Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.

Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Биологические мембраны; Биоэлектрогенез

Содержание

Лекция 5 Биологические мембраны; БиоэлектрогенезРостов-на-Дону2012
Лекция 5 Биологические мембраны; БиоэлектрогенезРостов-на-Дону2012 Содержание лекции №5 Биологические мембраны и их физические свойства. Уравнения и их физические свойства Биологические мембраны В каждой клетке Она состоит из органических молекул, которая имеет толщину 6-10 нм и видима Через биологическую мембрану происходит обмен:веществоэнергияклеткаокружающая среда inoutБМ – это кожа клеткиinКлеточные сообщества ОбщиеМеханическаяБарьернаяМатричнаяСпецифическиеТранспортнаяРецепторнаяГенерацияБППринимает участие в информационных процессах в живой клеткеФункции биологических мембран Структура биологических мембранБМ = липиды + белки40%20-80%+углеводы Из липидной части наиболее важны для структуры фосфолипиды.Основа фосфолипида – трехатомный В воде молекулы фосфолипидов автоматически собираются в бислой (bilayer)Бислой – это каркас для БМСамосборкаСамовосстановление Мембранные белки (большие глобулы).На 1 молекулу белка приходится 80-90 молекул фосфилипидов.Электростатические взаимодействия Интегральные белкиПериферические белкиКакие белки легче удалить? А для каких нужен детергент? Схематическое строение БМ Поверхностные белки толщина мембраны Липидный бислой Интегральные белки Различные формы молекулярного движения в БМВращение Латеральнаядиффузия ТрансмембраннаяДиффузия =Перемещение молекул в пределах Физические свойства БМТекучесть ≈ constЖидкокристаллическаяструктураС = 1 мкФ/см2БМ - конденсаторЭлектросопротивление105 Ом/см2гораздо больше, 1. Жидкокристаллическая структураКристаллтвердыйжидкий Жидкокристаллическая структура (ЖК)транспортскелетФазовый переход при температуре 370 СОбусловлена необычайно высокой подвижностью мембранных 3. ВязкостьБМ как ЖК структура характеризуется определенной вязкостью.η = 100 мПа٠с (оливковое 4. Поверхностный заряд на мембране.Продуктивность клетки, т.е. ее энергия является измеряемой величиной. Уменьшение вязкости БМ – причина разжижжения БМ при злокачественных опухолях – при Две стороны мембраны, наружная и внутренняя, различаются и по составу и по Пассивный транспорт – это перенос веществ через биологическую мембрану без затраты энергии. Диффузия –это самопроизвольный процесс проникновения массы вещества из области большей концентрации в Математическое описание процесса диффузии дал физиолог Фик в 1855 г.Уравнение Фика является Уравнение Фикаописывает пассивный транспорт неэлектролитов C outC inC outC ininoutПлотность потока вещества Коэффициент диффузии D зависит от природы вещества и температуры и характеризует способность Уравнение диффузии для мембраныГде Р- коэффициент проницаемостиinoutC inC outЭто более простое уравнение Коэффициент проницаемостиC outC in где l – толщина БМD- коэффициент диффузииК- коэффициент Уравнения электродиффузии Перенос ионов зависитот двух градиентов градиента концентрации grad Cэлектрического градиента grad φ.grad μμ Уравнение Нернста – ПланкаУравнение Нернста – Планка описывает пассивный транспорт ионовZ – Разновидности пассивного транспорта Простая физическая диффузия (O2, CO2, N2, яды, лекарства). Через Виды транспорта с носителемСуществуют системы переносчиков, которые способны транспортировать более одного веществаμ outПонятие об активном транспорте ионов через биологические мембраныC2=С1inC1Up hill- в горкуАктивный транспорт Компоненты систем активного транспорта Источник свободной энергииПереносчик данного веществаСопрягающий фактор (Регуляторный Активный транспортμ Существует несколько систем активного транспорта в плазматической мембране (ионные насосы):Натрий – калиевый насосКальциевый насосПротонная помпа Na+ K+ насосК+Na+2К+3Na+Отвечает за нервное возбуждениеНАТРИ Й3 Na+ наружу в межклеточную Ca2+ - насосОтвечает за расслабление. Ca2+АТФ-азаНеэлектрогенна.2Ca2+ наружу в органеллы10-3М10-7МНизкая концентрация Ca2+ H+ ATФ-азаПротонная помпа 2H+Отвечает за энергетику клетки.Перенос пары электронов по дыхательной цепи Биоэлектрические потенциалы Это разность потенциалов между двумя точками Генерация БП и его передача – одна из важнейших Мембранный потенциал (φм) = трансмембранный потенциал – это разность потенциалов между Это уравнение для стационарного мембранного потенциала, при котором суммарный Микроэлектрод: Стеклянная пипетка с оттянутым кончиком диаметром 0,5 мкм. Внутри серебряная проволока МикропипеткаАнгл. физиологХаксли Эндрю1917-Ходжкин Алан Ллойд1914-20.12.1988 На мониторе - клетка1963г. R- универсальная газовая постоянная, Т – термодинамическая температура, C – молярная концентрация, Понятие о потенциале покоя биологической мембраны ПП – это разность потенциалов между ПП- в основном, калиевый диффузионный потенциал.inoutПасс.Акт.Активный транспорт поддерживает gradCПП = -90 мВ-++К+Na+Na+К+++++------ Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клетокПотенциал действия Свойства ПДНаличие порогового φПор деполяризующего потенциалаЗакон «все или ничего»Характерен периодрефрактерности = невозбудимостиВ ПД разовьется, если амплитуда стимула больше порогового значенияНа мгновенье! КлеткаполяризованадеполяризованареполяризованаОсобенности Na+ каналов Два способа регистрации ПД ПППотенциал реверсии имеет 1. БезмиелиновыеКаждый !участок волокна, воспринимая электрический сигнал от соседних участков нерва, генерирует 2. МиелинизированныеМиелиновая оболочка способствует ускорению процесса распространения возбуждения в 10 раз и, Схема распространения ПД по миелинизированному нервному волокнуСальтаторное проведение возбуждения140 м/сПерехваты Ранвье
Слайды презентации

Слайд 2 Лекция 5
Биологические мембраны; Биоэлектрогенез
Ростов-на-Дону
2012

Лекция 5 Биологические мембраны; БиоэлектрогенезРостов-на-Дону2012

Слайд 3 Содержание лекции №5
Биологические мембраны и их

Содержание лекции №5 Биологические мембраны и их физические свойства. Уравнения простой

физические свойства.
Уравнения простой диффузии и электродиффузии. Уравнение

Фика. Уравнение Нернста-Планка.
Виды пассивного транспорта.
Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны.
Потенциал покоя и потенциал действия


Слайд 4
и их физические свойства

и их физические свойства Биологические мембраны В каждой




Биологические мембраны

В каждой клетке есть плазматическая

мембрана, которая ограничивает содержимое клетки от наружной среды, и внутренние мембраны, которые формируют различные органоиды
клетки: митохондрии,

Что есть мозг клетки?

Клетка- мельчайшая структурная единица живого организма

лизосомы

и т.п.

Слайд 5 Она состоит из органических молекул, которая имеет толщину

Она состоит из органических молекул, которая имеет толщину 6-10 нм и

6-10 нм и видима только посредством электронного микроскопа.
Биологическая

мембрана (БМ) – это клеточная граница, которой свойственна полупроницаемость.


БМ –это глико – липо - протеидный комплекс

Как понимать полупроницаемость?
Что она дает?

Схема строения клетки , реконструированная по данным электронной микроскопии.

ВОПРОС:

Слайд 6 Через биологическую мембрану происходит обмен:
вещество
энергия
клетка
окружающая среда

in
out
БМ –

Через биологическую мембрану происходит обмен:веществоэнергияклеткаокружающая среда inoutБМ – это кожа клеткиinКлеточные

это кожа клетки
in
Клеточные сообщества существуют только благодаря передаче информации

от клетки к клетке. Если информационные процессы угнетены онкозаболевания организм нажимает кнопку на самоуничтожение.

информация

Слайд 7 Общие
Механическая
Барьерная
Матричная
Специфические
Транспортная
Рецепторная
Генерация
БП
Принимает участие в
информационных
процессах в живой
клетке
Функции

ОбщиеМеханическаяБарьернаяМатричнаяСпецифическиеТранспортнаяРецепторнаяГенерацияБППринимает участие в информационных процессах в живой клеткеФункции биологических мембран

биологических мембран

Слайд 8 Структура биологических мембран
БМ = липиды + белки
40%

20-80%
+углеводы

Структура биологических мембранБМ = липиды + белки40%20-80%+углеводы

Слайд 9 Из липидной части наиболее важны для структуры фосфолипиды.
Основа

Из липидной части наиболее важны для структуры фосфолипиды.Основа фосфолипида – трехатомный

фосфолипида – трехатомный глицерин. К нему присоединяются жирные кислоты.
0,8

нм

1/4

3/4

Полярная часть, где фосфатная группа. «Любит воду». Гидрофильная часть.

Гидрофобная часть. «Хвосты» не любят взаимодействовать с водой.

Физико-химическое свойство фосфолипидов – амфофильность.

Насыщенная жирная кислота

Ненасыщенная жирная кислота

Слайд 10 В воде молекулы фосфолипидов автоматически собираются в бислой

В воде молекулы фосфолипидов автоматически собираются в бислой (bilayer)Бислой – это каркас для БМСамосборкаСамовосстановление

(bilayer)
Бислой – это
каркас для БМ
Самосборка
Самовосстановление

Слайд 11 Мембранные белки (большие глобулы).
На 1 молекулу белка приходится

Мембранные белки (большие глобулы).На 1 молекулу белка приходится 80-90 молекул фосфилипидов.Электростатические

80-90 молекул фосфилипидов.
Электростатические
взаимодействия
Периферические

Гидрофильные


Пример: ферменты, рецепторы

Собственные
= интегральные

Гидрофобные
Пример:

Схема расположения

молекулы родопсина в биологической мембране (α – спираль, пронизывающая 7 раз фосфолипидный каркас)

Слайд 12 Интегральные белки
Периферические белки
Какие белки легче удалить? А для

Интегральные белкиПериферические белкиКакие белки легче удалить? А для каких нужен детергент?

каких нужен детергент?

Слайд 13 Схематическое строение БМ

Поверхностные белки
толщина мембраны
Липидный

Схематическое строение БМ Поверхностные белки толщина мембраны Липидный бислой Интегральные белки

бислой

Интегральные белки

Слайд 14 Различные формы молекулярного движения в БМ
Вращение
Латеральная
диффузия

Трансмембранная
Диффузия

Различные формы молекулярного движения в БМВращение Латеральнаядиффузия ТрансмембраннаяДиффузия =Перемещение молекул в

=

Перемещение молекул в пределах одной стороны бислоя.
ФЛИП-ФЛОП= перемещение молекул

поперек БМ.
Один раз в 2 недели.
В 109 медленнее

Слайд 15 Физические свойства БМ
Текучесть ≈ const
Жидкокристаллическая
структура
С = 1 мкФ/см2
БМ

Физические свойства БМТекучесть ≈ constЖидкокристаллическаяструктураС = 1 мкФ/см2БМ - конденсаторЭлектросопротивление105 Ом/см2гораздо

- конденсатор
Электросопротивление
105 Ом/см2
гораздо больше, чем у
технических изоляторов
Поверхностный заряд
Отрицательный.
Препятствует

слипанию
клеток крови

εлипидов = 2,2

Плотность липидного
бислоя 800 кг/м3 .
Меньше, чем у H2O

Вязкость

η = 100 мПа٠с
(оливковое масло)

Модуль упругости
Е=109 Па

Слайд 16 1. Жидкокристаллическая структура
Кристалл
твердый
жидкий

1. Жидкокристаллическая структураКристаллтвердыйжидкий

Слайд 17 Жидкокристаллическая структура (ЖК)
транспорт
скелет
Фазовый переход при температуре 370 С
Обусловлена

Жидкокристаллическая структура (ЖК)транспортскелетФазовый переход при температуре 370 СОбусловлена необычайно высокой подвижностью

необычайно высокой подвижностью мембранных компонентов.
Жидкий кристалл

Твердый кристалл

Мембрана сохраняется в ЖК состоянии благодаря температуре клетки и химическому составу жирных кислот.

2. Текучесть ≈ const

Слайд 18 3. Вязкость
БМ как ЖК структура характеризуется определенной вязкостью.
η

3. ВязкостьБМ как ЖК структура характеризуется определенной вязкостью.η = 100 мПа٠с

= 100 мПа٠с
(оливковое масло)
На вязкость клеточных мембран влияет

содержание в них холестерина.

При повышении содержания холестерина
вязкость . Исчезают
транспортные свойства.

Как влияет?

Бляшки холестерина
в артериях

Слайд 19 4. Поверхностный заряд на мембране.
Продуктивность клетки, т.е. ее

4. Поверхностный заряд на мембране.Продуктивность клетки, т.е. ее энергия является измеряемой

энергия является измеряемой величиной. Здоровая клетка обладает напряжением 70-90

мВ.

В зависимости от здоровья, напряжение снижается до 20-30 мВ В связи с этим мы чувствуем усталость и изнуренность.

Вся патология на мембранном уровне!

Слайд 20 Уменьшение вязкости БМ – причина разжижжения БМ при

Уменьшение вязкости БМ – причина разжижжения БМ при злокачественных опухолях –

злокачественных опухолях – при лейкозе.

Вязкость меняется при многих заболеваниях,

под действием ионизирующего Э/М излучения , ряда фармпрепаратов.

Вязкость БМ уменьшается при тиреотоксикозе,

а также под действием наркотических веществ, например, хлороформа.

Слайд 21 Две стороны мембраны, наружная и внутренняя, различаются и

Две стороны мембраны, наружная и внутренняя, различаются и по составу и

по составу и по функциям.
Эта структурная асимметрия мембран

приводит к векторной направленности процессов переноса.

Академик Владимиров Ю.А.

Слайд 22 Пассивный транспорт – это перенос веществ через биологическую

Пассивный транспорт – это перенос веществ через биологическую мембрану без затраты

мембрану без затраты энергии.
Транспорт «под горку»- down hill


Диффузия молекул

Электродиффузия ионов

Уравнение
ФИКА

Уравнение НЕРНСТА -ПЛАНКА

ВИДЫ ПАССИВНОГО ТРАНСПОРТА

Слайд 23 Диффузия –это самопроизвольный процесс проникновения массы вещества из

Диффузия –это самопроизвольный процесс проникновения массы вещества из области большей концентрации

области большей концентрации в область с меньшей концентрацией в

результате теплового хаотичного движения молекул.

Параметры диффузии




ПЛОТНОСТЬ
ПОТОКА
ВЕЩЕСТВА:


[моль/м2٠с]

I=


in

out

Уравнения простой диффузии и электродиффузии

Плотность потока
вещества – это количество вещества в единицу времени через единицу площади.

Слайд 24 Математическое описание процесса диффузии дал физиолог Фик в

Математическое описание процесса диффузии дал физиолог Фик в 1855 г.Уравнение Фика

1855 г.

Уравнение Фика является основой конструирования ряда биотехнических систем,

например, в аппаратах:

«Искусственная почка»

Экстракорпорального кровообращения

Слайд 25 Уравнение Фика

описывает пассивный транспорт неэлектролитов


C out
C in
C

Уравнение Фикаописывает пассивный транспорт неэлектролитов C outC inC outC ininoutПлотность потока

out
C in
in
out
Плотность потока вещества через биологическую мембрану прямо пропорциональна

градиенту концентрации

in

D – коэффициент диффузии [м2/с]

Слайд 26 Коэффициент диффузии D зависит от природы вещества и

Коэффициент диффузии D зависит от природы вещества и температуры и характеризует

температуры и характеризует способность вещества к диффузии.
U=Um NA
U= v/F
D=UmRT
Где

- подвижность диффундирующих молекул, выраженная для моля.

Um

Так как

grad C определить трудно, то для описания диффузии веществ через мембрану используют более простое уравнение.

NA

-число Авогадро

R- универсальная газовая постоянная
Т – термодинамическая температура

Слайд 27 Уравнение диффузии для мембраны
Где Р- коэффициент проницаемости
in
out
C in
C

Уравнение диффузии для мембраныГде Р- коэффициент проницаемостиinoutC inC outЭто более простое

out
Это более простое уравнение предложено Коллендером и Берлундом.
Плотность потока

вещества через биологическую мембрану прямо пропорциональна разности концентраций внутри и снаружи клетки.

[м/с]

in

Слайд 28 Коэффициент проницаемости
C out
C in
где l – толщина

Коэффициент проницаемостиC outC in где l – толщина БМD- коэффициент диффузииК-

БМ
D- коэффициент диффузии
К- коэффициент распределения между липидной и водной

фазами.

Р – зависит от температуры, природы вещества, от свойств БМ, ее функционального состояния.

Нет проницаемости мембраны вообще, а есть разная проницаемость БМ для тех или иных веществ.

Слайд 29 Уравнения электродиффузии
Перенос ионов
зависит
от двух градиентов
градиента

Уравнения электродиффузии Перенос ионов зависитот двух градиентов градиента концентрации grad Cэлектрического градиента grad φ.grad μμ

концентрации
grad C
электрического градиента
grad φ.
grad μ
μ

Слайд 30 Уравнение Нернста – Планка

Уравнение Нернста – Планка описывает

Уравнение Нернста – ПланкаУравнение Нернста – Планка описывает пассивный транспорт ионовZ

пассивный транспорт ионов

Z – валентность иона
F = 96500 Кл/моль

– число Фарадея
C – молярная концентрация
Um – подвижность ионов для моля

Слайд 31 Разновидности пассивного транспорта

Простая физическая диффузия (O2, CO2,

Разновидности пассивного транспорта Простая физическая диффузия (O2, CO2, N2, яды, лекарства).

N2, яды, лекарства).
Через белок-канал (ионы).
Облегченная диффузия (с носителем). (АК,моносахариды,

глюкоза)

Слайд 32 Виды транспорта с носителем
Существуют системы переносчиков, которые

Виды транспорта с носителемСуществуют системы переносчиков, которые способны транспортировать более одного веществаμ

способны транспортировать более одного вещества
μ

Слайд 33 out
Понятие об активном транспорте ионов через биологические мембраны
C2=С1
in
C1
Up

outПонятие об активном транспорте ионов через биологические мембраныC2=С1inC1Up hill- в горкуАктивный

hill- в горку
Активный транспорт – это перенос веществ (ионов)

через БМ, связанный с затратой химической энергии (энергия метаболизма) из области МЕНЬШЕГО ! электрохимического потенциала в область большего электрохимического потенциала.

ВОПРОС: Что будет через некоторое время, если пассивный транспорт?

C1

C2



<


Активный транспорт?

in

C2<

<

C1

Слайд 34 Компоненты систем активного транспорта
Источник свободной энергии
Переносчик

Компоненты систем активного транспорта Источник свободной энергииПереносчик данного веществаСопрягающий фактор (Регуляторный

данного вещества
Сопрягающий фактор (Регуляторный фактор) – это различные транспортные

АТФ-азы, локализованные в клеточных мембранах.

Необходимость энергетического обеспечения.
Специфичность – каждая система обеспечивает перенос одного вещества.


Для чего необходима система активного транспорта?

Для поддержания градиентов.

Свойства систем активного транспорта

пространственная быстрота изменения какой-либо физической величины.

( от лат.- шагающий)

Слайд 35 Активный транспорт
μ

Активный транспортμ

Слайд 36 Существует несколько систем активного транспорта в плазматической мембране

Существует несколько систем активного транспорта в плазматической мембране (ионные насосы):Натрий – калиевый насосКальциевый насосПротонная помпа


(ионные насосы):

Натрий – калиевый насос
Кальциевый насос
Протонная помпа

Слайд 37
Na+ K+ насос
К+
Na+

2К+

3Na+
Отвечает за нервное возбуждение
НА
ТРИ
Й
3

Na+ K+ насосК+Na+2К+3Na+Отвечает за нервное возбуждениеНАТРИ Й3 Na+ наружу в

Na+ наружу в
межклеточную жидкость,
2K+ внутрь клетки
Натрий -

калиевая
АТФ-аза


Na+

К+

АТФ-аза

электрогенна

Na+

К+

Натрий

Слайд 38 Ca2+ - насос
Отвечает за расслабление.
Ca2+АТФ-аза
Неэлектрогенна.
2Ca2+ наружу
в

Ca2+ - насосОтвечает за расслабление. Ca2+АТФ-азаНеэлектрогенна.2Ca2+ наружу в органеллы10-3М10-7МНизкая концентрация Ca2+

органеллы
10-3М
10-7М

Низкая концентрация Ca2+ в сердечной мышце, и она

расслаблена. А если концентрация кальция , то мышца сокращается.


Слайд 39 H+ ATФ-аза
Протонная помпа

2H+
Отвечает за энергетику клетки.

Перенос пары

H+ ATФ-азаПротонная помпа 2H+Отвечает за энергетику клетки.Перенос пары электронов по дыхательной

электронов по дыхательной цепи приводит к переносу двух протонов

через БМ.

Слайд 40




Биоэлектрические потенциалы

Биоэлектрические потенциалы Это разность потенциалов между двумя точками


Это разность потенциалов между двумя точками живой ткани, определяющая

ее биоэлектрическую активность.




Вопрос о происхождении биопотенциалов очень сложен, и в настоящее время не существует теории, которая бы полностью все объясняла.

БП

Мембранная природа

окислительно-восстановительные

вследствие переноса электронов от одних молекул к другим.

БП, регистрируемые в организме, в основном, мембранные.

Слайд 41 Генерация БП и его передача

Генерация БП и его передача – одна из важнейших

– одна из важнейших функций биомембран.
Генерация

БП лежит в основе возбудимости клеток, регуляции внутриклеточных процессов, регуляции мышечного сокращения, работы нервной системы.
Нарушения электрических процессов в клетках приводят к ряду серьезных патологий.

На исследовании электрических полей, созданных биопотенциалами тканей и органов, основаны диагностические методы: электрокардиография, электроэнцефалография и др.

Слайд 42
Мембранный потенциал (φм) = трансмембранный потенциал –

Мембранный потенциал (φм) = трансмембранный потенциал – это разность потенциалов

это разность потенциалов между внутренней ! и наружной поверхностями

мембраны

φМ = φi – φo

Ионная природа φм

1. С - различно

2. Р- различно

φi

φo

БМ

in

out

C in

C out


Неодинаковая концентрация ионов по обе стороны мембраны

Неодинаковая проницаемость мембраны для анионов и катионов

Проницаемость мембран для ионов

Слайд 43 Это уравнение для стационарного мембранного

Это уравнение для стационарного мембранного потенциала, при котором суммарный

потенциала, при котором суммарный ток ионов через мембрану равен

нулю.

R- универсальная газовая постоянная,
Р- проницаемость мембраны, Z – валентность,
Т – термодинамическая температура,

F–число Фарадея 96500 Кл/моль,

ПП

ПД

Модель стационарного мембранного потенциала

Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца

Гольдмана-Ходжкина-Катца

Слайд 44 Микроэлектрод: Стеклянная пипетка с оттянутым кончиком диаметром 0,5

Микроэлектрод: Стеклянная пипетка с оттянутым кончиком диаметром 0,5 мкм. Внутри серебряная

мкм. Внутри серебряная проволока AgCl и раствор KCl или

NaCl. Подвижность ионов K+ и Cl- одинакова и не вносит дополнительной разности потенциалов.
2-й электрод – электрод сравнения.

УПТ

УПТ – усилитель постоянного тока.

Объект исследования: гигантский аксон кальмара. Диаметр от 0,5 до 2 мм. Это в 100-1000 раз больше, чем у человека.

Любимая модель в биофизике

1215г

аксон

Слайд 45 Микропипетка
Англ. физиолог
Хаксли Эндрю
1917-
Ходжкин Алан

МикропипеткаАнгл. физиологХаксли Эндрю1917-Ходжкин Алан Ллойд1914-20.12.1988 На мониторе - клетка1963г.

Ллойд
1914-20.12.1988
На мониторе - клетка
1963г.

Слайд 46 R- универсальная газовая постоянная,
Т – термодинамическая температура,

R- универсальная газовая постоянная, Т – термодинамическая температура, C – молярная

C – молярная концентрация,
F – число Фарадея 96500

Кл/моль, Z – валентность.

В основном, концентрация ионов калия

Равновесные калиевые потенциалы, рассчитанные
по уравнению Нернста, близки к измеряемым величинам.

Это уравнение для равновесного мембранного потенциала.
Равновесный -изменение электрохимического потенциала =0


Равновесный потенциал Нернста

Слайд 47 Понятие о потенциале покоя биологической мембраны
ПП –

Понятие о потенциале покоя биологической мембраны ПП – это разность потенциалов

это разность потенциалов между цитоплазмой и окружающей средой в

нормально функционирующей невозбужденной клетке.

неизменяемый во времени

ПП- это

мембранный потенциал φМ, при котором суммарный ток ионов через мембрану равен нулю, причем мембрана находится в невозбужденном состоянии.

Причина ПП

Разная концентрация ионов К+ по разные стороны мембраны

2. Неодинаковая скорость диффузии через БМ К+ и анионов высокомолекулярных органических вещества, находящихся в цитозоле.

Слайд 48 ПП- в основном, калиевый диффузионный потенциал.
in
out
Пасс.
Акт.
Активный транспорт
поддерживает

ПП- в основном, калиевый диффузионный потенциал.inoutПасс.Акт.Активный транспорт поддерживает gradCПП = -90

gradC
ПП = -90 мВ
-
+
+
К+
Na+
Na+
К+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
мембрана поляризована
КОЛИЧЕСТВО Na+ кАНАЛОВ

В 10 РАЗ ПРЕВЫШАЕТ КОЛИЧЕСТВО К+ КАНАЛОВ

Внутренняя поверхность клетки заряжена отрицательно!

Слайд 49 Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных

Механизмы формирования потенциала действия на мембранах нервных и мышечных клетокПотенциал действия

и мышечных клеток
Потенциал действия (ПД)- это изменение мембранного потенциала

при возбуждении нервных клеток, напоминающее затухающее колебание.

ПД - это электрический импульс, обусловленный изменением ионной проницаемости БМ и связанный с распространением по нервам и мышцам волны возбуждения.

Резко падает сопротивление мембраны для ионов на 2-3 порядка.

Na+

Нужен стимул – раздражитель.

Слайд 50 Свойства ПД
Наличие порогового
φПор
деполяризующего
потенциала
Закон «все или

Свойства ПДНаличие порогового φПор деполяризующего потенциалаЗакон «все или ничего»Характерен периодрефрактерности =

ничего»
Характерен период
рефрактерности
= невозбудимости
В момент возбуждения
резко падает
(на 3

порядка)
сопротивление БМ
для ионов Na+

ПД
– это короткий импульс:
до 3 мс – для аксона
до 400 мс
для кардиомиоцита

"All or none"

Нервная клетка

Мышечная клетка

Слайд 51 ПД разовьется, если амплитуда стимула больше порогового значения
На

ПД разовьется, если амплитуда стимула больше порогового значенияНа мгновенье! КлеткаполяризованадеполяризованареполяризованаОсобенности Na+

мгновенье!
Клетка
поляризована

деполяризована
реполяризована
Особенности Na+ каналов
Потенциалозависимые: открываются лишь при

возбуждении БМ
Открываются на очень малый промежуток времени от 0,1-10 мс.


Слайд 52 Два способа регистрации ПД

ПП
Потенциал реверсии имеет

Два способа регистрации ПД ПППотенциал реверсии имеет природуNa+Поляр-яДеполяр-яРеполяр-яГиперполяризацияДвухфазный

природу
Na+
Поляр-я
Деполяр-я
Реполяр-я
Гиперполяризация
Двухфазный ПД


ПП= -60 мВ
ПД

= 90 мВ

Б- внеклеточный (двухфазный потенциал действия).

А- внутриклеточный потенциал (с помощью электрода, введенного в протоплазму)


Фазы ПД

аксон

Слайд 53 1. Безмиелиновые
Каждый !участок волокна, воспринимая электрический сигнал от

1. БезмиелиновыеКаждый !участок волокна, воспринимая электрический сигнал от соседних участков нерва,

соседних участков нерва, генерирует ПД, который затем распространяется дальше.

(Теория локальных токов). Локальные токи возникают в аксоне и в окружающем растворе и движутся как лесной пожар от возбужденных участков к невозбужденным.

Распространение ПД по двум типам нервных волокон:

Безмиелиновые

Миелинизированные

V=20 м/с

Слайд 54 2. Миелинизированные
Миелиновая оболочка способствует ускорению процесса распространения возбуждения

2. МиелинизированныеМиелиновая оболочка способствует ускорению процесса распространения возбуждения в 10 раз

в 10 раз и, следовательно, ……
Уменьшает расход энергии

на его распространение.

Миелин – изолятор- это швановские клетки, намотанные на аксон.
Имеет высокое электрическое сопротивление.
Диффузия ионов через миелин невозможна.

Слайд 55 Схема распространения ПД по миелинизированному нервному волокну
Сальтаторное проведение

Схема распространения ПД по миелинизированному нервному волокнуСальтаторное проведение возбуждения140 м/сПерехваты Ранвье


возбуждения
140 м/с
Перехваты Ранвье

  • Имя файла: biologicheskie-membrany-bioelektrogenez.pptx
  • Количество просмотров: 170
  • Количество скачиваний: 1
- Предыдущая Ветвления
Следующая - Тренинг по основам предпринимательской деятельности и бизнес - планированию

Похожие презентации

Ароматерапия Ароматерапия 138
Место человека в живой природе. Науки об организме человека Место человека в живой природе. Науки об организме человека 178
Пищевые добавки и их влияние на организм. (10 класс) Пищевые добавки и их влияние на организм. (10 класс) 132
Строение и функции белков Строение и функции белков 125
Отряд Прямокрылые Отряд Прямокрылые 159
Старение – неизбежность или закономерность? Старение – неизбежность или закономерность? 159
Охрана водных экосистем Охрана водных экосистем 184
Презентации по биологии для 7 класса по теме: Класс Пресмыкающиеся Презентации по биологии для 7 класса по теме: Класс Пресмыкающиеся 172
Споровые растения мхи Споровые растения мхи 178
Метод фистул И.П.Павлова Метод фистул И.П.Павлова 138
Клеточная теория Клеточная теория 119
Жизнь на разных материках Жизнь на разных материках 109
Влияние алкоголя на организм человека Влияние алкоголя на организм человека 113
Приобретенные формы поведения Приобретенные формы поведения 156
Возможности и особенности человеческого глаза Возможности и особенности человеческого глаза 171
Гидра пресноводная Гидра пресноводная 145
Газообмен и регуляция дыхания 8 класс Газообмен и регуляция дыхания 8 класс 140
Городские птицы Городские птицы 169
Строение сердца. Сердечный цикл Строение сердца. Сердечный цикл 102
Очистка сточных вод Очистка сточных вод 124
Вода в природе Вода в природе 121
Анатомическое строение стебля Анатомическое строение стебля 198
Общая характеристика класса Земноводные (Амфибии) Общая характеристика класса Земноводные (Амфибии) 143
Презентация по биологии на тему Царство Грибы Презентация по биологии на тему Царство Грибы 147
Фенотипическая изменчивость Фенотипическая изменчивость 182
Презентация по биологии 8 класс Эндокринная система Презентация по биологии 8 класс Эндокринная система 152
Презентация по биологии на тему Знатоки природы Презентация по биологии на тему Знатоки природы 173
Презентация по биологии на тему Биология _ наука о жизни Презентация по биологии на тему Биология _ наука о жизни 140
Заражение клетки вирусом Заражение клетки вирусом 205
ДНК ДНК 227