Медицинская и биологическая физика для студентов заочного отделения фармацевтического факультета

Методические указания по курсу  медицинской и биологической физики для студентов заочного отделения фармацевтического факультета / Томск, СибГМУ.- 2005.- 20с.,

Недорого выполним на заказ биофизику - опыт работы более 18 лет, гартантия

Контрольные задачи и вопросы

ВАРИАНТ 1

1.Какова должна быть мощность нагревательного элемента, чтобы провести стерилизацию кипячением 1 кг стального инструмента в 1 л воды, взятых при 20 град. Цельсия?

2. Сколько времени должен работать паровой стерилизатор до начала процесса,  если производительность  нагревательного элемента равна 2,5 кДж/мин при КПД равном 30%, а требуется стерилизовать 1 кг стального инструментария в 100 мл воды взятых при 20 град. Цельсия?

3.Рассчитать смещение максимума спектра фосфоресценции (100 нм), относительно максимума спектра поглощения, если известно, что  потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 25%.

4. Определить константу Михаэлиса уравнения ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена, если  при 1 мкМ субстрата развивается максимальная  скорость ферментативного катализа 1 мМ/мин. Оценить это в диапазоне линейной зависимости концентрации от скорости реакции.

5.Определить поддерживаемый активным  транспортом градиент для   ионов калия, если при этом тратится энергия 1 кДж на моль. Внутриклеточную концентрацию ионов калия считать равной 120 мМ.

6. Рассчитайте величину мембранного потенциала нейрона, если  проницаемости ионов соотносятся как: 1:0.04:0.45, а  соотношение концентраций   снаружи/внутри клетки для ионов: K+= 1/20; Na+= 15/1; Cl-= 1/2. Внутриклеточные концентрации ионов (в мМ) принять за: K+= 120; Na+= 6; Cl-=60.

7. Давление  в аорте упало со 120/80 до 100/70 мм рт. ст., а сердечный выброс снизился на 20% . Требуется ли учащение сердечной деятельности и в какой степени, для поддержания минутного объема кровенаполнения на прежнем уровне?

8. Коэффициент поляризации равен 4. Рассчитать  импеданс  ткани при частоте 1 мГц, если  при 10 кГц он равен 10 кОм.

9. Как изменится периферическое  сопротивление  сосудов, если "общая"  длина  сосудистого  русла  возрастет в 10 раз, "общий" радиус увеличится в 2 раза, вязкость снизится на 30%?

10. Работа легких при физической нагрузке увеличилась в 2 раза, частота дыхания в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменится дыхательный объем, если внутрилегочное давление вырастет в 1,2 раза?

ВАРИАНТ 2

1. Какое  количество теплоты потребуется для проведения стерилизации кипячением металлического инструментария массой 1кг в 1,5л воды, взятых при  20 градусах Цельсия?

2. В  морозильной камере находится алюминиевый сосуд массой 0,1 кг с 1 литром  воды.  Определить  производительность  холодильного агрегата (КДж/мин),  если через три часа вода превратилась в лед и  имела  температуру  -5  градусов Цельсия.

3. Рассчитать на сколько сместится максимум спектра  флюоресценции (l=200 нм), если известно, что  потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 10%.

4. Происходит  параллельное образование веществ В и С из вещества А с константам Кв и Кс соответственно (Кв  =  4Кс). Определить какого  вещества  ( В или С ) образуется больше и во сколько раз.

5. Активный транспорт поддерживает внеклеточный градиент для ионов натрия как 10:1. Сколько требуется для этого энергии  на 1 моль переносимого иона, если внеклеточная концентрация натрия 120 мМ ?

6. Рассчитайте  величину мембранного потенциала, если соотношения проницаемости ионов РK:PNa:PCl = 1:40:0.45, а соотношение концентраций снаружи/внутри клетки:  K= 1/20; Na= 15/1; Cl= 1/2. Внеклеточные концентрации ионов (в мМ): K= 6; Na= 120; Cl= 100.

7. Во  сколько  раз  изменится работа сердца, если давление в аорте увеличится с 120/80 до 140/90 мм рт.ст., а сердечный выброс возрастет на 10%?

8. Каким был импеданс ткани при частоте 1 мГц, если при коэффициенте поляризации равным 3,  импеданс при частоте 10 кГц был равен 15 кОм.

9. Произошло  снижение периферического сопротивления сосудов на 10%. Какова в этом роль вязкости крови, если "общая" длина  сосудистого  русла снизилась в 1,2 раза, а "общий" радиус увеличился в 1,1 раз?

10. Работа  легких  при  физической  нагрузке  возросла  в  10 раз, частота дыхания в 2 раза, внутрилегочное давление повысилось до 2000 мм. рт.ст. Чему  стал  равен  дыхательный объем, если в спокойном состоянии он был равен  500  мл. при  внутрилегочном давлении 800  мм рт.ст.?

ВАРИАНТ 3

1.Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы приготовить  из 1кг замороженного льда (-10 град.) кипяченую воду?

2.При кипячении шприца, масса металлической части которого- 80 г,  стеклянной- 20 г, в стальной стерилизатор массой 200 г поместили 1 л воды, Сколько времени должен работать стерилизатор до начала кипения, если производительность  нагревательного элемента- 2,5 КДж/мин, КПД-30%?

3.На какую    относительную величину сместится максимум спектра фосфоресценции (1000 нм) относительно максимума спектра поглощения, если известно, что  потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 15%.

4.Во сколько раз изменится скорость реакции первого порядка при увеличении константы реакции в 10 раз и той же концентрации исходных веществ?  Одномоментном снижении концентрации в 2 раза?

5.Активный  транспорт поддерживает градиент для ионов калия 1:100 с затратой энергии 10 кДж на моль. Сколько переносится при этом молей иона натрия для поддержки его внутриклеточной концентрации 10 мМ.

6. Рассчитайте величину мембранного потенциала нейрона, если  проницаемости ионов соотносятся как: РK:PNa:PCl = 1:0.04:0.45, а  концентраций   снаружи/внутри клетки: K= 1/20; Na= 15/1; Cl= 1/2. Внутриклеточные концентрации ионов (в мМ): K= 120; Na= 6; Cl=60.

7. Как должна будет измениться частота пульса для поддержания постоянства кровоснабжения  органов, если  давление  в аорте упадет со 120/80 до 100/70 мм рт.ст., а сердечный выброс снизится на 20%?

8. Рассчитайте коэффициент поляризации, если  импеданс  ткани при частоте 1 мГц=1кОм, а при 10 кГц=5кОм.

9. Как изменится периферическое  сопротивление  сосудов, если "общая"  длина  сосудистого  русла  возрастет в 10 раз, "общий" радиус увеличится в 2 раза, вязкость крови снизится на 10 %?

10. Как  изменится работа легких при физической нагрузке, если дыхательный объем возрастет в 2 раза, внутрилегочное давление в 1,2 раза, а частота дыхания возрастет на 50%?

ВАРИАНТ 4

1.Какое количество теплоты потребуется,  чтобы простерилизовать кипячением 1 л воды, взятого из холодильника в виде льда, имеющего температуру -10 градусов Цельсия?

2. Определить, сколько надо добавить в 1 л кипящей воды в  стальном стерилизаторе массой 0,5 кг льда, охлажденного до -10 градусов Цельсия,  чтобы температура воды снизилась до 50 градусов.

3.Оценить потерю энергии кванта поглощенного света в %, если известно, что  максимум спектра флюоресценции (700 нм) относительно максимума поглощенного света сдвинулся  в  длинноволновую область на 70 нМ.

4.Как изменится количество продукта реакции второго  порядка при снижении концентрации одного из исходных веществ в 3 раза, увеличении другого в 2 раза и увеличении константы реакции в 1,5 раз?

5.Во сколько раз изменится скорость проницаемости  мембраны при  увеличении градиента концентрации в 10 раз при одномоментном снижении площади диффузии в 1,5 и коэффициента проницаемости в 2 раза?

6. Величина  мембранного  потенциала уменьшилась на  10 %. Как при этом изменилась исходная температура (36˚), если  градиент концентрации ионов повысится в 10 раз?

7. Изменится ли частота работы сердца, и каким образом, если ударный  выброс уменьшится в 2 раза, а давление в аорте увеличится на 10%  при том же минутном объеме кровенаполнения?

8. Как изменится импеданс ткани при переходе  от  последовательного  к параллельному способу измерения тока одной частоты, если омическая составляющая сопротивления уменьшилась во столько же раз, во сколько - увеличится емкостная?

9. Изменится ли кровенаполнение сосудов при падении  давления  в  2  раза, если  вязкость крови увеличится в 4 раза, "общая" длина сосудистого русла возрастет в 50 раз, а "общий" радиус увеличится в 5 раз?

10. В результате заболевания легких дыхательный объем снизился  в  2  раза. Определить во сколько раз должна возрасти частота дыхания больного человека при подъеме на лестницу, если в здоровом состоянии при этом требовалось увеличение работы дыхания на 50 %.

ВАРИАНТ 5

1.В термостат поместили 5 кг льда (-10 град.) и 0,2 кг железа, нагретого до 600 градусов Цельсия. Какая установиться в нем температура?

2.В емкость с 5 литрами воды (20 градусов Цельсия) опустили нагретый железный инструментарий массой 1 кг, после чего в сосуде в результате выкипания осталось 4,95 литра воды.  Определить исходную температуру  инструментов. (Теплоемкостью сосуда пренебречь).

3.Оценить потерю энергии кванта поглощенного света в %, если известно, что максимум спектра фосфоресценции относительно максимума поглощенного света (550 нм) сдвинулся  в  длинноволновую область на 50 нм.

4.Указать в каких условиях уравнение ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена, относящееся к реакции первого порядка, может менять свой порядок реакции на нулевой.

5.Как должна изменится константа проницаемости  мембраны, если  при  увеличении  градиента концентрации в 10 раз и уменьшении площади диффузии в 2 раза скорость проницаемости оставалась прежней.

6. Как изменится величина мембранного потенциала, если температура повысится на 10%, а градиент ионов снизится на 5%?

7. Изменится ли работа сердца, если ударный выброс уменьшится в 2 раза, а давление в аорте увеличится  на 50%?

8. Импеданс ткани при  мостовом измерении тока одной частоты в последовательном соединении был в 4 раза выше, чем при параллельном. Каковы условия изменения  при этом омической  составляющей, если  емкостная повысилась в 2 раза?

9. Как изменится кровенаполнение сосудов при падении давления в 2 раза, если вязкость крови увеличится в 1,5 раза, "общая" длина сосудистого русла возрастет в 10 раз, а "общий" радиус увеличится в 3 раза?

10. В результате заболевания легких дыхательный объем снизился  в  2 раза. Определите во сколько раз возрастет частота дыхания больного человека при подъеме по лестнице, если до этого в здоровом состоянии  при этом требуется увеличение работы легких на 50 %.

ВАРИАНТ 6

1. Достаточно ли для стерилизации кипячением в 1 л воды, взятой при  20 градусах Цельсия, инструментария весом 1 кг, производительности  нагревательного агрегата (100 КДж/мин)?

2. Производительность  холодильного агрегата (10 КДж/мин). Определить за какое время 1 л воды, взятый при 20 градусах Цельсия, превратиться в лед при -5  градусов Цельсия.

3. Оценить на сколько процентов произошла потеря энергии кванта флюоресценции при смещении максимума спектра  флюоресценции с 200 нм, до 240 нм.

4. Константа Михаэлиса уравнения ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена равна 10 мкМ. Определить максимальную  скорость ферментативного катализа, если величина скорости при этой концентрации равна 1 мМ/мин. Оценить это в диапазоне линейной зависимости концентрации от скорости реакции.

5. Определить, чему равна внутриклеточная концентрация ионов натрия, если при активном транспорте 1 моля этого иона тратится  энергия 10 кДж, а внутриклеточная концентрация натрия равна 10 мМ?

6. Рассчитайте соотношение проницаемости ионов РK:PNa:PCl при потенциале покоя в 60 мВ, если  соотношение концентраций ионов снаружи/внутри клетки составляет для:  K+= 1/20; Na+= 15/1; Cl-= 1/2. Внеклеточные концентрации ионов (в мМ) взять равными: K= 6; Na= 120; Cl= 100.

7. Как изменится работа сердца, если давление в аорте увеличится с 120/80 до 150/90 мм рт.ст., а объем сердечного выброса упадет на 20%?

8. Каким был импеданс ткани при частоте 1 мГц, если при коэффициенте поляризации равным 5,  импеданс при частоте 10 кГц был равен 5кОм.

9. Периферическое сопротивление сосудов не изменилось. Какова в этом роль вязкости крови, если "общая" длина  сосудистого  русла снизилась в 2 раза, а "общий" радиус увеличился на 50%?

10. Во сколько раз возросла работа  легких  при  физической  нагрузке, если  внутрилегочное давление повысилось с 800 до 1000 мм.рт.ст. при двукратном увеличении дыхательного объема.

ВАРИАНТ 7

1.Сколько было льда, имеющего температуру -10 градусов Цельсия, если потребовалось 100 кДж теплоты, чтобы превратить его в пар?

2. В  паровом стальном стерилизаторе после окончания работы и  установления  температуры 20 градусов Цельсия, дополнительно сконденсировалось 10 мл воды.  Определить  массу стерилизатора.

3.Оценить потерю энергии кванта поглощенного света в %, если известно, что  максимум спектра флюоресценции (100 нм) относительно максимума поглощенного света сдвинулся  в  длинноволновую область на 10 нм.

4.Как изменится количество продукта реакции второго  порядка при снижении одной из концентраций в 5 раз другой – в 2 раза и увеличении константы реакции в 1,2 раза?

5. Изменится ли скорость проницаемости  мембраны при  увеличении градиента концентрации в 10 раз при одномоментном снижении площади диффузии в 4 и коэффициента проницаемости в 2,5 раза?

6. Величина  мембранного  потенциала уменьшилась на  10 % при падении исходной температуры с 28 до 38˚. Должен ли при этом изменится градиент концентрации ионов?

7. Что требуется для поддержания постоянного минутного объема кровенаполнения, если уменьшится в 2 раза частота сердечных сокращений и увеличится на 50% объемный выброс, а давление в аорте снизится на 20 %?

8. Изменится ли импеданс ткани при переходе  от  последовательного  к параллельному способу измерения тока одной частоты, если омическая составляющая сопротивления увеличилась в 1,5 раза, а емкостная снизилась  в 2 раза?

9. Кровенаполнение сосудов снизилось на 20 %. Изменится ли при этом   градиент давления в сосудах, если  вязкость крови увеличится в 4 раза, "общая" длина сосудистого русла возрастет в 5 раз, а "общий" радиус увеличится в 2 раза?

10. Определите, во сколько раз в результате заболевания легких снизился дыхательный объем, если частота дыхания больного человека при подъеме по лестнице, относительно здорового состояния увеличилась на 50 % при снижении внутрилегочного давления на 20 %.

ВАРИАНТ 8

1.Какова должна быть мощность нагревательного элемента, чтобы провести стерилизацию алюминиевого инструментария массой 100 г кипячением, используя вместо воды 1 кг льда (-10 град.)?

2. Сколько времени должен работать паровой стерилизатор до начала процесса,  если производительность  нагревательного элемента равна 2,5 кДж/мин при КПД равном 30%, а требуется стерилизовать 1 кг стального инструментария в 100 мл воды?

3.Рассчитать смещение максимума спектра фосфоресценции (1000 нм), относительно максимума спектра поглощения, если известно, что  потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 25%.

4. Определить константу Михаэлиса уравнения ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена, если  при 100 мкМ субстрата развивается максимальная  скорость ферментативного катализа 10 мМ/мин. Оценить это в диапазоне линейной зависимости концентрации от скорости реакции.

5.Определить поддерживаемый активным  транспортом градиент для   ионов калия, если при этом тратится энергия 10 кДж на моль. Внутриклеточную концентрацию ионов калия считать равной 120 мМ.

6. Рассчитайте величину мембранного потенциала нейрона, если  проницаемости ионов соотносятся как: 1:0.04:0.45, а  соотношение концентраций   снаружи/внутри клетки для ионов: K+= 1/20; Na+= 15/1; Cl-= 1/2. Внутриклеточные концентрации ионов (в мМ) принять: K+= 120; Na+= 6; Cl-=60.

7. Давление  в аорте упало со 120/80 до 100/70 мм рт. ст., а сердечный выброс снизился на 20% . Требуется ли учащение сердечной деятельности и в какой степени, чтобы поддержать минутный объема кровенаполнения на прежнем уровне?

8. Коэффициент поляризации равен 4. Рассчитать  импеданс  ткани при частоте 1 мГц, если  при 10 кГц он равен 10 кОм.

9. Как изменится периферическое  сопротивление  сосудов, если "общая"  длина  сосудистого  русла  возрастет в 10 раз, "общий" радиус увеличится в 2 раза, вязкость снизится на 30%?

10. Работа легких при физической нагрузке увеличилась в 2 раза, частота дыхания в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменится дыхательный объем, если внутрилегочное давление вырастет в 1,2 раза.

ВАРИАНТ 9

1.В термостате установилась  температура 50  градусов Цельсия после помещения одновременно 5 кг льда (-10 град.) и 0,2 кг нагретого железа. До какой температуры оно  было  нагрето?

2.После помещения  в емкость с водой (20 градусов Цельсия) нагретого до 500 градусов железного инструментария массой 1 кг в сосуде википело около 0,05 литра воды.  Определить сколько ее было первоначально до помещения инструментов. (Теплоемкостью сосуда пренебречь).

3.Оценить потерю энергии кванта поглощенного света в %, если известно, что максимум спектра фосфоресценции относительно максимума поглощенного света (550 нм) сдвинулся  в  длинноволновую область на 50 нм.

4. Исходно уравнение ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена может быть первого порядка. Определить, в уравнение, какого порядка оно может превращаться, и какие при этом необходимы условия?

5. Изменится ли константа проницаемости  мембраны, если  при  увеличении  градиента концентрации в 10 раз и уменьшении площади диффузии в 2 раза скорость проницаемости увеличилась в 5 раз?

6. Как изменится величина мембранного потенциала, если температура понизится  на 10 %, а градиент ионов увеличится в 1,5 раза?

7. Изменится ли работа сердца, если ударный выброс увеличится в 2 раза, а давление уменьшится  на 50%?

8. Импеданс ткани при  мостовом измерении в последовательном и параллельном способе измерения тока одной частоты остался тем же. Как изменилась  омическая  составляющая, если  емкостная снизилась на 50%?

9. Кровенаполнение сосудов упало в 2 раза при снижении градиента давления в 1,5 раза, хотя вязкость крови увеличилась в 2 раза, а "общая" длина сосудистого русла возросла в 5 раз. Что при этом должно произойти с "общим" радиусом сосудов?

10. Определите, во сколько раз в результате заболевания легких должен снизится дыхательный объем, если частота дыхания больного человека при подъеме по лестнице возрастет в 2 раза, хотя в здоровом состоянии на это требовалось учащение дыхания лишь на 50 %.

ВАРИАНТ 10

1.Какова должна быть мощность нагревательного элемента, чтобы провести стерилизацию кипячением 1 кг стального инструментария в 500 мл 10 град. воды?

2. Сколько времени должен работать паровой стерилизатор до начала процесса,  если производительность  нагревательного элемента равна 5 кДж/мин при КПД равном 20%, а требуется в стерилизовать 1 кг стального инструментария в 100 мл воды?

3.Рассчитать смещение максимума спектра фосфоресценции (800 нм), относительно максимума спектра поглощения, если известно, что  потеря энергии кванта флюоресценции от поглощения составляет 15%.

4. Определить константу Михаэлиса уравнения ферментативного катализа Михаэлиса-Ментена, если  при 1 мкМ субстрата развивается максимальная  скорость ферментативного катализа 10 мкМ/мин. Оценить это в диапазоне линейной зависимости концентрации от скорости реакции.

5.Определить поддерживаемый активным  транспортом градиент для   ионов калия, если при этом тратится энергия 10 кДж на моль. Внутриклеточную концентрацию ионов калия считать равной 120 мМ.

6. Рассчитайте величину мембранного потенциала нейрона, если  проницаемости ионов соотносятся как: 1:0.04:0.45, а  соотношение концентраций   снаружи/внутри клетки для ионов: K+= 1/20; Na+= 15/1; Cl-= 1/2. Внутриклеточные концентрации ионов (в мМ) принять: K+= 120; Na+= 6; Cl-=60.

7. Давление  в аорте упало со 120/80 до 90/70 мм рт. ст., а сердечный выброс снизился на 20% . Требуется ли учащение сердечной деятельности и в какой степени, чтобы поддержать минутный объема кровенаполнения на прежнем уровне?

8. Коэффициент поляризации равен 4. Рассчитать  импеданс  ткани при частоте 1 мГц, если  при 10 кГц он равен 10 кОм.

9. Как изменится периферическое  сопротивление  сосудов, если "общая"  длина  сосудистого  русла  возрастет в 10 раз, "общий" радиус увеличится в 2 раза, вязкость снизится на 30%?

10. Работа легких при физической нагрузке увеличилась в 2 раза, частота дыхания в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменится дыхательный объем, если внутрилегочное давление вырастет в 1,2 раза.