Биофизика. (шпаргалка к экзамену)
Вопросы - Биология
Другие вопросы по предмету Биология
потенциальной энергии деформации головки миозина. В то же время головка приобретает сродство к актину.
62.Механика и энергетика мышечного сокращения.
Механика мышечного сокращения изучалась Хиллом. В процессе сокращения мышца может работать в двух режимах: Изометрический режим мышца развивает силу при постоянной длине, Изотонический режим мышца укорачивается при постоянной нагрузке. При изотоническом сокращении укорочение убывает с ростом груза, и его максимум достигается тем раньше, чем больше этот груз. Развитие изометрического напряжения следует той же зависимости.
Хилл эмпирически установил зависимость скорости изотонического сокращения от нагрузки.
Эта зависимость имеет гиперболическую форму и справедлива при постоянных скоростях сокращения и при физиологических длинах мышцы. P0 зависит от длины саркомера в мышечном волокне и максимальна в области 1,7-2,5мкм, когда существует возможность образования максимального числа мостиков между актином и миозином. Работа, производимая мышцей при сокращении, будет равна, по уравнению Хилла.
Эта функция имеет колоколообразную форму от 0 до P0 с максимумом при P?0,31 P0, что соответствует оптимальной нагрузке мышцы.
Одновременно с совершением работы, мышца выделяет тепло. Тепло выделяется как при изотоническом сокращении, так и при изометрическом напряжении и при растяжении мышцы под действием внешней силы. На раннем этапе сокращения выделяется теплота активации Qa, связанная с выделением Ca2+ в саркоплазму, а по мере сокращения мышцы выделяется теплота сокращения Qc в результате взаимодействия тонких и толстых нитей. Общее изменение энергии в системе таким образом равно:
Эффект Фенна: полная энергия, выделяемая мышцей при одиночном сокращении больше, чем при изометрическом сокращении. Во время сокращения происходит выделение экстратеплоты за счёт укорочения мышцы, скорость её выделения пропорциональна скорости укорочения.
Механическая эффективность мышцы определяется как отношение работы к израсходованной энергии.
Эффективность может достигать 45% у мышц лягушки и 75% для мышц человека.
63.Миграция энергии и электронов в биологических структурах.
Под миграцией энергии понимают безызлучательный перенос энергии или электронов между молекулами, находящимися в основном состоянии или между отдельными частями одной молекулы. Возможность переноса электронов обеспечивается наличием коллективизированных ?-электронных облаков. Выделяют три механизма миграции энергии:
- Индуктивно-резонансный.
Происходит миграция энергии по синглетным уровням. Возбуждённым электроном донора генерируется переменное магнитное поле, которое взаимодействует с электроном акцептора. Если частота переменного поля совпадает с частотой перехода электрона донора на возбуждённый уровень, происходит перенос энергии. Такой механизм имеет место при небольших энергиях взаимодействия, но перенос может происходить на большие расстояния.
- Обменно-резонансный.
В этом случае происходит обмен электронами триплетных уровней. Для осуществления такого обмена необходимо частичное перекрывание электронных облаков донора и акцептора.
- Экситонный механизм.
Этот механизм имеет место при больших энергиях взаимодействия. При этом возбуждение передаётся с донора на акцептор раньше релаксации самого донора. При этом может произойти передача сразу на несколько молекул-доноров. Эта область передачи возбуждения называется экситон.
Перенос электрона между взаимодействующими группами происходит по туннельному механизму и сопряжён с изменением конформации молекул.
64.Фотобиологические процессы. Их значение для живой материи. Классификация фотобиологических процессов. Общие закономерности фотобиологических процессов.
Свет выполняет две важных функции в живых системах: Энергетическую обеспечение живых систем энергией от Солнца, и информационную обеспечение взаимодействия живых систем с окружающей средой.
По характеру использования энергии света все процессы делятся на эндэргонические при которых энергия света превращается в энергию химических связей с высоким запасом свободной энергии, и экзэргонические при которых большая часть энергии рассеивается в тепло, а часть энергии используется для преодоления активационного барьера.
По значению процессы делятся на: физиологические аккумуляция энергии, реакции синтеза, активного транспорта, фотоинформационные и фоторегуляционные процессы; деструктивно-модификационные повреждение и модификация молекул биологического объекта.
Все фотобиологические процессы протекают по общей схеме:
- Поглощение света молекулой.
Не все молекулы поглощают свет, поглощается свет не любой длины волны и не всеми атомными группами молекулы. Атомные группы, поглощающие свет определённой длины волны хромофорные группы. Наиболее хор?/p>