Биофизика. Башарина О.В - 28 стр.

UptoLike

Рубрика: 

in
out
x
][K
][K
2,3RTlgA
. (3.4.3)
ɉɨ ɦɟɪɟ ɞɢɮɮɭɡɢɢ ɢɨɧɨɜ Ʉ
+
ɢɡ ɤɥɟɬɤɢ ɢɨɧɵ ɯɥɨɪɚ ɩɪɨɧɢɤɚɸɬ ɜ
ɤɥɟɬɤɭ ɩɨ ɫɜɨɟɦɭ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɨɧɧɨɦɭ ɝɪɚɞɢɟɧɬɭ. ɉɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɟ
ɡɚɪɹɞɵ ɩɪɢɬɹɝɢɜɚɸɬɫɹ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ ɫɢɥɚ ɡɚɫɬɚɜɥɹɟɬ ɢɨɧɵ ɤɚɥɢɹ
ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɜ ɤɥɟɬɤɭ ɡɚ ɢɨɧɚɦɢ ɯɥɨɪɚ. ɇɚ ɩɪɟɨɞɨɥɟɧɢɟ ɷɬɨɣ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɣ
ɫɢɥɵ ɬɪɟɛɭɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ ɪɚɛɨɬɚ (Ⱥ
ɷ
):
Ⱥ
ɷ
= nFE. (3.4.4)
Ʉɨɝɞɚ ɜ ɫɢɫɬɟɦɟ ɭɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɟɬɫɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɟ ɢ ɫɭɦɦɚɪɧɵɣ ɩɨɬɨɤ
ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɪɚɜɟɧ ɧɭɥɸ, ɯɢɦɢɱɟɫɤɚɹ ɪɚɛɨɬɚ ɛɭɞɟɬ ɭɪɚɜɧɨɜɟɲɟɧɚ
ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɣ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɣ:
Ⱥ
ɯ
= Ⱥ
ɷ
, (3.4.5)
ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɞɥɹ ɪɚɜɧɨɜɟɫɧɨɝɨ ɤɚɥɢɟɜɨɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɚ
ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ:
in
out
][K
][K
lg
F
RT
2,3E
. (3.4.6)
Ⱦɥɹ ɛɨɥɟɟ ɬɨɱɧɨɝɨ ɜɵɱɢɫɥɟɧɢɹ ɜɟɥɢɱɢɧɵ ɦɟɦɛɪɚɧɧɨɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɚ
ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɭɱɢɬɵɜɚɬɶ ɞɢɮɮɭɡɢɸ ɢɨɧɨɜ Ʉ
+
, Na
+
ɢ Cl
-
. ȼ ɫɜɹɡɢ ɫ ɷɬɢɦ ɞɥɹ
ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɦɟɦɛɪɚɧɧɨɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɚ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ Ƚɨɥɶɞɦɚɧɚ:
outclinNainɤ
inCloutNaoutɤ
ɦ
][ClP][NaP][KɊ
][ClP][NaɊ][KP
lg
F
RT
2,3E
, (3.4.7)
ɝɞɟ Ɋ
ɤ
, Ɋ
Na
, P
Cl
ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɢ ɞɥɹ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɯ
ɢɨɧɨɜ ɜɧɭɬɪɢ (in) ɢ ɫɧɚɪɭɠɢ (out) ɤɥɟɬɤɢ.
ȼ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɩɨɤɨɹ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɶ ɦɟɦɛɪɚɧɵ ɞɥɹ ɢɨɧɨɜ Ʉ
+
ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨ ɛɨɥɶɲɟ, ɱɟɦ ɞɥɹ Na
+
, ɢ ɛɨɥɶɲɟ, ɱɟɦ ɞɥɹ ɋ1 :
P
K
P
Na
, Ɋ
Ʉ
> Ɋ
ɋl
.
Ⱦɥɹ ɚɤɫɨɧɚ ɤɚɥɶɦɚɪɚ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ, Ɋ
ɤ
: Ɋ
Na
:P
Cl
= 1 : 0,04 : 0,45.
ɍɪɚɜɧɟɧɢɹ ɇɟɪɧɫɬɚ ɢ Ƚɨɥɶɞɦɚɧɚ ɧɟ ɭɱɢɬɵɜɚɸɬ ɚɤɬɢɜɧɨɝɨ
ɬɪɚɧɫɩɨɪɬɚ ɢɨɧɨɜ ɱɟɪɟɡ ɦɟɦɛɪɚɧɭ, ɧɚɥɢɱɢɟ ɜ ɦɟɦɛɪɚɧɟ ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ. ȼ
ɰɢɬɨɩɥɚɡɦɚɬɢɱɟɫɤɨɣ ɦɟɦɛɪɚɧɟ ɮɭɧɤɰɢɨɧɢɪɭɸɬ ɦɨɥɟɤɭɥɵ Na
+
,Ʉ
+
-
ȺɌɎɚɡɵ, ɩɟɪɟɤɚɱɢɜɚɸɳɢɟ ɤɚɥɢɣ ɜɧɭɬɪɶ ɤɥɟɬɤɢ, ɚ ɧɚɬɪɢɣ ɢɡ ɤɥɟɬɤɢ (ɬ.ɟ.
ɩɪɨɬɢɜ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɨɧɧɨɝɨ ɝɪɚɞɢɟɧɬɚ). ɋ ɭɱɟɬɨɦ ɪɚɛɨɬɵ ɷɥɟɤɬɪɨɝɟɧɧɵɯ
ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ ɞɥɹ ɦɟɦɛɪɚɧɧɵɯ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɨɜ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ
Ɍɨɦɚɫɚ:
inNainɤ
outNaoutɤ
ɦ
][NaP][KmɊ
][NaɊ][KmP
lg
F
RT
2,3E
, (3.4.8)
ɝɞɟ m – ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɢɨɧɨɜ ɧɚɬɪɢɹ ɤ ɢɨɧɚɦ ɤɚɥɢɹ,
ɩɟɪɟɤɚɱɢɜɚɟɦɵɯ ɢɨɧɧɵɦɢ ɧɚɫɨɫɚɦɢ ɱɟɪɟɡ ɦɟɦɛɪɚɧɭ. ɑɚɳɟ ɜɫɟɝɨ Na
+
,Ʉ
+
-
ȺɌɎɚɡɚ ɪɚɛɨɬɚɟɬ ɜ ɪɟɠɢɦɟ, ɤɨɝɞɚ m = 3/2.
ɋɥɟɞɭɟɬ ɩɨɦɧɢɬɶ, ɱɬɨ ɰɢɬɨɩɥɚɡɦɚ ɤɥɟɬɤɢ ɜ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɩɨɤɨɹ ɜɫɟɝɞɚ
ɢɦɟɟɬ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɣ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ ɩɨ ɨɬɧɨɲɟɧɢɸ ɤ ɦɟɠɤɥɟɬɨɱɧɨɣ ɠɢɞɤɨɫɬɢ.
28
                                                  [K � ]out
                                 A x � 2,3RTlg                 .               (3.4.3)
                                                   [K � ] in
     �� ���� �������� ����� �+ �� ������ ���� ����� ��������� �
������ �� ������ ����������������� ���������. ���������������
������ �������������, ������� ������������� ���� ���������� ���� �����
��������� � ������ �� ������ �����. �� ����������� ���� �������������
���� ��������� ������������� ������ (��):
                                �� = nFE.                       (3.4.4)
     ����� � ������� ��������������� ���������� � ��������� �����
�������� ����� ����, ���������� ������ ����� ������������
�������������� ������������ �������������:
                               �� = ��,                         (3.4.5)
     �������������, ��������� ��� ������������ ��������� ����������
����� ���:
                                                   �
                                           RT [K ]out
                                 E � 2,3      lg           .                   (3.4.6)
                                            F    [K � ] in
     ��� ����� ������� ���������� �������� ����������� ����������
���������� ��������� �������� ����� �+, Na+ � Cl-. � ����� � ���� ���
����������� ����������� ���������� ���������� ��������� ���������:
                                       �              �                �
                           RT P� [K ]out � � Na [Na ]out � PCl [Cl ] in
               E � � 2,3      lg                                           ,   (3.4.7)
                            F            �            �              �
                                 � � [K ] in � PNa [Na ] in � Pcl [Cl ]out
     ��� ��, �Na, PCl – ������������ ������������� ��� ���������������
����� ������ (in) � ������� (out) ������.
     � ��������� ����� ������������� �������� ��� ����� �+
����������� ������, ��� ��� Na+, � ������, ��� ��� �1 :
                                PK � PNa, �� > ��l.
     ��� ������ ��������, ��������, ��: �Na:PCl = 1 : 0,04 : 0,45.
     ��������� ������� � ��������� �� ��������� ���������
���������� ����� ����� ��������, ������� � �������� ������ �������. �
������������������ �������� ������������� �������� Na+ ,�+-
������, �������������� ����� ������ ������, � ������ �� ������ (�.�.
������ ����������������� ���������). � ������ ������ �������������
������ ������� ��� ���������� ����������� ���������� ���������
������:
                                                �               �
                                   RT mP� [K ]out � � Na [Na ]out
                       E � � 2,3      lg                               ,       (3.4.8)
                                    F    m� � [K ] in � PNa [Na � ] in
                                                  �


     ��� m – ��������� ���������� ����� ������ � ����� �����,
�������������� ������� �������� ����� ��������. ���� ����� Na+ ,�+-
������ �������� � ������, ����� m = 3/2.
     ������� �������, ��� ���������� ������ � ��������� ����� ������
����� ������������� ��������� �� ��������� � ������������ ��������.

                                             28