Количество переносимого вещества можно измерять в
килограммах или молях (г/). : ф = m/t [кг/с] или Ф = vjt
[моль/с].
поток пропорционален площади S выделенного элемента. градиенту концентрации (dc/dx) диффундирующего вещества. Поэтому формула для расчета потока:
Ф = -D{dc/dx)S.(16.2) Коэффициент
пропорциональности D
размерность коэффициента диффузии одинакова: [D] = м/с. Коэффициент D зависит от свойств жидкости, свойств диф фундирующих частиц, температуры.
Плотностью потока вещества (J) называется отношение потока вещества (Ф) через элемент по верхности к площади этого элемента (S): J — Ф/S.
Единица плотности потока — [кг/
(м2 ■ с)] или [моль/(м2 ■ с)].
Плотность потока выражается
Уравнение Фика для мембраны.
Уравнение Фика описывает диффузию в однородной среде обязательно имеет место
скачкообразное изменение концентрации частиц диффундирующего вещества.
Коэффициент распределения вещества (К) — это величина, равная отношению концентраций частиц в
а) |
б) |
в) |
Распределение концентрации частиц, проходящих через мембрану
Вещество, диффундирующее через мембрану, преодолевает три барьера а) примембранный слой,
б) саму мембрану, в) противоположный примембранный
слой. Концентрации частиц внутри и вне
клетки соответственно равны с\ и с0. Концентрация частиц в мембране у ее внутренней и внешней поверхностей обозначены см1 и смо-
градиент концентрации диффундирующего вещества : dc/dx = (смо- cMi)/L.
для плотности потока
J = -D(cMO - cMi)/L = DK{c; - c0)/L. Введем коэффициент проницаемости мембраны (м/с): P = DK/L
Окончательно имеем уравнение Фика для диффузии в мембранах:
J = P(Ci-c0). 
Это уравнение Фика определяет плотность потока вещества при диффузии через мембрану, то есть описывает пассивный транспорт в мембранах.
Основные разделы.
•Молекулярная бииофизика ---изучает строение и физ. свойства молекул, -входящих в состав организма--- прежде всего белков и нуклеиновых кислот. Основная проблема заключается в том, чтобы раскрыть природу взаимодействия атомных групп, определяющих конформационные особенности биологических макромолекул и механизм функционирования их в живых системах.
•2.Биофизика мембранных процессов или биофизика клетки изучает такие функциональные проявления клеток как генерация возбуждения( нервный импульс) и бпотенциалы
•(кардиография), процесс транспорта веществ через мембраны.
•3.Биофизика фотобиологических процессов. Изучает механизмы фотоэнергетических и фоторецепторных систем (зрение), выясняет роль и механизмы участия электронно –возбуждённых состояний в биол.процессах.
•4.Биофизика органов чувств—изучает функционирование этих систем в физ. и биол. аспектах и исследует превращение энергии , которое происходит при восприятии внешних раздражений (органы зрения ,слуха и др….)
•
• |
Специфика живого впервые проявляется на молекулярном уровне. |
|
Современный этап развития биофизики начался по существу с |
|
выдающихся открытий Л.Полингом пространственной |
|
структуры белка и Д. Уотсоном и Ф.Криком знаменитой спирали |
• |
жизни ---двойной спирали ДНК. |
Как вам известно клетка –структурная и функциональная |
|
|
единица живого.(Шлейден ,Шванн) |
•Основу структурной организации клетки составляют мембраны(блм) ---тонкие пограничные структуры молекулярных размеров ,расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц. Основу (матрицу) мембраны формируют фосфолипидные молекулы, каждая из которых имеет полярную голову и неполярный хвост. Головы фосфолипидных молекул содержат фосфатные и холиновые группы и поэтому полярны, хорошо контактируют с молекулами воды(гидрофильны) хвосты неполярные СН цепи жирных кислот (14-24 атома углерода) гидрофобны В водном растворе молекулы фосфолипидов самопроизвольно собираются и образуют двойной слой(бислой), при этом гидрофильные головы обращены к воде а гидрофобные хвосты напралены друг к другу и вытесняют из внутренней области молекулы воды Толщина пипидного бислоя 4-5 нм.
• Количества, поступивших в клетку ионов Na и K не равны
между собой, на 3! выведенных иона Na приходится 2! введённых иона K при одновременном гидролизе одной молекулы АТФ. Открывание и закрывание канала на противоположных сторонах мембраны и чередующееся изменение эффективности связывания Na и K обеспечиваются энергией гидролиза АТФ. Транспортируемые ионы Na и K кофакторы данной ферментативной реакции.
•Активный транспорт ионов против градиента концентрации требует энергии, выделяемой при гидролизе АТФ до АДФ:
•АТФ----АДФ+Ф (неорганический фосфат). Для функционирования этой ферментной системы антипорта необходимо наличие Na+ K+ и ионов Mg++. Они присутствуют почти во всех клетках, причём концентрация особенно велика в возбудимых тканях нервах, мышцах.