Otázka: Molekulární biofyzika
Předmět: Biofyzika
Přidal(a): vnl.xf
Obsah:
- kapaliny, plyny, pevné látky, plasma + mezistavy
- vlastnosti látek vyplývají ze síly, kterou jsou k sobě vázány složky látky
- pevné skupenství – zachovává objem i tvar
- kapalné skupenství – zachovává objem
- plynné skupenství – přijímá podle nádoby
- plasma – přibližuje se plynu
- plyny
- dokonale mísitelné
- jejich smísením vznikne jediná fáze
- každý z plynů zaujme celý prostor/objem
- každý plyn se projevuje určitým parciálním tlakem
- rychlost pohybu molekul – vysoká
- difuzní výměna plynů – velmi rychlá – při dýchání
- kapaliny
- nelze zanedbat soudržnost molekul
- význam kraje tvar a polarita molekul
- v některých kapalinách existují skupiny orientovaných molekul = tekuté krystaly
- tekuté krystaly – protáhlý tvar i v živých organismech, z hlediska biologických funkcí přináší tvar výhodu
- spojují možnost difuze a možnost zachování struktury – procesy v buněčných membránách
- pevné látky
- složky hmoty pevně spojeny v krystalické mříži – určité prostorové uspořádání
- látky bez krystalické mříže = přechlazení kapaliny s extrémně vysokou viskozitou
- plasma
- látku tvoří molekulární a el. nabité částice
- vzniká z plynného skupenství
- ionizující molekuly plynu
- příčina – vysoká teplota
- př: Slunce
- Změny skupenství
- způsoby dodávání a odebírání energie
- pevné – nejpomalejší reakce
- plasma – nejrychlejší reakce
- soustava má 2 fáze/složky a 1 fáze/složka nespojitá je více či méně ve druhé spojité fázi/složce př:krev
- lze je třídit podle velikosti částic
- disperze analytická – částice do 1 nanometru (10 na -9), nelze je zjistit fyzikálně, pouze chemicky
- disperze koloidní – částice od 1 nanometru (10 na -9) do 1 mikrometru (10 na -6)
- disperze hrubé – částice od 1 mikrometru (10 na -6) do 1 mm (10 na -3)
- jsou-li částice větší, nejedná se o disperzi
- př: léčivé látky ve formě přípravků tvořících iontové, molekulové a koloidní disperze
- Analytická disperze
- homogenní – všude stejné
- směsi plynů
- páry kapalin v plynu – vlhkost vzduchu
- plyny v kapalině – 02 v plazmě
- směsi kapalin – některé se mísí dokonale, částečně či vůbec ne
- pravé roztoky – iontové F1/1, molekulové G, koloidní disperze tvořeny molekulami
- Sedimentace
- gravitace působí na částice disperzního roztoku silou úměrnou hmotnosti částic
- v zemské gravitačním poli sedimentují měřitelnými rychlostmi pouze hrubé disperze
- měření rychlosti sedimentace složek krve
- Dialýza
- difuze malých molekul a iontů z koloidního roztoku dialyzační membránou do čistého roztoku rozpouštědla
- rozpouštědlo se často mění x protéká k udržení velkého koncentračního spádu
- slouží k rozpouštění, transportu, osmotickým jevům, vstupují do akcí, při syntézách a oxid. reakcích H se uvolňuje, termoregulaci
- děje probíhají v důsledku pohybu a vzájemné interakce molekul – dochází l přenosu molekulární veličiny
- Difuze
- pronikání rozpuštěné látky do rozpouštědla až do vyrovnání koncentrace obou látek
- je důsledkem tepelného pohybu částic
- v plynech probíhá mnohem rychleji než v kapalinách
- samovolný transport hmoty
- výraz snahy vyrovnat složení soustavy ve všech částech
- Osmóza
- oddělíme-li roztok od rozpouštědla polopropustnou membránou, budou moci přecházet jem molekuly rozpouštědla do roztoku
- snaha o vyrovnání koncentrace se nemůže realizovat a proto dojde ke zřeďování roztoku
- samovolné zřeďování koncentrovaného roztoku
- průchod částic se dá taky ovlivnit rozdílem tlaků působících na kapalinu na obou stranách membrány
- při zvýšení rozdílných tlaků působí proti osmóze až nastane okamžik zastavení osmózy
- rozdíl tlaků, který změní rovnováhu tlaků = osmotický tlak
- víme-li, že osmotický tlak je 5 megapascalů = roztok by byl v rovnováze s čistým rozpouštědlem odděleným polopropustnou membránou, kdyby byl na roztok vyvynut tlak 5 megapascalů
- roztok o nižším osmotickém tlaku se nazývá hypotonický
- roztok o vyšším osmotickém tlaku se nazývá hypertonický
- rozpouštědlo proudí z hypo do hypertonického roztoku
- stejná hodnoto – izotomický roztok
- membrány oddělující v biologických systémech prostředí o různém složení mají velice rozdílnou propustnost
- buněčné stěny – pustí vodu + rozpuštěné látky
- cytoplasmatická membrána – blíží se vlastnostem polopropustné membrány
- každá buňka reaguje změnou objemu na prostředí, do kterého je umístěna
- př: ery mimo plasmu přijímají vodu -> lyze, v hypotonickém roztoku proudí voda z ery -> svraští se
- v krevních kapilárách se uplatní osmóza při dělení vody mezi krev a tkáň
- stěna kapilár = polopropustná membrána
- krevní TK vytlačuje krev z kapilár
- osmotický tlak nasává vodu do kapilár, v arterii více krevní tlak, ve vénách více osmotický tlak
- uplatňují se zákony hydrodynamiky
- jednosměrný
- celková práce LK = 0,96 J
- celková práce PK = 0,19 J
- 1 systola = 1,13 J
- při normálním výkonu = 1,3 W = 1/10 celkové srdeční energie
- 9/10 je spotřebována na udržení napětí svaloviny
- 13 W = celkový výkon srdce = 13% celkového klidového výkonu organismu
- za 60 let = 2 giga J = vyzdvižení 30 tunového předmětu na Mt. Everest
- rovnice kontinuity – větší trubice – menší rychlost
- bernuliova rovnice – užší trubice – menší tlak
Zdroje najdete uvedeny zde:
