ПИТАННЯ НА КОЛОКВІУМ №2 Фізика з основами біофізики рослин – 2015/16 н.р.
Змістовий модуль 2. Фізичні процеси в мембранах рослинних клітин.
Тема 9. Кінетика ферментативних реакцій.
1. Молекулярний механізм взаємо¬дії фер¬менту із субстратом. Властивості ферментів. Молекулярна активність ферменту. Молекулярний механізм взаємодії фер¬менту із субстратом. Які фактори необхідні для ефективної дії ферментів? Теорія індукованої структурної відповідності ферменту й субстрату. Типи конформаційних перебудов ферментів. Структура алостеричних ферментів. Функціонування алостеричних ферментів на прикладі синтезу L-ізолейцину. 2. Кооперативна кінетика реа¬кцій з участю алостерич¬них ферментів. Рівняння Хілла. Взаємодія некооператив¬ного ферменту із субстратом: рівняння реакції. Ступінь насичення білка лігандом (визначення та формула). Константа рівноваги цієї реакції. Вивести рівняння Хілла. Графік залежності ступеня насичення від концентрації суб¬страту. Кооперативність, чому вона рівна у цьому випадку. Перетворити рівняння Хілла в лінійне. Графік Хілла. Що і як можна визначити з цього графіка? Взаємодія кооператив¬ного ферменту із субстратом: рівняння реакції. Ступінь насичення білка лігандом (визначення та формула). Константа рівноваги цієї реакції. Вивести рівняння Хілла. Графік залежності ступеня насичення від концентрації суб¬страту.
3. Швидкість, константа швидкості, порядок реакції. Швидкість реакції. Розставити коефіцієнти та записати вираз для швидкості реакції Na+H2O→NaOH+H2. Який порядок цієї реакції? Як можна визначити порядок реакції (три способи)? Довести, що концентрації реагентів у ході реакції першого порядку зменшуються з часом за експоненціальним законом. Навести приклади реакцій першого і нульового порядку.
4. Рівняння Міхаеліса – Ментен. Рівняння реакції взаємодії фер¬менту й субстрату. Кінетичне рівняння для швидкості зміни кон¬центрації фермент-субстратного комплексу. Вираз для концентрації фермент-субстратного ком¬плексу у стаціонарному стані. Закінчити виведення рівняння Міхаеліса – Ментен. Графік v([S]). Константа Міхаеліса (означення). Як залежить порядок даної реакції від концентрації субстрату?
5. Графічний метод Лайнуївера – Берка. Рівняння Міхаеліса – Ментен. Графік v([S]). Константа Міхаеліса (означення). Лінеаризувати рівняння Міхаеліса – Ментен. Графік Лайнуївера – Берка. Що і як можна визначити з графіка Лайнуївера – Берка, пояснити.
Тема 10. Транспорт речовин через біомембрани.
1. Будова біомембран. Функції клітинних мембран. Струк¬турна організація мем¬бран (з малюнком). Чому ліпіди розтікаються по поверхні води моношаром? Як можна визначити площу поверхні мембрани (метод Гортера)? Як визначають поверхневий натяг клі¬тин? Метод заморожу¬вання-сколювання. 2. Модельні мембранні системи. Методика одержання плоских бішарових мембран за Мюллером. Чому ці мембрани називають чорними? Через які мембрани краще проникають іони натрію та калію: природні чи штучні, і чому? Що таке ліпосоми і як їх одержують? Як використовують ліпосоми у медицині? Що таке протеоліпосоми і як їх одержують?
3. Пасивний транспорт і транспорт води. Пасивний транспорт. Типи пасивного переносу. Полегшена дифузія. Риси полегшеної дифузії. Механiзм полегшеної дифузії iонiв через бiомембрани. Риси іонних каналів. Які фактори перемикають іонний канал з закритого стану у відкритий і навпаки? Яка пропускна здатність іонних каналів? Способи транспорту води.
4. Явище осмосу. Осмос, пояснити явище осмосу, навести при¬клади. Осмотичний тиск. Вивести вираз для осмотичного тиску з рівняння Менделєєва – Клапей¬рона. Принцип дії осмометра. Закон Вант-Гофа для іде¬ального роз¬чину.
Тема 11. Електрика.
1. Взаємодія електричних зарядів. Закон Кулона (формула). Як зміниться сила взаємодії між точковими зарядами, якщо відстань між ними збільшиться вдвічі? Як зміниться сила взаємодії між точковими зарядами, якщо один з них збільшити вдвічі? Як зміниться сила взаємодії між точковими зарядами, якщо один з них змінить свій знак на протилежний? Як зміниться сила взаємодії між точковими зарядами, якщо обидва змінять свій знак на протилежний? 2. Напруженість електричного поля. Потенціал. Залежність сили Кулона від напруженості електричного поля (формула). Напруженість електричного поля точкового заряду (формула). Позитивні та негативні заряди самовільно переміщаються у бік більшого чи меншого потенціалу? Чи може точка простору мати нульовий потенціал? У якому випадку точка простору має від’ємний потенціал? Як називається різниця потенціалів, одиниця вимірювання.
3. Сила й густина струму. Чому провідники проводять постійний електричний струм, а діелектрики ─ ні? Як зміниться дрейфова швидкість руху електронів, якщо напруженість електричного поля збільшити в 2 рази? Розставити в порядку зростання власну швидкість, дрейфову швидкість електронів та швидкість передачі сигналу. Сила струму, одиниця вимірювання. Густина струму, одиниця вимірювання. Закон Ома в диференціальній формі.
4. Закон Ома в інтегральній формі. Однорідна ділянка кола, назвати одну з них на схемі. Неоднорідна ділянка кола, назвати одну з них на схемі. Закон Ома для однорідної ділянки кола. Закон Ома для неоднорідної ділянки кола. Визначити загальний опір послідовно з’єднаних провідників, опір яких: 2 Ом, 5 Ом, 10 Ом. Визначити загальний опір паралельно з’єднаних провідників, опір яких: 2 Ом, 5 Ом, 10 Ом. Записати закон Ома для заданої ділянки кола. Зобразити графік зміни потенціалу для заданої неоднорідної ділянки кола.
Тема 12. Біоелектрика.
1. Рівняння Нернста. Електрохі¬мічний потенціал: визначення, формула. Умова рівноваги для іонів по обидва боки мембрани. Вивести рівняння Нернста. Рівняння Нернста для одновалентних позитивних іонів при 20°C. 2. Потенціал спокою. Що таке мембранний потенціал, одиниці вимірювання. Більше іонів калію міститься всередині чи зовні рослинної клітини? Більше іонів хлору міститься всередині чи зовні рослинної клітини? Як відрізняється проникність мембрани рослинної клітини у стані спокою для іонів калію та хлору? В яких межах знаходиться різниця потенціалів між внутрішнім середовищем рослинної клітини та зовнішнім розчином, що омиває клітину? Мембрана у стані спокою заряджена позитивно чи негативно?
3. Генерація потенціалу дії. Які зовнішні подразники можуть викликати виникнення потенціалу дії у рослинних клітинах? Які канали відкриваються в мембрані рослинної клітини при її збудженні? Які іони і куди переходять по цих каналах? Як при цьому змінюється мембранний потенціал? Тривалість та швидкість поширення потенціалу дії. Зобразити спайк і пояснити його складові частини.
4. Реакція рослини на зовнішні подразнення. Вплив освітлення. Вплив температури. Вплив електричного струму. Вплив хімічних стимулів. Зміна водного режиму. Вплив комах.
5. Поширення потенціалу дії у рослині. Що таке плазмодесма та яка її функція? Пояснити, чому провідний пучок можна розглядати як кабель із недосконалими електрич¬ними властивостями. Чому поздовжній струм при його проходженні по провідному пучку постійно зменшується? Константа довжини кабелю.