ĐỀ CƯƠNG ôn tập lí SINH

đề cương ôn tập môn lý sinh dành cho sinh viên y khoa, công nghệ sinh học, sinh học, thú y, khoa học môi trường, công nghệ môi trường, khoa học cây trồng, lâm sinh, .... Đề cương gồm 49 câu, gồm 39 câu ôn tập lý thuyết và 10 câu hỏi bài tập. Chúc các bạn ôn thi tốt và đạt kết quả cao

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP PHẦN LÍ THUYẾT

Câu 1: Trình bày các áp dụng của nguyên lý nhiệt động học đối với cơ thể sống Trạng thái cân bằng nhiệt động và cân bằng dừng, biến đổi entropi của cơ thể

* Áp dụng của nguyên lí nhiệt động học đối với cơ thể

- Áp dụng của nguyên lí I nhiệt động học vào hệ thống sống:

./ Trong 1 quá trình, nếu năng lượng ở dạng này biến đi thì năng lượng ở dạng khác xuất hiện với lượng hoàn toàn tương đương với gía trị của năng lượng ở dạng ban đầu

Biểu thức:

𝑄 = Δ𝑈 + 𝐴

Δ𝑈 = 𝑈2− 𝑈1} ⇒ Δ𝑈 = 𝑈2 − 𝑈1 = 𝑄 − 𝐴 Trong đó: U1 là nội năng ban đầu

U2 là nội năng ở trạng thái mới

Q là nhiệt lượng cùng cấp cho hệ

./ Định luật có ý nghĩa quan trọng đối với hệ sinh vật

+ Trong thí nghiệm chứng minh tính đúng đắn của định luật khi áp dụng vào cơ thể sống Lavaisien và Laplace đã đưa ra phương pháp lượng kế gián tiếp dựa trên cơ sở: Lượng oxi tiêu thụ hoặc lượng CO2 do cơ thể thải ra ở động vật máu nóng (động vật có vú và người) có liên quan chặt chẽ với nhiệt lượng chứa trong thức ăn

+ Nguyên lí I áp dụng cho hệ thống sống được viết dưới dạng:

∆𝑄 = ∆𝐸 + ∆𝐴 + ∆𝑀 Trong đó: ∆𝑄 là nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đồng hóa thức ăn

∆𝐸 là nhiệt lượng mất do môi trường xung quanh

∆𝐴 là công mà cơ thể thực hiện

∆𝑀là năng lượng dự trữ

⟶ Đây là phương pháp cơ bản của quá trình cân bằng nhiệt đối với cơ thể người, người ta thấy rằng năng lượng do thức ăn cung cấp bằng năng lượng tỏa ra Nhiệt lượng sinh ra ở cơ thể được chia làm 2 loại: nhiệt lượng sơ cấp và thứ cấp

+ Đối với cơ thể bình thường năng lượng dự trữ vào cơ thể là khoảng 50%, khi bệnh lí thì năng lượng này giảm, phần năng lượng do cơ thể tỏa ra ở dạng nhiệt lượng sơ cấp chiếm phần lớn Tỉ lệ trên phụ thuộc vào tỉ lệ cường độ tỏa nhiệt, cường độ thu nhiệt

+ Trong y học, ứng dụng để chế tạo “Ban nhiệt” là một thiết bị xác định nhiệt lượng của 1 khẩu phần thức ăn sinh ra, từ đó xác định được các chế độ dinh dưỡng hợp lý cho từng

cơ thể sống cho từng giai đoạn phát triển và cho từng tình trạng sức khỏe, bệnh tật, nghề nghiệp,

+ Ở hệ thống sống, công sinh ra không phải do dòng nhiệt lượng từ bên ngoài đi vào

mà do sự thay đổi nội năng của hệ thống sống nhờ các quá trình sinh hóa, sinh học, nhờ sự thay đổi entropi Hoạt động sinh công khác quá trình sinh công của máy nhiệt bình thường + Tính chất nhiệt là tính chất tổng quát của vật chất sống, nó cũng đặc trưng cho tế bào đang có chuyển hóa cơ bản, chức năng sinh lí bất kỳ nào cũng kéo theo sự sinh nhiệt Đối với người và động vật, nguồn gốc nhiệt lượng là thức ăn Thức ăn được cơ thể sử dụng thông qua quá trình hoạt động hóa để cải tạo các tổ chức, tạo thành chất dự trữ và năng lượng trong cơ thể, phát sinh nhiệt để sinh công trong các hoạt động cơ học của cơ thể VD: - Hiệu ứng nhiệt của các phản ứng diễn ra ở cơ thể người trong 24h

Nhiệt lượng tỏa ra xung quanh 1374 Kcal Nhiệt lượng tỏa ra do thở ra 181 Kcal Nhiệt lượng tỏa ra do bốc hơi qua da 227 Kcal Nhiệt do khí thải ra 43 Kcal Nhiệt tỏa ra từ phân và nước tiểu 23 Kcal Hiệu đỉnh (do sai số) 31 Kcal Tổng cộng nhiệt lượng thải ra 1879 Kcal

- Nhiệt lượng do thức ăn cung cấp

- Áp dụng của nguyên lí II nhiệt động học vào hệ thống sống:

+ Định luât II cho ta xác định được chiều hướng tự diễn biến của 1 quá trình cũng như cho ta biết quá trình tự diễn biến đến khi nào thì dừng lại và cho phép đánh giá khả năng sinh công của các hệ nhiệt động khác nhau Khắc phục được những hạn chế của định luật I nhiệt động học

+ Ba cách phát biểu của định luật II nhiệt động học:

./ Tiên đề Clausius: “Nhiệt không thể tự động truyền từ vật lạnh sang vật nóng”

./ Phát biểu của Thomson: “Không thể có một quá trình biến đổi chuyển toàn bộ nhiệt thành công”

./ Phát biểu của Plack: “Đối với hệ cô lập với mọi quá trình trong tự nhiên đều diễn biến theo chiều tăng entropi”

+ Định luật II nhiệt động học có tính thống kê, vì vậy độ chính xác phụ thuộc vào số phân tử có trong hệ Trạng thái ít trật tự (có entropi lớn) có xác suất cao hơn trạng thái có trật tự cao (có entropi nhỏ)

+ Hệ thống sống là 1 hệ thống mở, luôn xảy ra quá trình trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường ngoài Với mọi quá trình diễn ra trong hệ thống sống đều có hiệu suất hữu ích < 100%

Qúa trình quang hợp của thực vật có hiệu suất <75% Một số quá trình khác như: quá trình glicoliz H < 36%, quá trình co cơ (30%), quá trình oxy hóa phophorin hóa (55%), quá trình phát quang của vi khuẩn (90%)

+ Không thể áp dụng định luật II lên cơ thể sống mà chỉ có thể áp dụng vào hệ sinh vật ( gồm cơ thể sống và môi trường sống)

Áp dụng định luật II nhiệt động học vào hệ thống sống thì ta không tách rời cơ thể sống ra khỏi môi trường sống, phải đặt chung trong 1 hệ

+ Với mọi quá trình sinh lý, sinh hóa diễn ra đều kèm theo thay đổi entropi

./ Phần lớn các quá trình diễn ra ở cơ thể sống là những quá trình bất thuận nghịch

VD:Quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa cơ thể sống với môi trường là bất thuận nghịch

./ Khi quá trình đồng hóa diễn ra với cường độ mạnh hơn sơ với dị hóa thì entropi

sẽ có giá trị âm (quang hợp thực vật) Bù lại, quá trình trao đổi chất giữa thực vật với môi trường nước, không khí, sự hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời làm tăng entropi của môi trường, nhất là ở trung tâm mặt trời xảy ra các phản ứng hạt nhân làm giải phóng năng lượng ánh sáng mặt trời với entropi vô cùng lớn

* Trạng thái cân bằng nhiệt động và cân bằng dừng, biến đổi entropi trong cơ thể

- Trạng thái cân bằng nhiệt động

+ Là trạng thái đặc trưng cho hệ cô lập, không có dòng vật chất ra vào hệ

+ Năng lượng tự do F đạt giá trị cực tiểu và không đổi → hệ không có khả năng sinh công ( F=0)

+ Entropi S đạt giá trị cực đại→ hệ có độ mất trật tự cao

+ Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch (v1 = v2 = const)

+ Tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ ban đầu chất tham gia

+ Chất xúc tác không làm thay đổi tỉ lệ chất phản ứng

+ Khó bắt gặp trạng thái cân bằng nhiệt động vì khó tìm thấy hệ cô lập hoàn toàn

- Trạng thái cân bằng dừng

+ Là trạng thái đặc trưng cho hệ mở nói chung và hệ sinh vật nói riêng, các dòng vật chất vào hệ và thải ra các sản phẩm

+ Năng lượng tự do F = const ( F≠0) vẫn có khả năng sinh công

+ Entropi S đạt giá trị xác định và đạt giá trị nhỏ hơn giá trị cực đại

+ Tốc độ phản ứng thuận lớn hơn tốc độ phản ứng nghịch (do vật chất đưa vào và thải ra) (v1 > v2)

𝐴 + 𝐵 ⇌ 𝐶 + 𝐷 + Tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu, nhưng đáng kể là các nồng

độ dừng liên tục đã giữ nguyên do dòng vật chất mới đi vào

+ Chất xúc tác làm thay đổi nồng độ dừng

+ Là trạng thái mà cơ thể sống luôn có xu hướng duy trì

- Biến đổi entropi (S) của cơ thể

+ Tại trạng thái dừng của hệ, S có giá trị không đổi, khi chuyển từ trạng thái dừng này sang trạng thái dừng khác, S thay đổi 1 lượng

∆𝑆 = 𝑆2− 𝑆1+ Đối với hệ mở trao đổi vật chất, năng lượng với môi trường bên ngoài chia làm 2 phần

𝑑𝑆 = 𝑑𝑆𝑐+ 𝑑𝑆𝑚Với: / 𝑑𝑆𝑐 là phần thay đổi S do tương tác bên trong cơ thể sống (𝑑𝑆𝑐 > 0)

./ 𝑑𝑆𝑚 phần thay đổi S do tương tác với môi trường ngoài (𝑑𝑆𝑚 > 0, < 0, = 0)

+ Trạng thái cơ thể tương ứng với sự biến tốc entropi

./ 𝑑𝑆𝑚 = 0 ⇒ dS = 𝑑𝑆𝑚 > 0, entropi tăng, trật tự của hệ giảm, hệ khó tồn tại ./ 𝑑𝑆𝑚 > 0 ⇒ dS rất lớn, entropi tăng mạnh, cơ thể đau yếu, ăn ít, năng lượng thải ra nhiều

./ 𝑑𝑆𝑚 < 0 ⇒

.// | 𝑑𝑆𝑚| < | 𝑑𝑆𝑐| → dS > 0: cơ thể phát triển không mạnh, hay đau ốm, trật

tự không ổn định, hỗn loạn tăng nhanh, thức ăn vào cơ thể không hấp thụ ngay và hấp thụ kém nhưng năng lượng thải ra lớn

.// | 𝑑𝑆𝑚| > | 𝑑𝑆𝑐| → dS < 0: cơ thể khỏe mạnh, độ trật tự cao, hỗn loạn giảm, thức ăn vào cơ thể được hấp thụ hết, chỉ thải chất cặn bã không cần thiết

.// | 𝑑𝑆𝑚| = | 𝑑𝑆𝑐| → dS = 0: trạng thái dừng + Cơ thể sống tuân theo định luận: entropi bao giờ cũng tăng mức độ hỗn loạn bao giờ cũng tăng → nên cần ăn uống, nghỉ ngơi, luyện tập hợp lí

Câu 2: Các loại vận chuyển vật chất qua màng tế bào (thụ động, tích cực và thực, ẩm bào)

- Chiều vận chuyển vật chất phụ thuộc vào yếu tố:

+ Tương quan giữa các gradient ở vùng màng

+ Cường độ trao đổi chất của tế bào

+ Tương quan giữa tổng hợp và phân hủy các đại phân tử quan trọng nhất có trong thành phần các chất nguyên sinh

- Các gradien kể trên đều là hàm số sinh lí tế bào và có liên quan với nhau Chúng giữ vai trò quan trọng trong việc điều khiển tốc độ vận chuyển thụ động các hất vào trong tế bào hoặc đi ra khỏi tế bào

𝑑𝑡 là tốc độ khuếch tán của vật chất (gam/giây)

D là hệ số khuếch tán ( D = const)

S diện tích bề mặt màng tế bào nơi vật chất thấm qua (cm2)

𝑑𝐶

𝑑𝑥 gradien nồng độ + Định luật Fich

𝑖𝐾𝑇 = 𝑑𝑚

𝑆𝑑𝑡Với iKT là lượng vật chất thấm qua 1 đơn vị diện tích trong 1 đơn vị thời gian + Phương trình Berlien và Colender

𝑑𝑚

𝑑𝑡 = 𝑃𝑆(𝐶1−𝐶2)Trong đó: C1, C2 là nồng độ chất ở 2 phía của màng tế bào

𝑀1+ 𝐶 → 𝑀1𝐶 Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào tốc độ kết hợp và tốc độ phân li của cơ chất và chất vận tải

+ Khuếch tán đơn giản: các chất vận chuyển theo chiều gradien nồng độ Tốc độ vận chuyển phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ Nếu tốc độ càng cao thì vận chuyển càng nhanh

+ Khuếch tán trao đổi: tương tự khuếc tán liên hợp song chất mang thực hiện cơ chế vận chuyển vòng, sau khi đưa chất vận chuyển ra khỏi tế bào, chất mang (M) lại kết hợp với các chất khác cùng loại ở phía ngoại màng và lại vận chuyển nước vào bên trong

Na+ + M

Ion Na+ trong hồng cầu bị thay bởi Na+ trong huyết thanh và nồng độ Na+ trong huyết thanh, nồng độ Na+ trong hồng cầu và huyết thanh không thay đổi

+ Vận chuyển tích cực thứ phát: cơ chất được vận chuyển 1 cách tích cực rồi kéo theo

sự vận chuyển của cơ chất thứ 2

- Bản chất của quá trình vận chuyển tích cực: do màng tế bào có tính bán thấm nên dẫn tới

sự phân bố không đồng đều của 1 số ion giữa bên trong và bên ngoài màng nhưng do nhu cầu trao đổi chất → các chất đã được vận chuyển ngược chiều tổng vectơ gradien

- Ứng dụng: nghiên cứu trên nơtron thần kinh và tế bào thận về nhu cầu sự vận chuyển ion chủ động

* Thực bào và ẩm bào

- Khái niệm: là quá trình vận chuyển vật chất bổ sung cho vận chuyển thụ động và tích cực Các hất hòa tan trong nước, các protein và các hạt gồm 1 số phân tử khá lớn có thể đi vào tế bào nhờ chức năng tích cực của màng mà không cần khuếch tán qua lỗ màng

- Các yếu tố hóa lí như bề mặt, tương tác hóa học cùng với tính chất của màng tế bào giúp tế bào hấp thụ các dạng vật chất Là quá trình vận chuyển tích cực tiêu tốn năng lượng, tính chọn lọc không cao

- Bào quan đóng vai trò là bào quan tiêu hóa trong quá trình thực và ẩm bào là lizoxom, chứa nhiều enzym có thể phân giải nhiều chất được tế bào hấp thụ

+ Quá trình thực bào xảy ra 2 giai đoạn:

./ Giai đoạn 1: tế bào hấp thụ hạt và giữ chặt hạt trên bề mặt màng tế bào Giai đoạn này liên quan đến các yếu tố hóa lí (như diện tích bề mặt, tương tác hóa học, )

./ Giai đoạn 2: màng tế bào uốn lõm vào phía trong tế bào chất để bọc lấy hạt cần đưa vào nội bào Giai đoạn này chủ yếu liên quan đến màng tế bào

+ Ý nghĩa:

./ Ở loài sinh vật tiến hóa bậc thấp (vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, ) giúp hấp thụ chất dinh dưỡng

./ Ở động vật có vú, con người giúp bảo vệ cơ thế, tiêu diệt vi khuẩn, virut, tiêu diệt tế bào hồng cầu già, mảnh xác tế bào tị tổn thương,

- Ẩm bào ( Uống bào)

+ Khái niệm: là hiện tượng tế bào có khả năng hút những giọi chất lỏng như giọt mỡ vào trong nội bào

+ Quá trình diễn ra theo 2 giai đoạn:

./ Giai đoạn 1: hấp thụ giọt chất lỏng lên bề mặt màng tế bào

./ Giai đoạn 2: màng tế bào uống lõm vào phía trong tế bào chất, để bọc lấy giọt chất lỏng, tạo không bào để đưa vào nội bào

+ Quá trình xảy ra khi các không bào lớn, chứa các phân tử có hình dạng nhất định hòa tan đặc trưng như protein, axit amin, kiềm hòa tan

+ Sau khi thực hiện quá trình màng tế bào nguyên vẹn không bị thay đổi

+ Ý nghĩa: nghiên cứu sự thấm hút mỡ của các tế bào biểu mô ruột non, phân giải chất độc hại khi hấp thụ tế bào,

Câu 3: Đặc điểm của điện thế nghỉ Vẽ sơ đồ thiết bị đo, điều kiện cần chú ý khi đo điện thế nghỉ

- Khái niệm: Điện thế nghỉ (điện thế tĩnh) là điện thế đặc trưng cho trạng thái sinh lí bình

thường của đối tượng sinh vật, là sự chênh lệch điện thế giữa 2 bên màng TB khi TB không

bị kích thích, phía trong màng mang điện tích âm so với phía ngoài màng tích điện dương

- Thí nghiệm phát hiện điện thế nghỉ mô tả như sau: đo hiệu điến thế nghỉ ở tế bào (một sợi thần kinh)

+ Khi 2 điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh thì không có sự chênh lệch về điện thế

+ Khi chọc 1 điện cưc qua màng vào sâu trong tế bào, và 1 điện cực 1 điện cực đặt trên

bề mặt sợi thần kinh giữa hai đầu điện cực xuất hiện một hiệu điện thế

+ Khi 2 điện cực chọc xuyên qua màng, không có sự chênh lệch về điện thế Như vậy giữa phần bên trong tế bào và môi trường bên ngoài luôn tồn tại một hiệu điện thế Sự chênh lệch về điện thế này gọi là điện thế nghỉ hay điện thế tĩnh

- Đặc điểm của điện thế nghỉ:

+ Mặt trong tế bào sống luôn luôn có giá trị điện thế âm so với mặt ngoài tức là chiều điện thế nghỉ là không đổi

+ Bình thường điện thế nghỉ có giá trị điện thế giảm chậm theo thời gian

- Sơ đồ thiết bị đo: Điện thế nghỉ được đo bằng vôn kế điện tử có điện trở lối vào rất lớn

(1010 Ω)

- Hai điều kiện cần chú ý khi đo điện thế nghỉ:

+ Để đo hiệu điện thế nghỉ, chúng ta buộc phải chọc một trong hai cực qua màng TB, làm cho màng tổn thương ít nhiều Vì vậy điện thế ghi được thực chất là điện thế xuất hiện khi tế bào bị tổn thương

+ Đề giảm tổn thương tới mức độ tối thiểu các điện cực dùng để chọc màng phải có kích thước hết sức nhỏ (vi điện cực) sao cho hiệu điện thế ghi được có thể xem như điện thế nghỉ

Câu 4: Mô tả điện thế hoạt động, điện thế hoạt động tại chỗ Đặc tuyến điện thế hoạt động điển hình và nêu các giai đoạn hình thành Giải thích sự xuất hiện điện thế bằng thuyết ion màng

- Khái niệm:

+ Điện thế hoạt động là sự dao động nhanh của điện thế màng khi có dòng điện hưng phấn truyền qua, lúc này điện tích ở hai phía màng TB bị đảo ngược so với giá trị điện thế nghỉ lúc ban đầu (giá trị điện thế ở mặt bên ngoài sẽ âm hơn so với điện thế mặt bên trong) Hiệu điện thế hoạt động xuất hiện là do sự chênh lệch về giá trị điện thế giữa hai phía của màng

+ Điện thế hoạt động tại chỗ là điện thế ghi đo ngay tại vị trí mà màng bị kích thích

- Dạng điện thế hoạt động điển hình (đo trên sợi trục khổng lồ của thần kinh cá mực)

- Đặc tuyến điện thế hoạt động điển hình:

+ Điện thế hoạt động có khả năng lan truyền

+ Điện thế hoạt động ghi được càng chậm so với thời điểm kích thích sợi thần kinh ta đặt điện cực càng xa vị trí kích thích

+ Thời gian của một điện thế hoạt động càng lớn khi hai điện cực đặt càng xa nhau + Trong những điều kiện sinh lý không thay đổi tốc độ lan truyền của điện thế hoạt động đối với sợi thần kinh là không đổi

+ Đối với các sợi thần kinh có đường kín như nhau, tốc độ lan truyền trên các sợi có bao myelin lớn hơn trên các sợi không có bao myêlin

+ Quá trình lan truyền này không làm thay đổi dạng cũng như biên độ của điện thế hoạt động

về giá trị điện thế nghỉ

+ Giai đoạn quá phân cực (đoạn CD) hiệu điện thế ở 2 phía màng có giá trị âm hơn điện thế nghỉ

* Giải thích sự xuất hiện điện thế bằng thuyết ion màng:

Khi tế bào ở trạng thái hưng phấn do tính thấm của tế bào đói với Na+ tăng gấp 500 lần, do các ion Na+ từ phía ngoài là nơi có nồng độ cao sẽ ào ạt vào trong tế bào nơi có nồng

độ thấp dưới tác dụng của gradient nồng độ, làm cho lượng điện tích dương bên trong tế bào

đã tăng và do đó sự chênh lệch điện tích giữa hai phía của màng cũng bị triệt tiêu Điều đó cũng có ý nghĩa là đã xuất hiện một sự chênh lệch về điện thế nhưng có chiều ngược với chiều điện thế nghỉ, độ chênh lệch về điện thế khi tế bào ở trạng thái hưng phấn được gọi là điện thế hoạt động Điều giải thích nói trên hoàn toàn phù hợp với các kết quả quan sát được trong thực ngiệm Nghĩa là điện thế hoạt động chính là sự biến đổi đột ngột của điện thế nghỉ khi tế bào bị kích thích hoặc khi nó tờ trạng thái nghỉ ngơi chyển sang trang thái hoạt động

Câu 5: Trình bày các loại phổ hấp phụ, phổ phát quang, di chuyển năng lượng trong các

hệ thống sống? Nói rõ cơ chế, đặc điểm và điều kiện của sự di chuyển năng lượng đó

* Quang phổ hấp thụ

- Sự hấp thụ ánh sáng của (một) vật chất được biểu hiện ở cường độ ánh sáng bị yếu đi khi

đi xuyên qua lớp vật chất nghiên cứu

- Đa số các chất trong suốt có hệ số hấp thụ (cũng có nghĩa là độ hấp thụ ánh sáng) thay đổi theo bước sóng 𝜆 Những chất đó được gọi là chất hấp thụ chọn lọc, Đường cong biểu diễn

sự phụ thuộc của độ hấp thụ ánh sáng của một chất vào bước sóng ánh sáng chiếu vào nó gòi là phổ hấp thụ của chất đó

- Phổ hấp thụ được đặc trưng bởi hình dạng đường cong hấp thụ, số lượng, vị trí, cường độ của các điểm cực đại ở mỗi chất

- Mỗi chất có một quang phổ hấp thụ đặc trưng riêng Tức là mỗi chất chỉ hấp thụ cực đại ở một bước sóng nhất định

Ví dụ: Mắt người phân biệt 300 màu sắc khác nhau nhưng chủ yếu hấp thụ ba màu cơ bản là đỏ 𝜆 = 600 nm, xanh 𝜆 = 550 nm và da cam 𝜆 = 450 nm

* Phổ phát quang

- Sự phát quang của vật chất biểu hiện ở trạng thái mức năng lượng có giá trị lớn hơn mức năng lượng của phân tử sau khi hấp thụ năng lượng ánh sáng để chuyển lên trạng thái kích thích

- Có hai loại phổ phát quang là: Phổ lân quang và phổ huỳnh quang

- Phổ phát quang là đường cong phụ thuộc của cường độ phát quang vào bước sóng ánh sáng phát quang

- Phổ huỳnh quang là đường cong phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào bước sóng

(2) Dung dịch nghiên cứu phổ huỳnh quang (dung dịch protein)

(3) Kính lọc chỉ cho ánh sáng huỳnh quang do phân tử chất nghiên cứu phát ra

(4) Máy ghi phổ huỳnh quang

- Theo quy luật Levin: Phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang đối xứng với nhau quanh mộtt bước sóng 𝜆o Quy luật đúng với phân tử có cấu trúc đơn giản

Hình 1: Phổ hấp thụ (1) và phổ huỳnh quang (2) đối xứng qua 𝜆o

Hình 2: Phổ hấp thụ (1), phố huỳnh quang (2), phổ lân quang (3) + Sự phát lân quang kéo dài từ 10-4 đến 10-2 giây, lâu hơn sự phát huỳnh quang

→ khi đã tắt ánh sáng nhưng sự phát lân quang vẫn có thể xảy ra

* Cơ chế, đặc điểm, điều kiện của sự di chuyển năng lượng trong các hệ thống sống

- Cơ chế vận chuyển năng lượng trong hệ sinh vật: trong cơ thể sống có 2 cơ chế: cơ chế cộng hưởng và cơ chế exiton

- Cơ chế cộng hưởng: phân tử bị kích thích có thể truyền năng lượng cho phân tử khác nằm

cách xa so với khoảng cách nguyên tử Đây là 1 quá trình vật lý, không kèm theo sự biến đổi hóa học và không cần va chạm giữa các phân tử

+ Gọi chất cho năng lượng là M*1 cònchất nhận năng lượng phân tử ở trạng thái cơ bản M0 thì quá trình chuyền năng lượng có viết: M* + M0 M1+M0

Năng lượng lượng tử được chất M1 hấp thụ sẽ di chuyển sang chất M0 không hấp thụ năng lượng lượng tử Quá trình chuyền năng lượng này không xảy ra sự phân chia điện tích và thường xảy ra trong dung dịch

+ Để có thể chuyền năng lượng theo cơ chế này cần có 1 số điều kiện sau:

+ Chất cho năng lượng (M1*) phải có khả năng phát quang, đặc trưng bởi cường độ phát quang là J

+ Phổ phát quang của chất cho M* phải có vùng chung với phổ hấp thụ của chất nhận

M0, đặc trưng bởi mật độ quang học D

+ Khoảng cách giữa chất cho M* và chất nhận năng lượng M0 phải nhỏ hơn giá trị giới hạn cho phép Hiệu suất di chuyển năng lượng tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng

+ Để có thể chuyền năng lượng theo cơ chế này cần có 1 số điều kiện sau:

+ Electron phải tìm được vị trí mà electron có mức năng lượng ổn định “bẫy”

+ Khi electron rơi vào “bẫy” có mức năng lượng ổn định thì 1 phần năng lượng chuyển thành nhiệt, cặp electron-“lỗ trống” bị phá vỡ với xác suất nhất định.Năng lượng do phân tử đầu tiên hấp thụ đã được exiton mang đến phân tử có bẫy Dạng di chuyển năng lượng exiton có thể thực hiện trên những khoảng cách lớn

Câu 6: Phân loại các phản ứng quang sinh trên cơ sở hiệu ứng sinh vật Cho thí dụ minh họa cụ thể

* Phân loại các phản ứng quang sinh trên cơ sở hiệu ứng sinh vật

- Định nghĩa: khi một chùm phôton được chiếu vào cơ thể sinh vật, bên trong cơ thể sinh vật

đó sẽ xảy ra các hiệu ứng và các quá trình được gọi là các quá trình quang sinh

- Khi nghiên cứu các quá trình quang sinh người ta xét theo 2 quan điểm

+ Quan điểm năng lượng

+ Quan điểm hiệu ứng sinh vật

- Theo quan điểm hiệu ứng sinh vật các phản ứng ứng quang sinh chia làm 2 nhóm lớn sau

+ Nhóm các phản ứng sinh lí chức năng:

./Là các phản ứng xảy ra với sự tham gia trực tiếp của ánh sáng mà kết quả là nó tạo ra các sản phẩm cần thiết cho tế bào hay cơ thể thực hiện các chức năng sinh lý bình thường của chúng

./ Những phản ứng sinh học này luôn có sản phẩm cuối cùng của nó dự trữ năng lượng cao hơn so với các chất tham gia

Ví dụ: Quang hợp, sinh tổng hợp sắc tố vitamin,

./ Chia làm 3 nhóm nhỏ:

// Phản ứng tạo năng lượng (quang hợp)

// Phản ứng – thông tin: nhận thông tin cần thiết từ môi trường bên ngoài

// Sinh tổng hợp các phân tử hữu cơ (các chất diệp lục, vitamin, )

+ Nhóm các phản ứng phá hủy biến hình

/ Là chuỗi các phản ứng xảy ra dưới tác dụng của ánh sáng mà kết quả là gây bệnh

lí, gây đột biến di truyền, gây tử vong, tức là các phản ứng quang sinh mà ánh sáng đóng vai trò là nguồn năng lượng hoạt hóa các phân tử khi tham gia phản ứng sinh hóa hoặc dưới tác dụng của ánh sáng dẫn tới phản ứng phá hủy biến hình ở mức độ phân tử, tế bào hoặc mô

Ví dụ: Ung thư da do tia cực tím,

./ Tùy mức độ mà kết quả là:

// Gây bệnh lí

// Gây đột biến di truyền

// Gây tử vong

* Quá trình quang sinh minh họa – Quá trình quang hợp

- Quang hợp là phản ứng tổng hợp các chất hữu cơ (hydrocacbon) từ các chất vô cơ (khí

CO2 và H2O) dưới tác dụng của ánh sáng (kí hiệu h𝜐)

⇒ Tích lũy năng lượng lấy từ ánh sáng bị hấp thụ trong chất tạo thành

- Phản ứng xảy ra ở hạt lục lạp