Zadachi_k_zachetu

Задачи к зачету

1.Концентрация глюкозы в клетке равна 10-8 моль/л, а вне клетки 10 -9 моль/л. Температура 20 0С. Найти приращение химического потенциала при транспорте 10 моль глюкозы в клетку и из клетки.

2.Найти приращение электрохимического потенциала при транспорте кальция из клетки и в клетку, если концентрация кальция в клетке равна 10-7 моль/л, вне клетки 10-5 моль/л, при температуре 20 0С. Величина мембранного потенциала (-60) мВ.

3.Найти изменения свободной энергии Гиббса при смещении ионов калия из плазмы

крови в цитоплазму эритроцитов, если концентрация ионов калия в плазме крови составляет 4,0 ∙ 10-3 моль/л, а в цитоплазме эритроцитов 146,0 ∙ 10-3 моль/л

соответственно. Разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностью мембран эритроцитов принять равной нулю (при температуре 37 ◦ С).

4.Концентрация кальция в митохондриях 10-6 моль/л, в цитоплазме 10-5 моль/л. Найти величину и направление потока ионов кальция при температуре 32 0С, если толщина мембраны 10 нм, микровязкость мембраны 8 П (пуаз), радиус

негидратированных ионов кальция 3 нм. Как изменится величина потока при увеличении температуры на 1 0С. Величина мембранного потенциала (-40) мВ.

5.Концентрация мочевины в клетке 10-12 моль/л, вне клетки 10-9 моль/л, толщина

мембраны 8 нм. Найти поток мочевины через мембрану. Во сколько раз изменится поток молекул мочевины при концентрации мочевины в клетке 10-10 моль/л, при неизменной внеклеточной концентрации мочевины. Коэффициент диффузии для мочевины 2 10-8 см2/сек.

6.Найти изменения свободной энергии Гиббса при смещении ионов калия из плазмы

крови в цитоплазму эритроцитов, если концентрация ионов калия в плазме крови составляет 4,5∙10-3 моль/л, а в цитоплазме эритроцитов 140,0∙10-3 моль/л соответственно. Разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностью

мембран принять равной (-6) мВ (внутренняя поверхность мембраны имеет отрицательный заряд, температура 37 ◦ С).

7.Микровязкость мембраны эритроцита при температуре 370 С равна 6 Пуаз. Найти величину коэффициента диффузии для ионов кальция, если радиус негидратированного иона кальция 1,5 нм.

8.Концентрация глюкозы в плазме крови 3,5 ммол/л, концентрация глюкозы в эритроците 5 ммоль/л. Концентрация ионов Na+ в эритроците 4 ммоль/л, а в плазме 140 ммоль/л, температура 37 С. Можно ли транспортировать молекулу глюкозы в эритроцит, используя вторичный активный транспорт. Разность потенциалов на мембране эритроцита (-60) мВ.

9.Концентрация ионов натрия в клетке 1 ммоль/л, вне клетки 180 ммоль/л. Разность потенциалов на мембране (- 80 мВ). Можно ли осуществить активный транспорт

ионов натрия при помощи натрий-калиевого насоса из клетки на наружную поверхность мембраны, при температуре 37 0С, изменение свободной энергии при гидролизе 1 моль АТФ = (- 45) кДж/моль, КПД насоса 50%.

10.Возможен ли вторично активный транспорт ионов хлора из клетки, если: К+ i = 155 10-3моль/л, К+ о = 4 10-3моль/л, Na+ i = 12 10-3моль/л, Na+ o = 145 10-3моль/л,Cl- i = 55 10-3моль/л, Cl- o = 550 10-3моль/л, =(-90) мВ, t=37 C.

11.Концентрация ионов натрия в клетке 1 ммоль/л, вне клетки 175 ммоль/л. Разность потенциалов на мембране (–60) мВ. Можно ли осуществить активный транспорт

ионов натрия при помощи калий-натриевого насоса из клетки на наружную поверхность мембраны, при температуре 37 С, изменение свободной энергии при гидролизе 1 моль АТФ равно 45 кДж/моль, КПД насоса 70 ?

12.Какую работу необходимо совершить при транспорте одного моля ионов калия в клетку, если: К+ i = 130 10-3моль/л, К+ о = 3 10-3моль/л, = (-90) мВ, t = 37 C.

13.Рассчитайте амплитуду потенциала действия нервного волокна при следующих

концентрациях ионов: К+ i = 155 10-3моль/л, К+ о = 4 10-3моль/л,

Na+ i = 12 10-3моль/л, Na+ o = 145 10-3моль/л, t = 370 C.

14.Какое количество одновалентных ионов нужно переместить на наружную

поверхность мембраны из клетки, чтобы создать потенциал покоя 120 мВ? Площадь поверхности мембраны S = 10-9 м2, удельная электроёмкость мембраны Суд = 10-2 Ф/м2.

15.Какую работу необходимо совершить при транспорте одного моля ионов натрия из клетки, если: Na+ i = 12 10-3моль/л, Na+ o = 145 10-3моль/л, = (-90) мВ, t = 37 C.

16.При какой концентрации ионов Nа+ вне клетки амплитуда потенциала действия

равна 110 мВ, если [Na+]i = 15·10-3 моль/л,[K+]i= 130·10-3 моль/л, [K+]o = 8·10-3 моль/л, t = 37оC.

17.Найдите, какой должна быть концентрация ионов калия в клетке, при которой

величина равновесного калиевого потенциала равна (-100) мВ, при температуре

37оС, [K+]o = 6·10-3 моль/л.

18.Принимая Сi/C0 = 100, температура Т = 310 К, найти потенциал покоя для одновалентного иона (|Z| = 1).

19.Определить равновесный мембранный потенциал митохондрий, если при температуре 37оС внутри митохондрий рН = 9,0 , а в окружающей среде рН = 7,0.

20.Определите абсолютное удлинение сухожилия длиной 4 мм и площадью сечения 10-6 м2 под действием силы 320 Н. модуль упругости сухожилия принять равным 109 Па. Считать сухожилие абсолютно упругим телом.

21.Под действием силы 13,4 Н сухожилие длиной 17 см удлиняется на 3,3 мм. Можно считать сухожилие круглым в сечении с диаметром 8,6 мм. Рассчитать модуль упругости сухожилия.

22.Площадь сечения бедренной кости человека равна 3 см2. Какую силу при растяжении может выдержать бедренная кость, не разрушаясь? Предел прочности бедренной кости при растяжении 124 МПа.

23.Как изменится модуль упругости бедренной кости человека, если при напряжении 5 Па относительная деформация составляет 0,025, а при увеличении напряжения до 11 Па она стала равной 0,055?

24.Определите давление в стенке капилляра диаметром 20 мкм, если толщина стенки сосуда 2 мкм, а тангенсальное напряжение 8 10-5 Па.

25.При сжатии нагрузка на бедренную кость составляет 1800 Н, относительная деформация при этом равна 310-4. Найдите эффективную площадь поперечного сечения кости, если её модуль упругости равен 23109 Па.

26.Какую силу сжатия может выдержать бедренная кость, не разрушаясь, если площадь сечения бедренной кости равна 3 см2. Предел прочности бедренной кости при сжатии 170 МПа.

27.Стержень прямоугольного сечения с ребрами а = 3 мм и b = 6 мм был вырезан из большеберцовой кости собаки. Перпендикулярно к центру стержня, положенного на упоры, расстояние между которыми L = 6 см, была приложена сила 30 Н. Определите модуль Юнга для этой кости, если стрела прогиба равна 1,7 мм.

28.Какая работа совершается при растяжении на 6 мм портняжной мышцы лягушки длиной 30 мм, если известно, что при нагрузке 1 г она растягивается на 3 мм? Принять портняжную мышцу лягушки за абсолютно упругое тело.

29.Вычислите механическое напряжение бедренной кости штангиста весом 80 кг при

поднятии штанги, в полтора раза превышающей его вес, если диаметр кости 20 мм. Допустимое напряжение равно 108 Н/м2. Какой предельный вес может выдержать кость?

30.Длиной сухожилия 5 мм и площадь сечения 10-7 м2, модуль упругости сухожилия равный 108 Па. Под действием силы 3100 Н сухожилие удлинилось. Определите абсолютное удлинение сухожилия? Считать сухожилие абсолютно упругим телом.