Bài giảng Lý sinh

 (khoảng 100 m/s) . 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
§4. Cơ chế truyền xung điện trong dây thần kinh: 
Cơ chế dẫn truyền điện thế hoạt động trên xảy ra đối với các dây thần kinh không có mielin. Đối với dây thần kinh có mielin, tức là được có mielin, tức là được bọc bới lớp vỏ cách điện tốt 
 ______________________ 
 ______________________ 
 thì sự truyền xung theo cơ chế nhảy vọt với tốc độ nhanh hơn. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
 §4. Cơ chế truyền xung điện trong dây thần kinh: 
 C ụ thể là: Màng hưng phấn chỉ tiếp xúc với môi trường ở các eo Ranvie (các vùng khác bị bao bọc bởi mielin) nên sự kích thích và hưng phấn của màng cũng chỉ xảy ra ở đó, đồng thời khi một eo nào đó bị kích thích thì dòng Na + sẽ khử điện thế màng ở eo bên cạnh. Như vậy sự truyền xung xảy ra theo kiểu nhảy vọt từ eo này sang eo khác ở lân cận, nên tốc độ truyền xung sẽ rất lớn. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
§5. Tác dụng của dòng điện yếu lên hệ sinh vật: 
 Tác dụng của dòng điện một chiều: 
 a) Tính dẫn điện của các tổ chức sinh học : 
Nhìn chung các tổ chức, cơ quan của sinh vật có cấu trúc khác nhau và điện trở khác nhau và có thể thay đổi khi tác dụng dòng điện; chính điều này gây khó khăn cho việc xác định điện trở của hệ sinh vật sống. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
a) Tính dẫn điện của các tổ chức sinh học : 
Tính dẫn điện của các phần khác nhau của bề mặt cơ thể (ở giữa hai điện cực) phụ thuộc nhiều yếu tố, chẳng hạn như bề dày, tuổi, độ ẩm, 
Tính dẫn điện của các tổ chức, cơ quan phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của chúng; Chẳng hạn khi bi viêm, các tế bào phồng lên, tiết diện nối giữa các tế bào giảm, nên điện trở tăng. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
b) Tác dụng của dòng điện một chiều: 
Trong cơ thể sinh vật, dòng điện được truyền chủ yếu theo huyết quản, bạch huyết, theo bắp thịt và vỏ của dây thần kinh. Cơ thể sinh vật thường gồm các chất lỏng, chứa một số lớn các loại ion, nên dưới tác dụng của điện trường, các ion chuyển động với vận tốc khác nhau và được tích lũy gần màng tế bào tạo thành điện trường phân cực ngược . 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
b) Tác dụng của dòng điện một chiều: 
T ác dụng gây phân cực ngược của dòng điện phụ thuộc vào cường độ dòng, vào nồng độ các ion trong các tổ chức, hoặc trạng thái của nó. 
 Chẳng hạn, đối với da, khi tiếp xúc với nước hoặc có mồ hôi thi điện trở giảm nên ngay cả khi hiệu điện thế không lớn cũng có thể gây ra dòng điện lớn. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
 Tác dụng của dòng điện xoay chiều: 
Các mô sinh vật không những cho dòng điện một chiều mà còn cho dòng điện xoay chiều đi qua. Tuy nhiên trong sinh vật không tồn tại các hệ có độ tự cảm như cuộn cảm. Các tế bào sinh vật có tính chất điện dung (được xác nhận bởi người ta thấy rằng dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế), nên tổng trở của mô sinh vật chỉ được xác định bởi điện trở thuần và dung kháng. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG II: ĐIỆN SINH HỌC 
Tác dụng của dòng điện xoay chiều: 
Tổng trở của mô cơ thể cũng phụ thuộc trạng thái sinh lý, trạng thái hoạt động của nó. Ứng dụng tính chất này người ta có thể tìm hiểu được tình trạng hoạt động của các cơ quan sinh vật nhờ sự thay đổi tổng trở của của nó (chẳng hạn sử dụng trong điện tâm đồ, điện não đồ). 
Với dòng điện xoay chiều cao tần đặt vào hệ sinh vật, hiện tượng cảm ứng điện từ làm xuất hiện dòng điện Fucô, có thể gây đốt nóng cục bộ. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
 Quang sinh học nghiên cứu các quá trình sảy ra trong cơ thể sống dưới tác dụng của ánh sáng nhìn thấy và tia tử ngoại. 
§1. Tương tác của ánh sáng lên vật chất: 
 Sơ lược về ánh sáng: 
 Ngày nay lý thuyết và thực nghiệm đều chứng tỏ rằng ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. 
 a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
Ánh sáng nhìn thấy là sóng điện từ. Sóng điện từ gồm 2 thành phần là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên , hai thành phần này cùng tồn tại và luôn biến đổi, chuyển hóa lẫn nhau; Vì vậy, để đặc trưng cho sóng ánh sáng chỉ cần dùng hoặc 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
Nhiều nghiên cứu thực nghiệm cho thấy tác dụng của ánh sáng lên phân tử vật chất do E quyết định; Nên để đặc trưng cho sóng ánh sáng người ta sử dụng và gọi là véc tơ dao động sáng. Phương trình mô tả véc tơ giao động sáng có dạng: E = E 0 cos( ω t + φ ) 
 Với: E 0 là biên độ, ω là tần số góc, 
 φ là pha ban đầu, ν = là tần số, 
 T = là chu kỳ dao động của ánh sáng. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
Vận tốc ánh sáng trong chân không là c= 3.10 8 m/s. Trong chân không, quãng đường ánh sáng lan truyền được trong thời gian 1 chu kỳ là bước sóng λ = c.T; trong môi trường vật chất thì λ = v.T, với v là vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường vật chất: v = (n là chiết suất của môi trường). 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
 Bằng máy quang phổ, người ta phân tích được một chùm ánh sáng tự nhiên phát đi từ nguồn thông thường (ánh sáng trắng) thành nhiều chùm ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau (gọi là quang phổ của ánh sáng trắng) gồm 7 màu: 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
 a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
 Đỏ, cam, vàng , lục, lam, chàm, tím, tương ứng với các khoảng bước sóng như sau: 
Màu 
Đỏ 
Cam 
Vàng 
Lục 
Lam 
Chàm 
Tím 
0,76-0,62 
0,62-0,59 
0,59-0,575 
0,575-0,5 
0,5-0,49 
0,49-0,42 
0,42-0,4 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
Ánh sáng nhìn thấy gây ra nhiều tác dụng khác nhau khi tương tác lên vật chất như làm đen kính ảnh, tác dụng lên tế bào thần kinh thị giác giúp ta nhìn thấy vật, gây phản ứng quang hợp ở thực vật, gây tác động đến sự sinh trưởng, phát triển của sinh vật như gây hiệu ứng hướng sáng, hiệu ứng quang chu kỳ,... 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
	Ngoài ánh sáng nhìn thấy, còn có các sóng điện từ nằm ở lân cận ánh sáng nhìn thấy, đó là: 
Loại có λ < 0,4 µm gọi là tia tử ngoại, lại được chia thành các loại sau: 
 λ từ 0,4 - 0,32 µm chủ yếu gây ra tác dụng phát quang 
 λ từ 0,32 - 0,28 µm chủ yếu gây ra phản ứng quang hóa 
 λ từ 0,28 - 0,2 µm có thể gây ra các biến đổi sinh học mang tính chất phá hủy biến tính trong cơ thể sinh vật, tạo ra các đột biến di truyền, gây tử vong, ức chế các quá trình sinh tổng hợp,... 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
 Tia tử ngoại cũng có thể gây ra các tác dụng có lợi, như kích thích các quá trình sinh trưởng phát triển, quá trình sinh tổng hợp và các phản ứng men, 
 Tất cả hai loại tác dụng trên đều có ý nghĩa quan trọng trong đời sống thực tiễn của các ngành y học, nông học, kỹ thuật vi sinh, 
Loại tia tử ngoại có λ từ 0,2 – 0,001 µm, gọi là tia tử ngoại xa, loại này có tính chất gần giống với tia Rơnghen (tia X). 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Tính chất sóng của ánh sáng: 
 Như vậy có thể biểu diễn sóng điện từ với bước sóng khác nhau theo dãy (thang sóng điện từ) như sau: 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
b) Tính chất hạt của ánh sáng: 
Theo Anhstanh, chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một photon (hay lượng tử ánh sáng). Vận tốc chuyển động của photon trong chân không là c và cường độ chùm sáng tỷ lệ với số photon trong chùm sáng đó. 
Mỗi photon mang năng lượng xác định: = h = Trong đó: , lần lượt là tần số và bước 
sóng của ánh sáng 
 h = 6,625.10 -34 (J.s) là hằng số Plank 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
b) Tính chất hạt của ánh sáng: 
Năng lượng của photon có thể đo bằng các đơn vị: J; eV (1eV = 1,6.10 -19 J); kcal (1eV = 3,83.10 -23 kcal); erg (1eV = 1,6.10 12 erg); 
Với 1mol lượng tử ánh sáng có năng lượng là N A .h gọi là 1Anhstanh 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
Sự hấp thụ ánh sáng: 
a) Điều kiện hấp thụ lượng tử: 
Khi ánh sáng truyền vào môi trường vật chất thì năng lượng của chùm sáng bị giảm do hiện tượng phản xạ, tán xạ và một phần biến thành nhiệt đốt nóng môi trường. Phần năng lượng chùm sáng biến thành nhiệt đốt nóng môi trường được gọi là bị môi trường hấp thụ. 
Tương tác của ánh sáng với môi trường chủ yếu là tương tác của với đám mây electron của nguyên tử, phân tử môi trường, làm cho các nguyên tử, phân tử này dao động cưỡng bức và trở thành các dao động tử, là tâm hấp thụ hoặc phát bức xạ. 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Điều kiện hấp thụ lượng tử: 
Khi ánh sáng tương tác với môi trường vật chất thì theo thuyết photon nguyên tử, phân tử chỉ hấp thụ từng photon một và sự hấp thụ mang tính chọn lọc, tức là chỉ hấp thụ những photon có năng lượng xác định, tương ứng với hiệu năng lượng gi ữ a trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích của nguyên tử, phân tử: 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
a) Điều kiện hấp thụ lượng tử: 
 = h = = ∆E 	________________ 	 Mức kích thích 
Khi hấp thụ photon, electron 
ở quỹ đạo ngoài cùng nhận 
năng lượng và chuyển sang ________________ 	Mức năng lượng cơ bản 
quỹ đạo xa hơn, khi đó cấu 
hình electron trong phân tử thay đổi. Ta nói rằng nguyên tử đã chuyển từ trạng thái cơ bản A sang trạng thái kích thích A* và có thể biểu diễn theo sơ đồ: 
 A + h A* 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
Nguyên tử, phân tử ở trạng thái kích thích A* không khác A về thành phần hóa học và cấu trúc mà chỉ khác về cấu hình lớp mây electron và có thêm năng lượng nhận được của photon. 
Với phân tử sinh vật, bình thường tồn tại ở trạng thái singlet cơ bản (S 0 ), còn ở trạng thái kích thích, nó có thể ở trạng thái singlet kích thích (S* ) hoặc triplet (T). Cặp electron ở trạng thái singlet S 0 và S* có spin song song, ngược chiều nên spin tổng cộng S = 0 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC 
BÀI GIẢNG LÝ SINH CHƯƠNG III: QUANG SINH HỌC