ĐỀ CƯƠNG ôn tập LÝ SINH

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ SINH NĂM 2017 2018 1 Các nguyên lý nhiệt động lực học và ứng dụng lên cơ thể sống a Nguyên lý 1 nhiệt động học Nguyên lý 1 nhiệt động học áp dụng ĐL bảo toàn W vào các hệ nhiệt động học Các cách phát biểu + Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác + Trong 1 quá trình nếu năng lượng ở dạng này biến đi thì năng lượng ở dạng khác sẽ xuất hiện với lượng hoàn toàn tương đương với giá trị của năng lư.

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP LÝ SINH NĂM 2017-2018

1 Các nguyên lý nhiệt động lực học và ứng dụng lên cơ thể sống

a Nguyên lý 1 nhiệt động học:

- Nguyên lý 1 nhiệt động học áp dụng ĐL bảo toàn W vào các hệ nhiệt động học

- Các cách phát biểu:

+ Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác

+ Trong 1 quá trình nếu năng lượng ở dạng này biến đi thì năng lượng ở dạng khác

sẽ xuất hiện với lượng hoàn toàn tương đương với giá trị của năng lượng ban đầu + Nhiệt lượng truyền cho hệ, dùng làm tăng nội năng của hệ và biến thành công thực hiện bởi lực của hệ đặt lên môi trường ngoài

+ Không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại I

Phần định tính: NL không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác

Phần định lượng: Giá trị NL vẫn bảo toàn khi chuyển từ dạng NL này sang dạng

NL khác

- Biểu thức:

 Áp dụng NL I nhiệt động học vào hệ thống sống:

- ĐL Heccer: Do hàm nhiệt là hàm trạng thái

=> Hệ quả là ĐL Heccer: Năng lượng sinh ra bởi quá trình hóa học phức tạp

không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian mà chỉ phụ thuộc vào các trạng thái ban đầu và cuối của hệ hóa học

- Cơ thể sống không phải là 1 máy nhiệt mà hoạt động theo nguyên lý của các q/tr sinh học hoặc sự thay đổi các yếu tố entropy

- Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể:

+ ΔE: năng lượng mất mát do truyền nhiệt

+ ΔA: công cơ thể sinh ra chống lại môi trường

Q= ΔU+ A’

Q= ΔE+ Δ A+ ΔM

+ ΔM: năng lượng dự trữ dưới dạng hóa năng

 Đối với ĐV và con người, nguồn gốc nhiệt lượng là thức ăn cơ thể sử dụng thông qua quá trình đồng hóa để cải tạo tổ chức, tạo thành chất dự trữ vật chất và năng lượng cho cơ thể, phát sinh nhiệt để duy trì nhiệt độ cơ thể, sinh công trong các hoạt động cơ học của cơ thể

- Năng lượng đi vào cơ thể gồm 2 loại:

+ Nhiệt lượng sơ cấp: là nhiệt lượng tạo ra bởi các p/ứng hóa sinh bất thuận nghịch, tỏa ra ngay tức thì khi cơ thể oxi hóa thức ăn

+ Nhiệt lượng thứ cấp (khoảng 50% năng lượng đi vào cơ thể), được giữ trong các liên kết giàu năng lượng ATP Khi các liên kết này đứt gãy chúng sẽ giải phóng năng lượng để thực hiện công và cuối cùng biến đổi thành nhiệt

BÀI 1:

200km/h=55m/s, f: nguồn phát, f’:nguồn thu, V: vận tốc truyền âm trong không

khí

Áp dụng định luật dople:

Ta có: f/f’=(v+vxđ)/(v-vxđ) => f’=360,76Hz

CHỦ ĐỀ 2:

1).So sánh trạng thái cân bằng hóa học và trạng thái dừng:

Trạng thái cân bằng hóa học Trạng thái dừng

+ Hệ kín, không có dòng vật chất ra

vào

+Năng lượng tự do F=0, S đạt giá trị

cực đại thì có độ mất trật tự cao nhất

+Vthuân=Vnghịch= const

+ Tốc độ p/ứng phụ thuộc nồng độ ban

+ Hệ mở, vật chất vào hệ và thải sản phẩm

+ F=const khác 0, S đạt giá trị xác định

và nhở hơn gtri cực đại

+Vthuận>Vnghịch + Tốc độ p/ứng ko phụ thuộc vào nồng

đầu của chất tham gia.

+ Chất xúc tác ko làm thay đổi tỷ lệ

p/ứng

độ chất ban đầu

+ Chất xúc tác làm thay đổi nồng độ dừng

Minh họa: giáo trình page 30-31

2)

CHỦ ĐỀ 3

1) Trình bày cấu tạo máy phát tia X Phổ phát xạ, đặc điểm, hấp thụ và ứng dụng tia X trong y học

a) Cấu tạo ;

*Bóng Roentgen:

-Chân không cao (p=10-7 mmHg)

-K (Wolfram) đốt nóng bằng nguồn hạ thế 3-5 A(tungsten)

hoặc đồng đỏ có nhiệt độ nóng chảy cao (3350o)

*Nguồn điện:

-Biến thế hạ thế đốt nóng K(6/12V)

-Biến thế tang thế (100kV)

-Có máy chỉnh lưu: chỉnh lưu nửa sóng, chỉnh lưu cả sóng

*Hoạt động: khi K được đót nóng phát ra các nhiệt điện từ Dưới tác dụng của điện trường mạnh (hiệu điện thế cao) các nhiệt điện tử chuyển động về phía A với

v, a, lớn, đập vào A và dừng lại đột ngột Từ A phát ra tia K

b) Phổ phát xạ của tia Rơnghen.

-Tia X là sóng điện từ

- Phổ phát xạ cả tia X

-I thay đổi liên tục theo

lamda

Bức xạ hãm

-Các bước sóng thay

đổi đột ngột gọi là bức

xạ đặc tính

c) Hấp thụ tia X;

+ I= IO.e-µx

+ µ : hệ số hấp thu; IO: tia tới, I :tia ló, x: chiều dày

µ phụ thuộc p của mỗi chất, bậc số nguyên tử Z, λ của tia X

+Cơ chế hấp thụ tia có 3 hiệu ứng: quang điện, Compton, tạo cặp

d) ứng dụng tia X trong y học;

*Chẩn đoán bệnh:

- Chụp, chiếu tia X

+Tia X  môi trường vật chất  đến phim ảnh (hoặc màn hình quang )

+Chụp cắt lớp CT (Computer tomography scanner): trong CT scanner, dung chùm tia X xoay quanh bệnh nhân Khi ra khỏi cơ thể, tia X tiếp nhận 1 bộ phận điện tử

có độ nhạy cao (igaaps 100 lần phim tia X)  nối với máy tính  cắt lớp nhanh  phân biệt 200 mức độ

*Phân tích cấu trúc vi mô vật chất

-Vật chất cấu trúc mạng tinh thể, các ô mangowr nút là các ion, khoảng các giữa các ion cỡ : 2,8*10-10 m Chùm tia X song song  tác dụng với ion  giao thoa

2d *sinѲ=kλ K=0,1,2,3 xuất hiện vân cực đại, nhiễu xạ tia X

d: khoảng cách giữa 2 lớp

CHỦ ĐỀ 4

1) Trình bày phản ứng quang hợp, phân tích và ý nghĩa của quá trình quang hợp đối với môi trường.

*Quang hợp: là hiệu ứng gây ra do ánh sang trong đó có sự khử CO2, tạo O2 và

hydrat cacbon

CO2 +H2O +hv (CH2)O +O2 +H2O 6CO2 +6H2O +hv  C6H12O6 +6O2 nCO2 + n H2O + foton=n(CH2O) +n O2

*Qúa trình quang hợp gồm 2 quá trỉnh truyền e- Phản ứng cơ bản nhất là sự di chuyển nguyên tử H từ phân tử H2O tới phân tử CO2 tạo thành (CH2)O

* Số foton tối thiểu để khử 1 phân tử CO2 cho tới khi tạo thành hydrat carbon là 3 foton

*Hiệu ứng lượng tử của quá trình quanh hợp:

(1/8)/(1/4); n=(3hv(lt))/(8hv(tt)=37% là hiệu suất thực tế (hiệu suất trung bình)

*Vai trò của chất diệp lục

*Qúa trình quang hợp làm tang năng lượng tự do và giảm tương đối S

*Quá trình quang hợp do tính dự trữ năng lượng ( khử CO2, giải phóng O2) mà quá trình quang hợp trở thành 1 khâu cực kỳ quan trọng của toàn bộ sự sống trên Trái Đất

*Sinh tổng hợp sắc tố và vitamin

*Phản ứng thông tin

+ ánh sáng mang thông tin về môi trường ngoài

+Thụ cảm sáng mắt động vật

+Hướng quang hợp ở thực vật, nhịp sinh học ở động vật

(đọc thêm giáo trình)

CHỦ ĐỀ 5

1) Trình bày sự biến đổi entroy trong cơ thể sống Nêu một số phương pháp chẩn đoán trong y học bằng nhiệt điện học.

+ dS= dSe +dSi

dSe : biến đổi S do tương tác với mt ngoài

dSi: biến đổi S bên trong cơ thể, hệ thống sống là 1 q/trình không thuận nghịch nên dSi > 0

Khi dSe =0 => hệ cô lập, thì dS= dSi > 0 hay entropi tăng, trật tự của hệ ngày càng

giảm, hệ khó tồn tai Khi dSe >0 => dS>> 0, độ hỗn lọa tăng nhanh (cơ thể đau ốm)

Khi dSe <0, thì :

 |dSe| < |dSi| => dS > 0, cơ thể đau ốm, trật tự không ổn định, độ hỗn loạn tăng nhanh

 |dSe| > |dSi| => dS < 0, cơ thể khỏe mạnh, độ trật tự tăng, độ hỗn loạn giảm

 |dSe| = |dSi| => dS = 0: trạng thái dừng

 Để duy trì sự tồn tại hệ thống sống phải trao đổi vật chất và năng lượng với mtxq

 Hệ thống sống cũng tuân theo nguyên lý tăng S (chết)

 Để chống lại sự tăng của S phải có chế độ ăn uống, luyện tập, thể thao… phù hợp để có cơ thể khỏe mạnh (giảm S)

*Một số phương pháp nhiệt trị bệnh

-(Nga): Chẩn đoán bệnh bằng nhiệt độ thay đổi ở điểm khuyết, sống ở môi trường nhiệt độ thấp  tang tuổi thọ

-(japan): xoa bóp và ngâm nước nóng bàn chân để trị liệu, sử dụng công nghệ sinh học để keod dài nắp của nhiễm sắc thể tang tuổi thọ cũng như sử dụng tế bào gốc thay tế bào bị bệnh

-(Pháp): viên thuốc dạng nhộng ( cảm biến nhiệt) khi cơ thể thông báo sự thay đổi nhiệt độ trong nội tạng, từ đố phát hiện ung thư sớm

-(Mỹ): Phương pháp đông lạnh trong Nito lỏng (-196) Dùng robot kích thước nano để hồi phục lại cơ thể trước khi rã đông để hồi phục các chức năng sinh lý

-Đo thân nhiệt để xác định bệnh Sars

-Ở bệnh viện ĐH Y Dược Huế dùng đốt nhiệt bằng sóng cao tần, tia gamma tiêu diệt các khối u xơ trong não và gan

- China dùng lưỡi dao lạnh Ar-He để truyền nhiệt và thay đổi đột ngột để tiêu diệt các khối u…

-BVTW Huế diệt các khối u bằng phóng xạ hạt nhân, tế bào gốc thay thế, hoặc cắt nguồn dinh dưỡng nuôi tế bào ung thư…

- Đốt nhiệt bằng LASER , vật lý trị liệu, điểm huyệt, truyền nhiệt, tắm nước nóng…

CHỦ ĐỀ 6.

1) Trình bày động lực và cơ chế của vận chuyển tích cực tiên phát vật chất qua màng tế bào.

Vận chuyển tích cực tiên phát: Có sự tham gia của các chất mang, ATP, enzim Do tb có tính bán thấm nên dẫn tới sự phân bố không đồng đều của

1 số ion giữa bên trong và bên ngoài màng

Động lực: à tạo ra những liên kết đồng hóa trị mới trong chất mang, năng lượng để vận chuyển diễn ra bằng năng lượng cần thiết để làm thay đổi hình dáng chất mang

( tham khảo thêm giáo trình)

2) Trình bày sự di chuyển năng lượng trong hệ sinh vật và các cơ chế giải thích.

Trong hệ sinh vật có 2 lượng tử A và B (A nằm ngoài so với B) Chiếu ánh sáng kích thích vào ta thấy phổ hấp thụ của hệ trùng với phổ hấp thụ của A Sau đó đến phổ phát quang, phổ phát quang của hệ trùng với phổ phát quang của B Nếu cắt nguồn ánh sáng kích thích thì hệ không phát

quang nữa Chứng tỏ phân tử A hấp thụ năng lượng rồi di chuyển năng lượng sáng B rồi B mới phát quang

 Cơ chế cộng hưởng:

_ Khi phân tử A nhận được năng lượng thì nó sẽ dao động như 1 lưỡng cực điện (2 cực điện trái dấu) phát ra tần số xác định

_ 1 phân tử B có năng lượng thấp hơn, năng lượng riêng của B (B cách A 1 khoảng không nhận được ánh sáng kích thích) Nếu năng lượng riêng này nhỏ hơn hoặc bằng năng lượng kích thích mà A nhận được thì sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng, năng lượng bên A sẽ qua B, từ B qua C…hay năng lượng truyền từ ngoài vào trong:

A + B + hv → A* + B → A + B*…

+ Đặc điểm:

 Hiệu suất của quá trình di chuyển năng lượng trong phạm vi tương đối rộng (1% - 100%)

 Khoảng cách dịch chuyển năng lượng tương đối lớn

 Trong quá trình dịch chuyển năng lượng không va chạm điện tích, không truyền nhiệt, không phát quang, không tỏa nhiệt

 Trong cơ chế này không xảy ra sự phân chia điện tích

+ Điều kiện:

 Phân tử cho năng lượng và phân tử nhận năng lượng phải phát quang được

 Phổ hấp thụ và phổ phát quang chồng lên nhau thì xác suất xảy ra càng lớn

 Năng lượng truyền khoảng cách tương đối lớn nhưng khoảng cách các phân tử phải đủ gần

  Cơ chế Exiton:

 Giải thích các hiện tượng tạo sắc tố màu, biến đổi ánh sáng ở võng mạc

 Trong 1 số vật chất có cấu trúc giống tinh thể, các điện tử dưới tác dụng của ánh sáng chuyển lên mức năng lượng cao hơn rồi chúng có thể di

chuyển từ phân tử này sang phân tử khác mà vẫn ở mức năng lượng ấy, sự

di chuyển điên tử tạo nên lỗ trống

 Trong quá trình dịch chuyển, điện tử có thể tìm thấy cái “bẫy” mà ở đó chúng có mức năng lượng ổn định Nếu chưa rơi vào bấy thì lỗ trống sẽ luôn theo sát điện tử tạo thành cặp điện lỗ trống gọi là exiton Sự di chuyển năng lượng đó gọi là sự di chuyển năng lượng exiton

 Nếu điện tử rơi vào bẫy có mức năng lượng ổn định thì 1 phấn năng lượng biến thành nhiệt, còn cặp e lõ trống có thể bị phá vỡ xác suất xác định vị trí điện tử tồn tại ở bẫy khá lâu Như vậy năng lượng do phần đầu tiên hấp thụ đã được exiton mang phân tử có bẫy

 Dạng di chuyển năng lượng exiton có thể thực hiện trên những khoảng cách lớn Chúng chuyển động trong những môi trường khác nhau và tạo điều kiện cho sự xuất hiện những quá trinh oxy hóa khử

CHỦ ĐỀ 7

1) Trình bày cơ chế và động lực của khuyết tán đơn giản của vận chuyển thụ động vật chất qua màng tế bào.

ĐỘNG LƯC: Hai bên màng xuất hiện nhiều loại gradien khác nhau: grad

C, gradien thẩm thấu, gradien màng, gradien độ hòa tan, gradien điện thế

Cơ Chế: -Khuếch tán đơn giản : là quá trình vận chuyển theo hướng

grad C, các phân tử nước à cation thường khuếch tán theo cơ chế này Theo định luật Fick ta có: ∆n = -D.S (∆C/l) ∆t

(đọc thêm giáo trình-đây là ý chính)

CHỦ ĐỀ 8

1) Trình bày một số quá trình biến đổi năng lượng trong cơ thể sống.

Năng lượng có thể đưa vào cơ thể không chỉ bằng thức ăn mà được đưa vào qua sự tác dụng của lượng tử ánh sáng và bức xạ ion hóa

* Sự di chuyển năng lượng dưới tác dụng của lượng tử ánh sáng:

Trong hệ sinh vật có 2 loại lượng tử A và B (A nằm ngoài hơn so với B) , khi chiếu ánh sáng kích thích vào ta thấy phân tử A hấp thụ năng lượng nhưng phân tử B không phát quang Cắt nguồn kích thích thì A không hấp

thụ, B không phát quang Như vậy có sự di chuyển năng lượng trong hệ thống sống

Có 2 cơ chế di chuyển năng lượng:

Thuyết cộng hưởng về sự di chuyển năng lượng:

-Phân tử bị kích thích (A) là 1 lưỡng cực dao động , ở đấy edao động với tần số xác định

-Khi mức năng lượng của e- của phân tử B( không bị kích thích) trùng hay nằm thấp hơn 1 chút so với mức năng lượng của các e- A thì có sự cộng hưởng của 2 phân tử : năng lượng của phân tử bị kích thích (A) chuyển hết cho (B)

A+ B+hv A* +B  A +B*

+ Đặc điểm :

- Sự di chuyển năng lượng xảy ra trên một khoảng cách khá xa so với khoảng cách nguyên tử

- Không phát quang , không hao phí vì nhiệt, không có sự phân chia điện tích, không có sự va chạm phân tử giữa chất cho và nhận

- Hiệu suất ở khoảng 1%-100%

+ Điều kiện:

-Phân tử cho có khả năng phát quang

-Phổ phát quang của chất cho và phổ hấp thụ của chất nhận phải chồng lên nhau ( giao nhau càng lớn thì hiệu suất lớn) -Các phân tử phải đủ gần.Hiệu suất di chuyển tỉ lệ nghịch với khoảng cách

 Thuyết exiton về di chuyển năng lượng :

-Một số chất cấu trúc đặc biệt giống tinh thể

- Các edưới tác dụng của ánh sáng chuyển lên mức năng lượng cao hơn rồi chúng có thể chuyển từ phân tử này qua phân tử khác

mà vẫn ở mức năng lượng ấy

-Sự di chuyển esẽ tạo nên nhiều lỗ trống

- Cặp e- -lỗ trống dịch chuyển như vậy là exiton

- Nếu e rơi vào “bẫy “ có mức năng lượng ổn định thì 1 phần năng lượng biến thành nhiệt, còn cặp e- -lỗ trống bị phá vỡ

-Như vậy năng lượng do phân tử đầu tiên hấp thụ đã được Exiton mang đến phân tử có bẫy Dạng di chuyển này có thể thực hiện được khoảng cách lớn

* Sự di chuyển năng lượng dưới tác dụng của bức xạ ion hóa:

Có 2 cơ chế: cơ chế tác dụng trực tiếp và cơ chế tác dụng gián

tiếp

_ Cơ chế tác dụng trực tiếp

Năng lượng của bức xạ trực tiếp chuyển giao cho các phân tử cấu tạo tổ chức sinh học mà chủ yếu là các đại phân tử hữu cơ Năng lượng

đó gây nên quá trình kích thích và ion hóa các phân tử, nguyên tử Tiếp theo là các phản ứng hóa học xảy ra giữa các phân tử tạo thành sau kích thích và ion hóa các phân tử hữu cơ quan trọng bị tổn thương → tổn thương sinh học tiếp theo như tổn thương chức năng hoạt động, gây đột biến gen, hủy diệt tế bào

-→ AB → AB* → AB + hv

( năng lượng tia)

-→ AB → A*B A* + B’

A’ + B*

Các phân tử bị ion hóa theo sơ đồ:

~~~~~~ ~~~ → AB → [AB]+ + e─

A + ,B’ A’,B+

Và AB + e → [AB]─ A ─,B’

A’,B─

Các quá trình kích thích và ion hóa có thể gây nên các tổn thương tại đó

và sau đó có thể lan truyền đến các phân tử xung quanh

Thuyết điểm nóng (Deseaues): năng lượng bức xạ được hấp thụ tập trung vào những điểm rất nhỏ trong phân tử → nhiệt độ tăng → cấu trúc liên kết bị phá hủy (liên kết C-C, liên kết C-H)

VD:…

_ Cơ chế tác động gián tiếp:

Thực nghiệm cho thấy : tác dụng sinh học còn phụ thuộc vào độ linh động của phóng xạ, hàm lượng nước

Kích thích H2O: → H2O → H2O* → H*