Molekulární biofyzika – otázka z biofyziky

biofyzika

 

   Otázka: Molekulární biofyzika

   Předmět: Biofyzika

   Přidal(a): vnl.xf

 

 

Obsah:

 

Molekulární biofyzika

Skupenské stavy hmoty

  • 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

 

Disperzní systémy

  • 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

 

Voda jako rozpouštědlo

  • slouží k rozpouštění, transportu, osmotickým jevům, vstupují do akcí, při syntézách a oxid. reakcích H se uvolňuje, termoregulaci

 

Transportní jevy

  • 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

 

Krevní oběh

  • 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:





Další podobné materiály na webu: