Конденсатор. Клетка как конденсатор

1. Конденсатор.Клетка как конденсатор http://www.etap.org/demo/grade7_science/Image31.jpg http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/68/Defekte_Kondensatoren.jpg

2. Цель урока: Сформировать представление о связи физики и биологии на примере изучения клеточной мембраны как части «биологического» конденсатора.

3. http://luts.ucoz.ru/load/krossvordy_po_obshhej_biologii/54

4. Повторим • Что такое электрический ток? • Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. • Что такое ион? • Атом, присоединивший или потерявший один или несколько электронов, называют ионом. • Что такое диэлектрик? • Вещества, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному называют диэлектриками. • Дайте определение напряжению. • Напряжение – физическая величина, равная отношению работы электрического поля по перемещению заряда к величине этого заряда на участке цепи.

5. СТРОЕНИЕ клеточной мембраны • ЛИПИДЫ: свойства и функции • обеспечивают механическую стабильность клетки; • не пропускают крупные молекулы, ионы (не проводят электрический ток). • БЕЛКИ: свойства и функции • служат катализаторами хими- • ческих реакций в клетке • (белки-ферменты); • получают и преобразуют • сигналы извне (белки- • рецепторы); • транспортируют многие • вещества (глюкоза, • аминокислоты, ионы). http://www.vsma.ac.ru/deps/nphys_/slajd/vvedenie.files/slide0035_image025.jpg

6. http://kineziolog.bodhy.ru/sites/default/files/ion%20flow.jpghttp://kineziolog.bodhy.ru/sites/default/files/ion%20flow.jpg

7. Основные функции клеточной мембраны Барьерная - мембрана отделяет клетку от окружающей среды; - защита клеток от чужеродных, токсических веществ; - сохранение внутри клеток определенных концентраций веществ, за счет ограничения перемещения веществ. Механическая - сохраняет клетку целой, при умеренных механических нагрузках; - механическая стабильность. Рецепторная - мембрана выполняет роль рецепторов; - узнавание веществ и клеток; - получение и преобразование сигналов извне. Каталитическая - мембрана является катализатором для многих химических процессов клетки, протекающих примембранно. Транспортная - связана с важнейшим свойством биологических мембран – избирательной проницаемостью: мембраны избирательно переносят различные вещества, такие как ионы, питательные вещества, различные продукты обмена.

8. Способность проводников накапливать определенное количество заряда характеризуют физической величиной, именуемой электрическая емкость. • Конденсатор (от лат. Kondensator – уплотнять, сгущать) – это устройство, предназначенное для накопления заряда и энергии электрического поля.

9. электроемкость (емкость) плоского конденсатора Электроемкостью 1 Ф обладает такой конденсатор, напряжение между обкладками которого равно 1 В при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 Кл.

10. где ε– диэлектрическая проницаемость (для воздуха ε= 1), ε0 – диэлектрическая постоянная, S – площадь пластин, d – расстояние между пластинами.

11. Как Вы думаете, в чем сходство этих двух иллюстраций?

12. C Ri Re Примерная электрическая схема биологической ткани C конденсатор, моделирующий мембраны клеток ткани; Ri резистор, моделирующий цитоплазму этих клеток; Re резистор, моделирующий тканевую жидкость

13. Закрепим • В каком направлении будет течь ток в данной схеме? • Будет ли течь ток через конденсатор? • Если менять направление тока, будет ли конденсатор проводить ток? Если да, то почему? - + + - - + + -

14. Задача Ученые выяснили, что разность потенциалов на внешней и внутренней стороне мембраны клетки составляет крохотную величину, приблизительно 50 мВ. • Скажите на самом ли деле клетку можно рассматривать как конденсатор? • А где пластины у этого конденсатора? • Будет ли влиять толщина мембраны на емкость такого конденсатора? • Определите (приблизительно) электрическую емкость клетки, учитывая, что накопленный заряд клетки эквивалентен заряду 10 электронов.

16. Домашнее задание Выучить записи в тетради. Подумайте какие еще процессы, протекающие в нашем организме, можно было бы объяснить с точки зрения физики http://www.komus.ru/photo/full/61538_1.jpg

17. Спасибо за внимание!