19. Рассеяние и поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

При прохождении через вещественную среду световая волна постепенно ослабляется. Это происходит в связи с рассеянием и поглощением света.

Рассеяние света происходит в неоднородных средах при условии, что размеры неоднородностей соизмеримы с длиной волны света. Если неоднородность среды образована посторонними частицами, беспорядочно распределенными в массе среды, то рассеяние света называют явлением Тиндаля, а среды - мутными, например мелкий туман, дым, различные взвеси и эмульсии и т. п.

Длина волны света при рассеянии не изменяется, а интенсивность рассеянного света тем выше, чем меньше размеры этих неоднородностей сравнительно с длиной волны. Интенсивность рассеяния зависит также от длины волны света: короткие волны рассеиваются значительно сильнее, чем длинные

При рассеянии света энергия сохраняет свою электромагнитную природу. При поглощении света она переходит в другие виды внутренней энергии, при этом в веществе могут происходить различные явления: повышение интенсивности теплового движения (тепловой эффект), возбуждение и ионизация атомов и молекул, активация молекул (фотохимический эффект) и т. п.

Закон поглощения в однородной среде для параллельного пучка монохроматического света был установлен Н. Бугером: в каждом последующем слое среды одинаковой толщины поглощается одинаковая часть потока энергии падающей на него световой волны, независимо от его абсолютной величины.

20. Реография (греч. rheos течение, поток + graphō писать, изображать; синоним: импедансная плетизмография, реоплетизмография) - метод исследования функции сердца и кровоснабжения органов путем регистрации колебаний импеданса, т.е. полного (омического и емкостного) сопротивления переменному току высокой частоты, связанных с изменениями кровенаполнения исследуемых участков тела.

21. Для обеспечения молекулярного механизма взаимодействия актиновых и миозиновых нитей необходимы как макроэрги, так и ионы кальция. Именно Са²⁺ является важнейшим компонентом электромеханического сопряжения.Сигналом к сокращению скелетной мышцы являются нервные импульсы, поступающие из спинного или головного мозга к нервно-мышечному соединению. Далее следует синаптическая передача с участием ацетилхолина. Потенциалы действия, образовавшиеся на сарколемме распространяются по всей плазматической мембране мышечного волокна. Деполяризация распространяется и на мембраны саркоплазматического ретикулума СПС и открывает в ней потенциалзависимые кальциевые каналы. Через открывшиеся каналы Са²⁺ пассивно (в сторону более низкого электрохимического потенциала) устремляется из цистерн СПС в саркоплазму и достигает миофибрилл. Около них создается достаточная для замыкания миозиновых мостиков концентрация ионов кальция. Дальше возникает сокращение.

22. Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом. Нередко, под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра. Исторически появился термин «невидимый свет» — ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет, радиоволны. Длины волн видимого света лежат в диапазоне от 380 до 760 нанометров^[1], что соответствует частотам от 790 до 385 терагерц, соответственно.Раздел физики, в котором изучается свет, носит название оптика.Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов — частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой.Свет на границе между средами испытывает преломление и отражение. Распространяясь в среде, свет поглощается веществом и рассеивается. Оптические свойства среды характеризуются показателем преломления, действительная часть которого равна отношению фазовой скорости света в вакууме к фазовой скорости света в данной среде, мнимая часть описывает поглощение света. В изотропных средах, где распространение света не зависит от направления, показатель преломления является скалярной функцией (в общем случае — от времени и координаты); в анизотропных средах он представляется в виде тензора. Зависимость показателя преломления от длины волны света (дисперсия) приводит к тому, что свет разных длин волн распространяется в среде с разной скоростью; благодаря этому возможно разложение немонохроматического света (например, белого) в спектр.Как любая электромагнитная волна, свет может быть поляризованным. У линейно поляризованного света определена плоскость (т. н. плоскость поляризации), в которой происходят колебания электрического вектора волны. У циркулярно поляризованного света электрический вектор, в зависимости от направления поляризации, вращается по или против часовой стрелки. Неполяризованный свет является смесью световых волн со случайными направлениями поляризации. Поляризованный свет может быть выделен из неполяризованного пропусканием через поляризатор или отражением/прохождением на границе раздела сред при падении на границу под определённым углом, зависящим от показателей преломления сред (см. угол Брюстера). Некоторые среды могут вращать плоскость поляризации проходящего света, причём угол поворота зависит от концентрации оптически активного вещества; это явление используется, в частности, в поляриметрическом анализе веществ (например, для измерения концентрации сахара в растворе).

23. Способность молекул поглощать свет лежит в основе спектрофотометрии, широко используемой в биологии и медицине для качественного и количественного анализа и для выяснения химической структуры вещества.

В конечном счете все оптические и спектрофотометрические свойства молекул, дающие информацию об их строении определяются расстоянием между энергетическими уровнями молекулы и вероятностями перехода между ними. Эти уровни отвечают различным электронным, колебательным и вращательным состояниям молекул.

Несмотря на большую сложность макромолекул, в них содер­жатся отдельные составные элементы - хромофоры, обладающие определенными индивидуальными структурными и спектральными ха­рактеристиками. Пептидная группа >СО – NH – основной характеристический хромофор полипептидных цепей дает полосу поглоще­ния при 190 нм, обусловленную —* переходом (слайд 7). Другой хромофорной группой является карбонильная группа - С = О, сущест­вующая у всех аминокислот. Образование такого типа связи представлено на примере формальдегида

Однако основными хромофорами белка являются остатки аро­матических аминокислот: триптофан и в меньшей степени тирозин и фенилаланин. Спектр поглощения триптофан, обусловленный его индольным кольцом, с системой сопряженных связей, обладает двумя полосами поглощения при 220 и 280 нм.

В нуклеиновых кислотах основными хромофорами являются пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (цитозин и тимин и ДНК, цитозин и урацил из РНК) азотистые основания нуклеотидов. Наряду с пи—пи* переходами (основная полоса при 260 нм) вклад в общее поглощение дают и n - * переходы («плечи» в области 280-320 нм) с участием не поделенной пары электронов гетероатомов азота и кислорода.

24. дыхательный объем – объем воздуха, поступающий в легкие за 1 вдох при спокойном дыхании (норма 500—800 мл). Показатели ДО изменяются в зависимости от напряжения и уровня вентиляции. Часть ДО, участвующая в газообмене, называется альвеолярный объем (АО) и составляет примерно 2/3 ДО. Остальная 1/3 его составляет объем функционального мертвого пространства (ФМП) и состоит из анатомического мертвого пространства, включающего объем верхних дыхательных путей и бронхов первых 16 генераций (примерно 150-200мл) и альвеолярного мертвого пространства, включающего объем альвеол, вентилирующихся, но не перфузирующихся. В норме полное мертвое пространство, близко к анатомическому.

Динамические исследования вентиляции легких. При проведении спирометрического исследования в режиме спокойного дыхания можно зарегистрировать ДО, определить ЧД и рассчитать МОД покоя. ЧД – частота дыхания – число дыхательных движений в минуту при спокойном дыхании. У здоровых людей ЧД составляет 12– 16 в1 мин. ^ МОД (V) – минутный объем дыхания. Представляет величину общей вентиляции в минуту при спокойном дыхании. Обычно у взрослых людей составляет 6-8 литров в минуту в условиях покоя. МОД является крайне вариабельной величиной и зависит от частоты дыхания и дыхательного объема, величина каждого из которых индивидуальна. При определении МОД требуется соблюдение условий покоя, приближенных к условиям основного обмена, т. к. этот показатель зависит от уровня обмена веществ в организме. Если МОД превышает должную величину, определяемую уровнем метаболизма, то говорят об общей гипервентиляции. В обратном случае можно предполагать наличие общей гиповентиляции.

25. Саркомер является элементарной надмолекулярной сократительной единицей мышечного волокна. На электронно-микроскопических снимках продольного среза мышечной ткани видно, что саркомер состоит из параллельных рядов толстых и тонких нитей (рисунок 2, а). Вертикальные темные линии соответствуют специальным структурным белкам (десмину), разделяющим миофибриллы на саркомеры. Между ними видны горизонтальные нити сократительного аппарата

. В центральной части саркомера расположены толстые нити

Толстые нити состоят главным образом из молекул миозина. Тонкие нити содержат белки трех типов: актин, тропомиозин и тропонин

Взаимодействие между тонкими и толстыми филаментами осуществляется посредством так называемых поперечных мостиков, образованных головками миозиновых молекул

). При сокращении мышцы (при движении ее актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга) саркомер может уменьшить свою длину на одну треть (рисунок 2,в).

26.Спирометрия - метод измерения легочных объемов, спирография - графическая регистрация их изменения во времени. Кривая, полученная при записи на бумаге, в координатах «объем-время», называется спирограммой. Скорость вдоха и выдоха может быть косвенно измерена по спирограмме или непосредственно определена с помощью пневмотахометрии и пневмотахографии.

27. Модель скользящих нитей

В начале 1950-х гг., Эндрю и Хью Хаксли, Р.Нидергерк и Ж.Хэнсон, исследовавшие мышечные волокна методами рентгеноструктурного анализа, оптической и электронной микроскопии, независимо пришли к модели скользящих нитей. В основе этой модели лежат следующие постулаты:

– при сокращении мышцы длины толстых и тонких нитей саркомера не изменяются;

Благодаря снятию ионами кальция тропомиозиновой блокады активных центров актина с ними взаимодействуют миозиновые головки - они совершают гребковые движения к центру саркомера. Головка временно прикрепляется к актиновой нити и наклоняется на своем стебельке (рисунок 4), смещая миозиновую нить вдоль актиновой (как локомотив тянет железнодорожный состав по рельсам) на один шаг. Вместе с тем актин активирует способность миозина в качестве АТФазы гидролизовать АТФ. Следовательно, головки молекул миозина обеспечивают как связывание толстых нитей с тонкими, так и гидролиз АТФ. В конце гребка миозиновой головки по актиновой нити к молекуле миозина присоединяется новая молекула АТФ, что приводит к отделению головки от актина. При последующем гидролизе АТФ происходит восстановление исходной конформации миозиновой молекулы, благодаря чему ее головка может снова присоединиться к актиновой нити, но уже ближе к центру саркомера, чем при предыдущем взаимодействии с ней.

28. . Простейший призменный спектроскоп (рис. 4, б) состоит из штатива О, на котором укреплен горизонтальный диск Д с делениями. В центре диска устанавливается призма П, по краям диска расположены две трубы: коллиматор К и зрительная 3, которая с помощью винта В может устанавливаться под необходимым углом. Коллиматор (рис. 4, а) имеет на конце щель, перед которой помещается источник света; линза О, образует пучок параллельных лучей, что необходимо для того, чтобы лучи, прошедшие через призму, состояли также из параллельных пучков. Эти пучки объективом О2 зрительной трубы фокусируются в его фокальной плоскости FF и образуют каждый изображение щели соответствующего цвета, которое называется спектральной линией. Совокупность этих линий образует исследуемый спектр, который в увеличенном виде наблюдается через окуляр Ок. Спектрограф (рис. 5: а -общий вид и б - схема устройства) - более сложный прибор, приспособленный для фотографирования спектров. Свет через щель Д и линзу Л1 направляется на дисперсионную призму П, пучки спектрально разложенного света фокусируются линзой Л2 на фотопластинке Ф .

29. Тропонин,тропомиозин.

Для того чтобы толстые нити миозина начали гребковые движения (при сокращении) своими поперечными мостиками (рисунок 3, а), головка миозина должна вступить во взаимодействие с активным центром на актиновой нити. В расслабленной мышце он прикрыт («зачехлен») молекулой тропомиозина (рисунок 3, б). Молекула тропомиозина скручена вокруг двух нитей актина по спирали и перекрывает активные центры, с которыми должны вступить во взаимодействие миозиновые головки, чтобы произошло сокращение мышцы.Кроме актина, миозина и тропомиозина, миоциты поперечнополосатых мышц содержат важный регуляторный белок тропонин, который связан с актиновым филаментом и с тропомиозиновой нитью Одна из субъединиц, образующих тропониновый комплекс способна связываться с ионами Са²⁺. Когда такое взаимодействие происходит, тропонин воздействует на тропомиозин и тот освобождает на актиновом филаменте активный центр для миозина. Тем самым устраняется препятствие их взаимодействию .Далее происходит непосредственно акт мышечного сокращения.

30. Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате происходит рассеяние в виде тепла работы, затрачиваемой на это перемещение.Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.Различают динамическую вязкость (единицы измерения: Па·с = 10 Пуаз) и кинематическую вязкость (единицы измерения: Стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объёма через калиброванное отверстие под действием силы тяжести. Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.

.

удачи