Біофізика

(ректорські контрольні завдання)

1. Перший закон термодинаміки.

2. Ентальпія. Закон Гесса.

3. Другий закон термодинаміки. Ентропія.

4. Термодинамічні потенціали.

5. Конформації макромолекул. Рівні організації біомакромолекул.

6. Молекулярна організація клітинних мембран.

7. Білки мембран.

8. Мембранний транспорт. Канальні білки.

9. Ендо- та екзоцитоз.

10. Первинний і вторинний активний транспорт.

11. Мембранний потенціал. Рівняння Нернста.

12. Потенціал дії. Іонні механізми виникнення потенціалу дії.

Основна література

1. Біофізика: підручник / П.Г. Костюк, В.Л. Зима, І.С. Магура та ін. – К.: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". 2008.– 567 с.

2. Биофизика / Под общ. ред. акад. АН СССР П.Г. Костюка. – К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. – 504 с.

3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высш. школа, 1999. – 616 с.

Додаткова література

1. Рубин А.Б. Биофизика: В 2-х кн.: Учеб. Для биол.спец. вузов. Кн. 1. Теоретическая биофизика. – М.: Высш. шк., 1987. – 319 с.

2. Рубин А.Б. Биофизика: В 2-х кн.: Учеб. Для биол.спец. вузов. Кн. 2. Биофизика клеточных процессов. – М.: Высш. шк., 1987. – 303 с.

Перший закон термодинаміки.

Головне завдання термодинаміки полягає в тому, щоб знайти таку універсальну характеристику, яка б однозначно визначила зміни термодинамічної системи при переході з одного стану в інший. Досліди показали, що такою характеристикою є внутрішня енергія U. Вона є функцією стану системи й залежить від термодинамічних параметрів: маси m, об'єму V, тиску р, температури Т. U = f (т, V, р, Т). Її зміна ΔU не залежить від шляху переходу з одного стану в інший. Внутрішня енергія – це сума кінетичної та потенціальної енергії всіх атомів і молекул термодинамічної системи.

Перший закон термодинаміки (закон збереження, енергії): в ізольованій термодинамічній системі повний запас енергії є сталим:

U = const; ΔU = 0.

У цій системі можливі тільки перетворення одного виду енергії в інший в еквівалентних співвідношеннях.

Зміну внутрішньої енергії ΔU в замкнутій системі визначають, вимірюючи поглинену (виділену) теплоту Q й виконану роботу W. Експериментально встановлено, що незалежно від шляху переходу системи з одного стану в інший і будь-якої зміни за значенням Q і W зміна внутрішньої енергії завжди є сталою величиною.

ΔU = U² – U¹ = Q′ ± W′ = Q″ ± W″ = const.

Знак (-) означає, що робота виконується системою проти зовнішніх сил, (+) – робота виконується із системою. У диференціальній формі перший закон термодинаміки записується таким чином:

dU = ∂Q ± ∂W.

Символ д означає, що Q і W не є функціями стану й тому не можуть бути повними диференціалами.

У системі СІ енергія вимірюється в джоулях (Дж): 1 Дж = 0,239 кал = 6,25 ∙ 10¹⁸ еВ; 1 ккал = 4,19 кДж.