«… в настоящее время никакой теоретической биологии, сравнимой с теоретической физикой, нет » Занятие 2 Н. В. Тимофеев - Ресовский

«… в б иологии к ак н ауке о ж ивом в озможны только д ва п ути : л ибо п ризнать н евозможным объяснение ж изни н а о снове ф изики и х имии, либо т акое о бъяснение в озможно и е го н адо найти, в т ом ч исле н а о снове о бщих закономерностей, х арактеризующих с троение и п рироду м атерии, в ещества и п оля ». М.В. Волькенштейн

Решение творческой задачи. Существует паразит, который обитает в мозговой ткани овец. У него­ сложный жизненный цикл, и одна его стадия, именно половая, должна проходить в пищеварительном тракте волка. Но где гарантия, что волк съест именно эту овцу ведь пастухи зорко следят за стадом, собаки охраняют его, да и сама овца не желает быть съеденной. Как же паразит обеспечивает себе попадание «по месту назначения»? Есть паразит, который обитает в теле муравьев. Промежуточным его хозяином является корова. Каким образом паразит обеспечивает попадание «своего» муравья-хозяина в пищеварительную систему коровы?

Овца сама приходит к волку. Корова сама съедает муравья. Подсказка I.

Подсказка 2. В ходе эволюции закрепилось, что паразит использует ресурс поведения волков волки едят овец. Ресурсы поведения: корова ест траву; муравьи ползают по траве.

Ответ: Поскольку паразит живет в мозге, он в состоянии влиять на поведение овцы. Зараженные овцы теряют способность двигаться по прямой. Они идут только по дуге, вскоре отбиваются от стада и попадают волку на обед, а паразит по месту назначения. Эта болезнь овец называется «овечья вертячка». Паразит изменяет поведение муравья следующим образом: муравей стремит­ся заползти на самый верх травинки. Корова захватывает его языком вместе с зеле­нью. Вместе с муравьем в пищеварительный тракт коровы попадает и паразит.

Тема: Источники электричества в живых тканях

Схема физических полей в организме человека

Распределение электрического поля вокруг человека из-за биоэлектрической активности его сердца

Опыты Гальвани

Спор Гальвани и Вольта Получение токов повреждения на мышечном столике Получение гальванического эффекта на мышечном столике

Закрепить нервно-мышечный препарат на мышечном столике и накинуть нерв на поврежденные мышцы бедра. Если нерв прикасается к участкам здоровой и поврежденной ткани, мышца вздрагивает. Так были открыты электрические токи, возникающие между здоровой и поврежденной тканью. Они были названы токами повреждения. Наличие биотоков в живых организмах было доказано. Позже их присутствие было подтверждено чувствительными физическими приборами осциллографами.

Покой и возбуждение Ткани организма находятся в состоянии физиологического покоя и и в состоянии деятельности. Деятельное состояние ткани называют возбуждением. В возбужденном состоянии ткани выполняют присущую им работу Какие ткани и какую работу?

Причиной, заставляющей ткани переходить из состоянии покоя в состояние деятельности, чаще всего является раздражение. Что же происходит при раздражении? Почему разные раздражители дают один и тот же эффект? Каков механизм, лежащий в основе свойства возбудимости?

Использование стеклянных электродов, которые в раз тоньше человеческого волоса, позволило проникнуть внутрь клетки, не повреждая ее. С их помощью удалось установить, что каждая клетка, в том числе и нервная, напоминает электрический конденсатор. Роль диэлектрика в нем выполняет клеточная оболочка (мембрана). На наружной поверхности клеточной оболочки преобладают положительно заряженные ионы, на внутренней отрицательные. разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны называют мембранным потенциалом. Его величина колеблется от 50 до 80 мВ.

клеточная мембрана активно поддерживает разность потенциалов, т. о. ведет себя как миниатюрная электрическая батарейка. Заряды па мембране возникают потому, что она обладает неодинаковой проницаемостью для различных веществ, в том числе и частиц, несущих электрические заряды. Мембрана беспрепятственно пропускает положительно заряженные ионы К, концентрация которых внутри клетки в 30 раз больше, чем но внеклеточной жидкости. Отрицательно заряженные ионы Cl и остатков органических кислот клеточная мембрана не пропускает. Это приводит к тому, что внутри клетки скапливается больше отрицательных ионов, чем положительных, и цитоплазма приобретает отрицательный заряд.

Схема расположения положительно и отрицательно заряженных ионов на внутренней и наружной сторонах мембраны клетки: А в состоянии покоя; Б при возбуждении.

Потенциал действия