Пповерить задачи

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 м

2

, 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 м

2

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 310-4

. Найдите эффективную площадь поперечного

сечения кости, если её модуль упругости равен 23109 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 м

2

, модуль упругости сухожилия

равный 108 Па. Под действием силы 3100 Н сухожилие удлинилось. Определите

абсолютное удлинение сухожилия? Считать сухожилие абсолютно упругим телом.