме сопротивления индуктивной природы?
| - | Очень незначительный процент, которым можно пренебречь в сравнении с активным и емкостным сопротивлением.
| - | Существует ли различие в удельном электрическом сопротивлении крови и цитоплазмы?
| - | Удельное электрическое сопротивление крови меньше, чем цитоплазмы. Это связано с тем, что в крови меньше крупных органических структур, способных поляризоваться, чем внутри клетки.
| - | Если удельное электрическое сопротивление крови меньше, то при систоле, характеризующейся кровенаполнением тканей и органов их сопротивление уменьшается?
| - | Безусловно. Итак, ответ на первоначальный вопрос найден с помощью ваших поисковых вопросов.
|
Назад
Написать комментарий
|