Проект биологија електрична енергија во живи организми. Презентација на тема „електрична енергија во дивиот свет“

Продолжуваме да објавуваме предавања за популарно наука што ги одржаа млади универзитетски професори кои добија грантови од добротворната фондација V. Potanin. Овој пат на нашите читатели им презентираме резиме од предавањето што го одржа вонреден професор на Катедрата за физиологија на луѓе и животни на Државниот универзитет Саратов. Н.Г. Чернишевски, кандидат за биолошки науки Оксана Семјачкина-Глушковскаја.

Живи електрани

Електричната енергија игра понекогаш невидлива, но витална улога во постоењето на многу организми, вклучително и луѓето.

Изненадувачки, струјата влезе во нашите животи благодарение на животните, особено електричните риби. На пример, електрофизиолошката насока во медицината се заснова на употребата на електрични жици во медицинските процедури. Живите извори на електрична енергија првпат биле воведени во неговата медицинска пракса од познатиот антички римски лекар Клаудиј Гален. Синот на богат архитект, Гален доби, заедно со доброто образование, импресивно наследство, што му овозможи да патува неколку години по брегот на Средоземното Море. Еден ден, во едно од малите села, Гален видел чудна глетка: двајца локални жители оделе кон него со жици врзани за главите. Овој „болки“ се користел за лекување на раните на гладијаторите во Рим, каде Гален се вратил откако го завршил своето патување. Необичните процедури за физиотерапија се покажаа толку ефикасни што дури и царот Марк Антониј, кој страдаше од болки во грбот, ризикуваше да користи необичен метод на лекување. Откако се ослободил од изнемоштена болест, царот го назначил Гален за свој личен лекар.

Сепак, многу електрични риби користат електрична енергија за далеку од мирни цели, особено за да го убијат својот плен.

Европејците за прв пат наидоа на монструозни живи електрани во џунглите на Јужна Америка. Партијата на авантуристи кои навлегле во горниот тек на Амазон наишле на многу мали потоци. Но, штом еден од членовите на експедицијата стапнал во топлата вода на потокот, паднал во несвест и останал во оваа состојба два дена. Се работеше за електричните јагули кои живеат на овие географски широчини. Амазонските електрични јагули, кои достигнуваат три метри во должина, се способни да генерираат електрична енергија со напон поголем од 550 V. Електричен удар во свежа вода го зашеметува пленот, кој обично се состои од риби и жаби, но може да убие и човек, па дури и коњ ако се во близина во моментот на испуштање јагула

Не се знае кога човештвото сериозно би се нафатило со струја да не се случеше неверојатен инцидент што и се случи на сопругата на познатиот болоњски професор Луиџи Галвани. Не е тајна дека Италијанците се познати по своите широки преференции за вкус. Затоа, тие не се аверс понекогаш да си играат со жаби нозе. Денот беше бурен и дуваше силен ветер. Кога сенора Галвани влегла во месарницата, пред нејзините очи била откриена страшна слика. Нозете на мртвите жаби, како живи, се грчеа кога со силен налет на ветер ги допреа железните огради. Сенората толку многу му пречеше на својот сопруг со приказните за близината на месарот со злите духови што професорот реши сам да открие што навистина се случува.

Ова беше таа многу среќна прилика што веднаш го промени животот на италијанскиот анатом и физиолог. Откако ги донел нозете на жабата дома, Галвани се уверил во вистинитоста на зборовите на неговата сопруга: тие навистина се грчеле кога допирале железни предмети. Во тоа време професорот имал само 34 години. Тој ги поминал следните 25 години обидувајќи се да најде разумно објаснување за овој неверојатен феномен. Резултат на долгогодишна работа беше книгата „Трактати за моќта на електричната енергија во мускулното движење“, која стана вистински бестселер и ги возбуди умовите на многу истражувачи. За прв пат почнаа да зборуваат за тоа дека во секој од нас има струја и дека нервите се еден вид „електрични жици“. На Галвани му се чинеше дека мускулите акумулирале струја и кога ќе се згрчат, ја испуштаат. Оваа хипотеза бара дополнително истражување. Но, политичките настани поврзани со доаѓањето на власт на Наполеон Бонапарта го спречија професорот да ги заврши своите експерименти. Поради своето слободно размислување, Галвани бил срамно избркан од универзитетот и една година по овие трагични настани починал на шеесет и една година.

А сепак, судбината посака делата на Галвани да најдат свое продолжение. Сонародникот на Галвани, Алесандро Волта, откако ја прочитал неговата книга, дошол до идеја дека хемиските процеси се основата на живиот електрицитет и го создал прототипот на батериите што ни се познати.

Биохемија на електрична енергија

Поминаа уште два века пред човештвото да успее да ја открие тајната на живата електрична енергија. Сè додека не беше измислен електронскиот микроскоп, научниците не можеа ни да замислат дека околу ќелијата има вистински „обичаи“ со свои строги правила за „контрола на пасошите“. Мембраната на животинска клетка е тенка обвивка што не е видлива со голо око, има полупропустливи својства, таа е сигурен гарант за зачувување на одржливоста на клетката (одржување на нејзината хомеостаза).

Но, да се вратиме на струјата. Каква е врската помеѓу клеточната мембрана и живиот електрицитет?

Значи, првата половина на 20 век, 1936 г. Во Англија, зоологот Џон Јанг објавува метод за расчленување на нервните влакна на цефалопод. Дијаметарот на влакното достигна 1 мм. Овој „џиновски“ нерв, видлив за окото, ја задржа способноста да спроведува струја дури и надвор од телото во морската вода. Ова е „златниот клуч“ со чија помош ќе се отвори вратата на тајните на живата струја. Поминаа само три години, а сонародниците на Јунг - професорот Ендрју Хаксли и неговиот студент Алан Хоџкин, вооружени со електроди, спроведоа серија експерименти на овој нерв, чии резултати го сменија светогледот и „запалија зелено светло“ на патот кон електрофизиологија.

Почетната точка за овие студии беше книгата на Галвани, имено неговиот опис на струјата на оштетување: ако мускулот се исече, тогаш електричната струја „излева“ од него, што ја стимулира неговата контракција. За да ги повтори овие експерименти на нервот, Хаксли ја прободел мембраната на нервната клетка со две електроди тенки како влакно, со што ги сместил во нејзината содржина (цитоплазма). Но, лоша среќа! Тој не можеше да регистрира електрични сигнали. Потоа ги извадил електродите и ги ставил на површината на нервот. Резултатите беа тажни: апсолутно ништо. Се чинеше дека богатството се оддалечило од научниците. Остана последната опција - ставете една електрода внатре во нервот и оставете ја другата на неговата површина. И еве го, среќна прилика! По само 0,0003 секунди, забележан е електричен импулс од жива клетка. Беше очигледно дека во таков момент импулсот не може повторно да се појави. Ова значеше само едно: полнењето беше концентрирано на мирна, неоштетена ќелија.

Во следните години, слични експерименти беа спроведени на безброј други клетки. Се покажа дека сите ќелии се наполнети и дека полнењето на мембраната е составен атрибут на нејзиниот животен век. Се додека клетката е жива, таа има полнење. Сепак, сè уште беше нејасно како се полни ќелијата? Долго пред експериментите на Хаксли, рускиот физиолог N. A. Bernstein (1896-1966) ја објави својата книга „Електробиологија“ (1912). Во него, како гледач, тој теоретски ја откри главната тајна на живиот електрицитет - биохемиските механизми на формирање на клеточен полнеж. Изненадувачки, неколку години подоцна оваа хипотеза беше брилијантно потврдена во експериментите на Хаксли, за што тој беше награден со Нобеловата награда. Па кои се овие механизми?

Како што знаете, сè генијално е едноставно. Така се покажа и во овој случај. Нашето тело се состои од 70% вода, или подобро кажано, раствор на соли и протеини. Ако погледнете внатре во клетката, излегува дека нејзината содржина е презаситена со K + јони (има околу 50 пати повеќе од нив внатре отколку надвор). Помеѓу клетките, во меѓуклеточниот простор, преовладуваат јоните на Na + (тука ги има околу 20 пати повеќе отколку во клетката). Таквата нерамнотежа активно ја одржува мембраната, која, како регулатор, дозволува некои јони да минуваат низ нејзината „порта“ и не дозволува други да минуваат.

Мембраната, како пандишпан, се состои од два лабави слоја сложени масти (фосфолипиди), чија дебелина како зрнца се пробиваат од протеини кои вршат широк спектар на функции, особено тие можат да послужат како еден вид „порта“. или канали. Овие протеини имаат дупки во себе кои можат да се отвораат и затвораат со помош на специјални механизми. Секој тип на јони има свои канали. На пример, движењето на K + јоните е можно само преку K + каналите, а Na + - преку Na + каналите.

Кога ќелијата мирува, зеленото светло е вклучено за K + јоните и тие слободно ја напуштаат ќелијата низ нивните канали, упатувајќи се таму каде што ги има малку за да ја избалансираат нивната концентрација. Се сеќавате на вашето училишно искуство во физиката? Ако земете чаша вода и испуштите разреден калиум перманганат (калиум перманганат) во неа, тогаш по некое време молекулите на бојата рамномерно ќе го пополнат целиот волумен на чашата, претворајќи ја водата во розова. Класичен пример за дифузија. На сличен начин тоа се случува и со јоните на К + кои се во вишок во клетката и секогаш имаат слободен излез низ мембраната. Na+ јони, како личност нон грата, немаат привилегии од клеточната мембрана во мирување. Во овој момент, за нив мембраната е како непробојна тврдина, во која е речиси невозможно да се пробие, бидејќи сите канали на Na + се затворени.

Но, каква врска има струјата, велите? Работата е дека, како што е наведено погоре, нашето тело се состои од растворени соли и протеини. Во овој случај зборуваме за соли. Што е растворена сол? Ова е дуо на меѓусебно поврзани позитивни катјони и негативни киселински анјони. На пример, растворот на калиум хлорид е K + и Cl - итн. Патем, солен раствор, кој е широко користен во медицината за интравенски инфузии, е раствор на натриум хлорид - NaCl (готварска сол) во концентрација од 0,9%.

Во природни услови, јоните K + или Na + едноставно не постојат сами, тие секогаш се наоѓаат со киселински анјони - SO 4 2–, Cl –, PO 4 3– итн., а во нормални услови мембраната е непропустлива за негативни; честички. Ова значи дека кога K + јоните се движат низ нивните канали, анјоните поврзани со нив, како магнети, се повлекуваат зад нив, но, не можејќи да излезат, се акумулираат на внатрешната површина на мембраната. Бидејќи јоните на Na +, односно позитивно наелектризираните честички, преовладуваат надвор од клетката, во меѓуклеточниот простор, плус јоните на K + постојано истекуваат во нив, вишокот позитивен полнеж е концентриран на надворешната површина на мембраната, а негативен на неговата внатрешна површина. Значи, клетката во мирување „вештачки“ ја ограничува нерамнотежата на два важни јони - K + и Na +, поради што мембраната е поларизирана поради разликата во полнежите од двете страни. Наполнетоста на состојбата на мирување на клетката се нарекува мембрански потенцијал на мирување, што е приближно -70 mV. Токму оваа јачина на полнеж за прв пат ја забележа Хаксли на џиновскиот нерв на мекотел.

Кога стана јасно од каде доаѓа „електриката“ во ќелија во мирување, веднаш се постави прашањето: каде оди ако ќелијата работи, на пример, кога нашите мускули се контрахираат? Вистината лежеше на површина. Доволно беше да се погледне внатре во ќелијата во моментот на нејзината возбуда. Кога клетката реагира на надворешни или внатрешни влијанија, во тој момент сите Na + канали се отвораат со молскавична брзина, како на команда, а јоните на Na +, како снежна топка, влетуваат во ќелијата за дел од секундата. Така, во еден момент, во состојба на возбудување на клетките, јоните на Na + ја балансираат нивната концентрација на двете страни на мембраната, јоните на K + сè уште полека ја напуштаат клетката. Ослободувањето на K+ јоните е толку бавно што кога јонот Na+ конечно ќе ги пробие непробојните ѕидови на мембраната, таму се уште има доста од нив. Сега, внатре во клетката, имено на внатрешната површина на мембраната, ќе се концентрира вишок позитивен полнеж. На неговата надворешна површина ќе има негативен полнеж, бидејќи, како и во случајот со K +, цела армија негативни анјони ќе се втурне зад Na +, за што мембраната е сè уште непробојна. Задржани на неговата надворешна површина од електростатските сили на привлекување, овие „фрагменти“ од соли ќе создадат негативно електрично поле овде. Тоа значи дека во моментот на возбудување на ќелијата ќе забележиме пресврт на полнежот, односно промена на неговиот знак во спротивниот. Ова објаснува зошто полнежот се менува од негативен во позитивен кога ќелијата е возбудена.

Постои уште една важна точка што Галвани ја опишал во античко време, но не можел правилно да ја објасни. Кога Галвани оштетил мускул, тој се стегнал. Тогаш му се чинеше дека ова е струја на оштетување и „излева“ од мускулот. Донекаде неговите зборови беа пророчки. Ќелијата всушност го губи полнењето кога работи. Полнење постои само кога има разлика помеѓу концентрациите на јоните на Na + /K +. Кога клетката е возбудена, бројот на Na + јони на двете страни на мембраната е ист, а K + се стреми кон иста состојба. Затоа кога ќелијата е возбудена, полнежот се намалува и станува еднаков на +40 mV.

Кога беше решена загатката за „возбудување“, неизбежно се појави друго прашање: како клетката се враќа во нормала? Како повторно се појавува полнењето на него? На крајот на краиштата, таа не умира после работа. И навистина, неколку години подоцна го пронајдоа овој механизам. Се покажа дека е протеин вграден во мембраната, но тоа беше необичен протеин. Од една страна, изгледаше исто како каналните верверички. Од друга страна, за разлика од неговите браќа, овој протеин „скапо се наплаќа за својата работа“, имено енергијата, толку вредна за клетката. Покрај тоа, енергијата погодна за неговото функционирање мора да биде посебна, во форма на молекули на АТП (аденозин трифосфорна киселина). Овие молекули се специјално синтетизирани на „енергетските станици“ на клетката - митохондриите, внимателно складирани таму и, доколку е потребно, се доставуваат до нивната дестинација со помош на специјални носители. Енергијата од овие „боеви глави“ се ослободува при нивното распаѓање и се троши за различни потреби на клетката. Конкретно, во нашиот случај, оваа енергија е потребна за работата на протеинот наречен Na/K-ATPase, чија главна функција е, како шатл, да транспортира Na + надвор од клетката, а K + во спротивното. насока.

Така, за да ја вратите изгубената сила, треба да работите. Размислете, тука се крие вистински парадокс. Кога клетката работи, овој процес се случува пасивно на ниво на клеточната мембрана, а за да се одмори потребна е енергија.

Како нервите „разговараат“ едни со други

Ако го боцкате прстот, раката веднаш ќе се повлече. Односно, со механички ефект врз рецепторите на кожата, возбудата што се јавува во дадена локална точка стигнува до мозокот и се враќа назад на периферијата за да можеме адекватно да одговориме на ситуацијата. Ова е пример за вроден одговор, или безусловни рефлекси, кој вклучува многу одбранбени одговори како што се трепкање, кашлање, кивање, гребење итн.

Како возбудувањето, кое се појавило на мембраната на една клетка, може да продолжи понатаму? Пред да одговориме на ова прашање, ајде да се запознаеме со структурата на нервната клетка - неврон, чие значење на „животот“ е спроведување на побудување или нервни импулси.

Значи, невронот, како летечка комета, се состои од тело на нервна клетка, околу кое има многу мали процеси - дендрити и долга „опашка“ - аксон. Токму овие процеси служат како еден вид жици низ кои тече „жива струја“. Бидејќи целата оваа сложена структура е една клетка, процесите на невронот го имаат истиот збир на јони како и неговото тело. Каков е процесот на возбудување на локален регион на невронот? Ова е еден вид нарушување на „смиреноста“ на нејзината надворешна и внатрешна средина, изразена во форма на насочено движење на јоните. Побудувањето, кое се појавило на местото каде што се случило стимулот, се шири понатаму по ланецот според истите принципи како во оваа област. Само сега стимулот за соседните области нема да биде надворешен стимул, туку внатрешни процеси предизвикани од протокот на јоните на Na + и K + и промените во мембранскиот полнеж. Овој процес е сличен на тоа како брановите се шират од камче фрлено во вода. Исто како и во случајот со камче, биоструите долж мембраната на нервните влакна се шират во кружни бранови, предизвикувајќи возбудување на се пооддалечените области.

Во експериментот, возбудата од локална точка се шири понатаму во двете насоки. Во реални услови, нервните импулси се изведуваат еднонасочно. Ова се должи на фактот дека на површината што е обработена му треба одмор. А остатокот од нервната клетка, како што веќе знаеме, е активен и поврзан со потрошувачката на енергија. Побудувањето на ќелијата е „губење“ на нејзиниот полнеж. Токму затоа, штом клетката работи, нејзината способност за возбудување нагло опаѓа. Овој период се нарекува огноотпорен, од францускиот збор рефрактер- не реагира. Таквиот имунитет може да биде апсолутен (веднаш по возбудувањето) или релативен (како што се обновува полнењето на мембраната), кога е можно да се предизвика одговор, но од прекумерно силни стимули.

Ако се запрашате каква боја е нашиот мозок, излегува дека огромното мнозинство од него, со неколку исклучоци, е сиво и бело. Телата и кратките процеси на нервните клетки се сиви, а долгите процеси се бели. Тие се бели бидејќи има дополнителна изолација над нив во форма на „масни“ или миелински влошки. Од каде доаѓаат овие перници? Околу невронот има посебни клетки именувани по германскиот неврофизиолог кој прв ги опишал - клетките на Шван. Тие, како дадилките, му помагаат на невронот да расте и, особено, лачат миелин, кој е еден вид „маст“ или липид, кој внимателно ги обвиткува областите на растечкиот неврон. Сепак, оваа облека не ја покрива целата површина на долгиот процес, туку одделни области, меѓу кои аксонот останува гол. Изложените области се нарекуваат јазли на Ранвие.

Интересно е, но брзината на побудување зависи од тоа како е „облечен“ нервниот процес. Не е тешко да се погоди - постои специјална „униформа“ со цел да се зголеми ефикасноста на минување на биоструи долж нервот. Навистина, ако во сивите дендрити побудувањето се движи како желка (од 0,5 до 3 m/s), последователно, без да пропушти ниту еден дел, тогаш во белиот аксон нервните импулси скокаат по „голите“ области на Ранвие, што значително се зголемува брзината на нивното спроведување до 120 m/s. Таквите брзи нерви главно ги инервираат мускулите, обезбедувајќи заштита на телото. На внатрешните органи не им треба таква брзина. На пример, мочниот меур може да се протега долго време и да испраќа импулси за неговата полнота, додека раката мора веднаш да се повлече од огнот, во спротивно се заканува оштетување.

Возрасниот мозок тежи во просек 1300 g Оваа маса се состои од 10 10 нервни клетки. Толку огромен број на неврони! Со кои механизми побудувањето патува од една до друга клетка?

Откривањето на мистеријата на комуникацијата во нервниот систем има своја историја. Во средината на 19 век, францускиот физиолог Клод Бернар добил вредна парцела од Јужна Америка со отров кураре, истиот отров што Индијанците го користеле за да ги мачкаат врвовите од стрелките. Научникот сакаше да ги проучува ефектите на отровите врз телото. Беше познато дека животно погодено од таков отров умира од задушување поради парализа на респираторните мускули, но никој не знаеше точно како функционира молскавично брзиот убиец. За да го разбере ова, Бернард извршил едноставен експеримент. Тој го растворил отровот во петриева чинија, ставил мускул со нерв и видел дека ако само нервот е потопен во отровот, мускулот останува здрав и сè уште може да работи. Ако отруете само мускул со отров, тогаш дури и во овој случај неговата способност да се собира е зачувана. И само кога областа помеѓу нервот и мускулот беше ставена во отровот, можеше да се забележи типична слика на труење: мускулот стана неспособен да се стегне дури и под многу силни електрични влијанија. Стана очигледно дека има „јаз“ помеѓу нервот и мускулот, каде што дејствува отровот.

Се испостави дека таквите „празнини“ може да се најдат насекаде во телото, целата нервна мрежа е буквално проникната со нив. Пронајдени се и други материи, како што е никотинот, кој селективно делувал на мистериозните места помеѓу нервот и мускулот, предизвикувајќи негово контракција. Отпрвин, овие невидливи врски биле наречени мионеврална врска, а подоцна англискиот неврофизиолог Чарлс Шерингтон им го дал името синапси, од латинскиот збор. синапсис- врска, врска. Сепак, последната точка во оваа приказна ја ставил австрискиот фармаколог Ото Леви, кој успеал да најде посредник помеѓу нервот и мускулите. Велат дека сонувал дека одредена супстанца „излева“ од нервот и предизвикува мускулот да работи. Следното утро, тој цврсто одлучи: требаше да ја бара оваа конкретна супстанција. И го најде! Се покажа дека е прилично едноставно. Леви зеде две срца и го изолираше најголемиот нерв на едно од нив - вагусниот нерв. Предвидувајќи однапред дека нешто ќе се истакне од него, ги поврзал овие два „мускулни мотори“ со систем од цевки и почнал да го иритира нервот. Леви знаеше дека неговата иритација го запре срцето. Но, не престана само срцето на кое делуваше иритираниот нерв, туку и второто поврзано со него со растворот. Малку подоцна, Леви успеа да ја изолира оваа супстанца во чиста форма, која беше наречена „ацетилхолин“. Така, беа пронајдени непобитни докази за присуство на посредник во „разговорот“ помеѓу нервот и мускулите. Ова откритие ја доби Нобеловата награда.

И тогаш сè отиде многу побрзо. Се покажа дека принципот на комуникација помеѓу нервите и мускулите откриен од Леви е универзален. Со помош на таков систем не комуницираат само нервите и мускулите, туку и самите нерви комуницираат едни со други. Сепак, и покрај фактот дека принципот на таквата комуникација е ист, посредници или, како што подоцна беа наречени, посредници (од латинскиот збор посредник- посредник), може да бидат различни. Секој нерв има свој, како премин. Оваа шема ја воспостави англискиот фармаколог Хенри Дејл, за што беше награден и со Нобеловата награда. Така, јазикот на нервната комуникација стана јасен само да се види како изгледа овој дизајн.

Како функционира синапсата?

Ако погледнеме во неврон преку електронски микроскоп, ќе видиме дека е како новогодишна елка, целата обесена со некакви копчиња. Може да има до 10.000 такви „копчиња“ или, како што можеби претпоставувате, синапси на само еден неврон. Што ќе видиме? На терминалниот дел на невронот, долгиот процес се згуснува, па ни се појавува во форма на копче. При ова згуснување, се чини дека аксонот станува потенок и го губи својот бел слој во форма на миелин. Внатре во „копчето“ има огромен број меурчиња исполнети со некоја супстанција. Во 1954 година, Џорџ Палад претпоставил дека ова не е ништо повеќе од складиште за посредници (20 години подоцна му била доделена Нобеловата награда за оваа претпоставка). Кога побудувањето ќе стигне до крајната станица на долгиот процес, медијаторите се ослободуваат од нивното затворање. За ова се користат јони на Ca 2+. Движејќи се кон мембраната, тие се спојуваат со неа, потоа пукаат (егзоцитоза), а предавателот под притисок влегува во просторот помеѓу двете нервни клетки, што се нарекува синаптичка пукнатина. Тоа е занемарливо, па молекулите на медијаторот брзо стигнуваат до мембраната на соседниот неврон, на кој пак има специјални антени, или рецептори (од латинскиот збор recipio - да се земе, да се прифати), кои го доловуваат медијаторот. Ова се случува според принципот „клуч за заклучување“ - геометриската форма на рецепторот целосно одговара на обликот на медијаторот. Откако размениле „ракување“, медијаторот и рецепторот се принудени да се разделат. Нивната средба е многу кратка и последна за медијаторот. Само дел од секундата е доволна за предавателот да предизвика побудување на соседниот неврон, по што тој се уништува со помош на специјални механизми. И тогаш оваа приказна ќе се повторува одново и одново, и така живата струја ќе тече бесконечно по „нервните жици“, криејќи многу тајни од нас и со тоа привлекувајќи нè со својата мистерија.

Дали е потребно да се зборува за значењето на откритијата во областа на електрофизиологијата? Доволно е да се каже дека седум Нобелови награди беа доделени за кревање на завесата на светот на живата струја. Денес, лавовскиот дел од фармацевтската индустрија е изграден врз овие фундаментални откритија. На пример, сега одењето на забар не е толку страшно искушение. Една инјекција на лидокаин - и Na + каналите на местото на инјектирање ќе бидат привремено блокирани. И повеќе нема да чувствувате болни процедури. Имате стомачна болка, лекарот ќе ви препише лекови (не-спа, папаверин, платифилин итн.), чија основа е блокадата на рецепторите, така што медијаторот ацетилхолин, кој предизвикува многу процеси во гастроинтестиналниот тракт, не може да контактира нив, итн. Неодамна, активно се развиваат серија фармаколошки лекови со централно дејство, чија цел е подобрување на меморијата, говорната функција и менталната активност.

Тема на мојата работа: Жива електрична енергија

Целта на работата беше да се идентификуваат начини за добивање електрична енергија од постројки и експериментална потврда на некои од нив.

Си ги поставивме следните задачи:

За да се постигнат целите користени се следните истражувачки методи: анализа на литература, експериментален метод, метод на споредба.

Пред да стигне електричната струја до нашиот дом, таа поминува долг пат од местото каде што се прима струјата до местото каде што се троши. Во електраните се создава струја. Електрична централа - електрична станица, збир на инсталации, опрема и апарати што се користат директно за производство на електрична енергија, како и конструкции и згради неопходни за тоа, лоцирани на одредена територија.

„РАБОТИ ВО ЖИВО СТРУЈА“

Министерство за образование, наука и млади на Република Крим

Кримски натпревар на истражувачки работи и проекти за ученици од 5-8 одделение „Чекор во науката“

Тема: Жива струја

Завршена работа:

Асанова Евелина Асановна

ученик од 5-то одделение

Научен советник:

Абљалимова Лилја Ленуровна,

наставник по биологија и хемија

МБОУ „Средно училиште Веселовска“

Со. Веселовка – 2017 година

1.Вовед………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Извори на електрична струја……………………………………………4

2.1. Нетрадиционални извори на енергија……………………………..4

2.2. „Живи“ извори на електрична струја…………………………...4

2.3. Овошјето и зеленчукот како извори на електрична струја…………….5

3. Практичен дел…………………………………………………………6

4. Заклучок……………………………………………………………………………..…..8

Список на референци……………………………………………………….9

ВОВЕД

Струја и постројки - што би можеле да имаат заедничко? Сепак, уште во средината на 18 век, природните научници разбраа: овие два концепта се обединети со некаква внатрешна врска.

Луѓето се сретнаа со „жива“ електрична енергија во зората на цивилизацијата: ја знаеја способноста на некои риби да го погодат пленот со помош на некаква внатрешна сила. За тоа сведочат сликите на пештерите и некои египетски хиероглифи кои прикажуваат електричен сом. И тогаш тој не беше единствениот кој беше издвоен по оваа основа. Римските лекари успеаја да ги искористат „штрајковите“ на жили за лекување на нервни заболувања. Научниците направија многу во проучувањето на неверојатната интеракција помеѓу електричната енергија и живите суштества, но природата сè уште крие многу од нас.

Во 1729 година, Чарлс Дуфеј открил дека постојат два вида обвиненија. Експериментите спроведени од Ду Феј велат дека едното обвинение се формира со триење стакло на свила, а другото со триење на смола на волна. Концептот на позитивно и негативно полнење го вовел германскиот натуралист Георг Кристоф. Првиот квантитативен истражувач бил законот за интеракција на полнежите, експериментално воспоставен во 1785 година од Чарлс Куломб користејќи ја чувствителната торзиона рамнотежа што ја развил.

ИЗВОРИ НА ЕЛЕКТРИЧНА СТРУА

Пред да стигне електричната струја до нашиот дом, таа поминува долг пат од местото каде што се прима струјата до местото каде што се троши. Во електраните се создава струја. Електрична централа - електрична станица, збир на инсталации, опрема и апарати што се користат директно за производство на електрична енергија, како и потребните структури и згради лоцирани во одредена област. Во зависност од изворот на енергија, постојат термоелектрани (ТЕ), хидроелектрични централи (ХЕ), централи со пумпа за складирање и нуклеарни централи (АЕ).

НЕКОНВЕНЦИОНАЛНИ ИЗВОРИ НА ЕНЕРГИЈА

Покрај традиционалните тековни извори, постојат многу нетрадиционални извори. Електричната енергија, всушност, може да се добие од речиси сè. Нетрадиционални извори на електрична енергија, каде што практично не се трошат незаменливи енергетски ресурси: енергијата на ветерот, плимата и осеката, сончевата енергија.

Има и други предмети кои на прв поглед немаат врска со струја, но можат да послужат како извор на струја.

„ЖИВИ“ ИЗВОРИ НА ЕЛЕКТРИЧНА СТРУА

Во природата постојат животни кои ги нарекуваме „живи моќници“. Животните се многу чувствителни на електрична струја. Дури и мала струја е кобна за многу од нив. Коњите умираат дури и од релативно слаб напон од 50-60 волти. И има животни кои не само што имаат висока отпорност на електрична струја, туку и генерираат струја во своето тело. Овие риби се електрични јагули, јагули и сом. Вистински живи моќници!

Изворот на струјата се специјални електрични органи лоцирани во два пара под кожата долж телото - под опашката перка и на горниот дел од опашката и грбот. По изглед, таквите органи се издолжено тело, кое се состои од црвено-жолта желатинозна супстанција, поделена на неколку илјади рамни плочи, клетки, надолжни и попречни прегради. Нешто како батерија. Повеќе од 200 нервни влакна се приближуваат до електричниот орган од 'рбетниот мозок, гранки од кои одат до кожата на грбот и опашката. Допирањето на грбот или опашката на оваа риба произведува моќен исцедок што може веднаш да убие мали животни и да ги зашемети големите животни и луѓето. Покрај тоа, струјата подобро се пренесува во вода. Големите животни зашеметени од јагули често се дават во водата.

Електричните органи се средство не само за заштита од непријателите, туку и за добивање храна. Електрични јагули ловат ноќе. Приближувајќи се до пленот, тој случајно ги испушта своите „батерии“, а сите живи суштества - риби, жаби, ракови - се парализирани. Дејството на испуштањето се пренесува на растојание од 3-6 метри. Сè што може да направи е да го проголта зашеметениот плен. Откако го потроши снабдувањето со електрична енергија, рибата долго време мирува и ја надополнува, „полнејќи ги“ своите „батерии“.

2.3. ОВОШЈЕ И ЗЕЛЕНЧУК КАКО ИЗВОРИ НА ЕЛЕКТРИЧНА СТРУА

Откако ја проучував литературата, дознав дека струја може да се добие од некои овошја и зеленчуци. Електрична струја може да се добие од лимон, јаболка и, што е најинтересно, од обични компири - сурови и варени. Ваквите необични батерии можат да работат неколку дена, па дури и недели, а електричната енергија што ја произведуваат е 5-50 пати поевтина од онаа што се добива од традиционалните батерии и најмалку шест пати поекономична од керозинската ламба кога се користи за осветлување.

Индиските научници одлучија да користат овошје, зеленчук и нивниот отпад за напојување на едноставни апарати за домаќинство. Батериите содржат паста направена од преработени банани, кора од портокал и друг зеленчук или овошје, во која се сместени цинк и бакарни електроди. Новиот производ е дизајниран првенствено за жителите на руралните области, кои можат сами да подготват состојки од овошје и зеленчук за полнење на необични батерии.

ПРАКТИЧЕН ДЕЛ

Деловите од лисјата и стеблата се секогаш негативно наелектризирани во однос на нормалното ткиво. Ако земете лимон или јаболко и исечете, а потоа нанесете две електроди на кората, тие нема да откријат потенцијална разлика. Ако едната електрода се нанесе на лушпата, а другата на внатрешноста на пулпата, ќе се појави потенцијална разлика, а галванометарот ќе забележи појава на струја.

Решив да го тестирам експериментално и да докажам дека има струја во зеленчукот и овошјето. За истражување го избрав следново овошје и зеленчук: лимон, јаболко, банана, мандарина, компир. Таа ги забележа отчитувањата на галванометарот и, навистина, доби струја во секој случај.

Како резултат на завршената работа:

1. Проучив и анализирав научна и образовна литература за извори на електрична струја.

2. Се запознав со текот на работата за добивање електрична струја од постројки.

3. Докажала дека има струја во плодовите на разни овошја и зеленчуци и добила необични извори на струја.

Се разбира, електричната енергија на растенијата и животните во моментов не може да ги замени полноправните моќни извори на енергија. Сепак, тие не треба да се потценуваат.

ЗАКЛУЧОК

За да ја постигнам целта на мојата работа, решени се сите истражувачки задачи.

Анализата на научната и образовна литература доведе до заклучок дека околу нас има многу предмети кои можат да послужат како извори на електрична струја.

Во текот на работата беа разгледани методите за производство на електрична струја. Научив многу интересни работи за традиционалните извори на енергија - разни видови електрани.

Со помош на искуство, покажав дека е можно да се добие струја од некои плодови, се разбира, ова е мала струја, но самиот факт на неговото присуство дава надеж дека во иднина таквите извори можат да се користат за свои; цели (да се полни мобилен телефон и сл.). Ваквите батерии можат да ги користат жителите на руралните средини во земјата, кои самите можат да подготват состојки од овошје и зеленчук за полнење на био-батериите. Составот на искористената батерија не ја загадува околината како галванските (хемиски) ќелии и не бара посебно отстранување во одредени области.

ЛИСТА НА РЕФЕРЕНЦИ

Гордеев А.М., Шешнев В.Б. Електрична енергија во животот на растенијата. Издавач: Наука - 1991 година

Списание „Наука и живот“, бр.10, 2004 г.

Списание. „Галилео“ Наука по експеримент. Бр. 3/ 2011 година „Лимон батерија“.

Списание „Млад ерудит“ бр. 10 / 2009 година „Енергија од ништо“.

Галванска ќелија - статија од Големата советска енциклопедија.

V. Lavrus „Батери и акумулатори“.

Погледнете ја содржината на документот
„ТЕЗ“

Тема: Жива струја

Научен раководител: Лилја Ленуровна Абљалимова, наставник по биологија и хемија, средно училиште Веселовска

Релевантност на избраната тема: во моментов во Русија има тренд на пораст на цените на енергетските ресурси, вклучително и електричната енергија. Затоа, важно е прашањето за изнаоѓање евтини извори на енергија. Човештвото се соочува со задача да развие еколошки, обновливи, нетрадиционални извори на енергија.

Цел на работата: идентификување начини за добивање електрична енергија од постројки и експериментална потврда на некои од нив.

Проучување и анализа на научна и образовна литература за извори на електрична струја.

Запознајте се со напредокот на работата за добивање електрична струја од постројки.

Докажете дека растенијата имаат електрична енергија.

Формулирајте насоки за корисна употреба на добиените резултати.

Истражувачки методи: анализа на литература, експериментален метод, метод на споредба.

Погледнете ја содржината на презентацијата
„ПРЕЗЕНТАЦИЈА“

Во живо електрична енергија Завршена работа: Асанова Евелина, ученик од 5-то одделение МБОУ „Средно училиште Веселовска“

Релевантност на работата:

Во моментов, во Русија постои тенденција за зголемување на цените на енергетските ресурси, вклучувајќи ја и електричната енергија. Затоа, важно е прашањето за изнаоѓање евтини извори на енергија.

Човештвото се соочува со задача да развие еколошки, обновливи, нетрадиционални извори на енергија.

Цел на работата:

Идентификација на начини за добивање електрична енергија од постројки и експериментална потврда на некои од нив.

Проучување и анализа на научна и образовна литература за извори на електрична струја.
Запознајте се со напредокот на работата за добивање електрична струја од постројки.
Докажете дека растенијата имаат електрична енергија.
Формулирајте насоки за корисна употреба на добиените резултати.

Анализа на литература
Експериментален метод
Метод на споредба

Вовед

Нашата работа е посветена на необични извори на енергија.

Хемиските извори на струја играат многу важна улога во светот околу нас. Тие се користат во мобилни телефони и вселенски бродови, во крстаречки ракети и лаптопи, во автомобили, батериски ламби и обични играчки. Секојдневно наидуваме на батерии, акумулатори и горивни ќелии.

Современиот живот е едноставно незамислив без струја - само замислете го постоењето на човештвото без модерни апарати за домаќинство, аудио и видео опрема, вечер со свеќа и факел.

Живи електрани

Најмоќните празнења ги произведува јужноамериканската електрична јагула. Тие достигнуваат 500-600 волти. Овој вид напнатост може да го собори коњот од неговите нозе. Јагулата создава особено силна електрична струја кога се наведнува во лак, така што жртвата е помеѓу опашката и главата: се создава затворен електричен прстен. .

Живи електрани

Stingrays се живи моќници, кои произведуваат напон од околу 50-60 волти и даваат струја на празнење од 10 ампери.

Сите риби кои произведуваат електрични празнења користат специјални електрични органи за ова.

Нешто за електрична риба

Рибите користат исцедок:

да го осветли твојот пат;
да се заштити, нападне и зашемети жртвата;
пренесуваат сигнали едни на други и однапред откриваат пречки.

Нетрадиционални тековни извори

Покрај традиционалните тековни извори, има и многу нетрадиционални. Излегува дека струјата може да се добие од речиси сè.

Експеримент:

Електричната енергија може да се добие од некои овошја и зеленчуци. Електричната струја може да се добие од лимон, јаболка и што е најинтересно од обичните компири. Спроведов експерименти со овие плодови и всушност добив струја.

Како резултат на завршената работа:
1. Проучив и анализирав научна и образовна литература за извори на електрична струја.
2. Се запознав со текот на работата за добивање електрична струја од постројки.
3. Докажала дека има струја во плодовите на разни овошја и зеленчуци и добила необични извори на струја.

ЗАКЛУЧОК:

За да ја постигнам целта на мојата работа, решени се сите истражувачки задачи. Анализата на научната и образовна литература доведе до заклучок дека околу нас има многу предмети кои можат да послужат како извори на електрична струја.

Преку експерименти, покажав дека е можно да се добие електрична енергија од некои плодови, се разбира, ова е мала струја, но самиот факт на неговото присуство дава надеж дека во иднина таквите извори можат да се користат за свои цели; наполнете мобилен телефон и сл.). Ваквите батерии можат да ги користат жителите на руралните средини во земјата, кои самите можат да подготват состојки од овошје и зеленчук за полнење на био-батериите. Составот на искористената батерија не ја загадува околината како галванските (хемиски) ќелии и не бара посебно отстранување во одредени области.

Дали знаевте дека некои растенија користат електрична енергија, а некои видови риби пловат во вселената и го зашеметуваат пленот користејќи електрични органи?

: Публикацијата „Природа“ дискутираше за тоа како електричните импулси се пренесуваат во растенијата. Истакнати примери кои веднаш ми паѓаат на ум се стапицата за мува на Венера и мимозата пудика, во која движењето на листовите е предизвикано од струја. Но, има и други примери.

„Нервниот систем на цицачите пренесува електрични сигнали со брзина до 100 метри во секунда. Растенијата живеат со побавно темпо. И иако немаат нервен систем, некои растенија, како што е мимозата пудика ( Мимоза пудица) и стапица за мува ( Dionaea muscipula), користете електрични сигнали за да предизвикате брзо движење на листовите. Преносот на сигналот во овие постројки достигнува брзина од 3 см во секунда - и оваа брзина е споредлива со брзината на нервните импулси во мускулите. На страница 422 од овој број, авторот Мусави и неговите колеги го истражуваат интересното и не целосно разбрано прашање за како растенијата генерираат и пренесуваат електрични сигнали. Авторите идентификуваат два протеини слични на рецепторите на глутамат, кои се критични компоненти на процесот на индукција на електричен бран предизвикан од ранување на листот. Се шири на соседните органи, предизвикувајќи ги да ги зголемат одбранбените одговори како одговор на потенцијалниот напад на тревопасни животни“.

Кој би помислил дека сечењето лист може да предизвика електричен сигнал? Експериментите на растението ризомет на Тал не покажале реакција кога бил изложен на лист, но кога листот бил изеден, се појавил електричен сигнал, кој се ширел со брзина од 9 см во минута.

„Преносот на електричен сигнал беше најефективен кај листовите лоцирани директно над или под ранетиот лист“, забележува весникот. „Овие листови се поврзани едни со други со васкуларното корито на растението, преку кое се пренесуваат водата и органските компоненти, а сигналите исто така одлично се пренесуваат на долги растојанија.. Добиениот сигнал ги вклучува заштитните компоненти во генот. „Овие неверојатни набљудувања јасно покажуваат дека генерирањето и преносот на електричен сигнал игра клучна улога во иницирањето одбранбени одговори во далечни цели кога се нападнати од тревопасни животни“.

Авторите на оригиналниот труд не се осврнаа на темата на еволуцијата, освен што сугерираа дека „длабоко зачуваната функција на овие гени, Можеби, е врска помеѓу перцепцијата на оштетување и периферните заштитни реакции“. Ако е точно дека оваа функција мора да „постоела пред дивергенцијата во развојот на животните и растенијата“.

Електрична риба : Два нови видови електрични риби се пронајдени во Амазон, но тие се опремени со електрична енергија на различни начини. Едната од нив, како и повеќето други електрични риби, е двофазна (или е извор на наизменична струја), а другата е монофазна (е извор на еднонасочна струја). Еден напис на Science Daily ги разгледа еволутивните причини зошто тоа функционира на овој начин, а она што е интересно е дека „овие деликатни риби произведуваат импулси од само неколку стотини миливолти преку орган кој малку штрчи од фиброзната опашка“. Овој импулс е премногу слаб за да се убие жртвата, како што тоа го прави познатата електрична јагула, но овие импулси ги читаат претставници на други видови, а припадниците на спротивниот пол ги користат за комуникација. Рибите ги користат за „Електролокација“ во сложена водна средина ноќе“. Што се однесува до нивната еволуција, двете риби се толку слични што се класифицирани како ист вид, а единствената разлика е разликата во електричната фаза на нивните сигнали.

Има огромен број начини за примање информации за светот околу нас: допир, вид, звук, мирис, а сега и струја. Живиот свет е чудо на комуникација помеѓу поединечните организми и нивната околина. Секој сетилен орган е деликатно дизајниран и носи големи придобивки за телото. Софистицираните системи не се резултат на слепи, неконтролирани процеси. Ние веруваме дека гледањето на нив како системи изградени со интелигентен дизајн ќе го забрза процесот на истражување, ќе бара увид во повисокиот дизајн и ќе ги имитира за да го подобри полето на инженерството. А вистинската пречка за напредокот на науката е претпоставката: „Ох, овој организам еволуираше само затоа што еволуираше“. Ова е хипнотички пристап кој има хипнотички ефект.

„Електрична енергија во живите организми“

Што е тоа, кој го открил, што е струја?

Талес од Милет беше првиот што го привлече вниманието на електричниот полнеж. Тој спроведе експеримент, триеше килибар со волна, по толку едноставни движења, килибарот почна да има својство да привлекува мали предмети. Ова својство е помалку како електрични полнежи, а повеќе како магнетизам. Но, во 1600 година, Гилберт воспоставил разлика помеѓу овие два феномени.

Во 1747 - 53 година Б. Френклин ја изложил првата конзистентна теорија за електричните феномени, конечно ја утврдил електричната природа на молњата и го измислил громобранот.

Во втората половина на 18 век започна квантитативното проучување на електричните и магнетните појави. Се појавија првите мерни инструменти - електроскопи со различен дизајн, електрометри. G. Cavendish (1773) и C. Coulomb (1785) експериментално го воспоставија законот за интеракција на стационарни точки електрични полнежи (делата на Кевендиш беа објавени дури во 1879 година). Овој основен закон на електростатиката (Куломовиот закон) за прв пат овозможи да се создаде метод за мерење на електрични полнежи врз основа на силите на интеракција меѓу нив.

Следната фаза во развојот на науката на Е. е поврзана со откритието на крајот на 18 век. Л. Галвани „животинска струја“

Главниот научник во проучувањето на електричната енергија и електричните полнежи е Мајкл Фарадеј. Со помош на експерименти, тој докажа дека ефектите на електричните полнежи и струи не зависат од начинот на нивното производство. Исто така, во 1831 година, Фарадеј открил електромагнетна индукција - побудување на електрична струја во коло лоцирано во наизменично магнетно поле. Во 1833 - 34 Фарадеј ги воспоставил законите за електролиза; Овие дела го означија почетокот на електрохемијата.

Значи, што е електрична енергија? Електричната енергија е збир на појави предизвикани од постоењето, движењето и интеракцијата на електрично наелектризираните тела или честички. Феноменот на електрична енергија може да се најде речиси насекаде.

На пример, ако силно триете пластичен чешел на вашата коса, парчиња хартија ќе почнат да се лепат до неа. И ако триете балон на ракавот, тој ќе се залепи за ѕидот. Кога се тријат килибарот, пластиката и редица други материјали, во нив се јавува електричен полнеж. Самиот збор „електрик“ доаѓа од латинскиот збор electrum, што значи „килибар“.

Од каде доаѓа струјата?

Сите предмети околу нас содржат милиони електрични полнежи, кои се состојат од честички лоцирани во атомите - основата на целата материја. Јадрото на повеќето атоми содржи два вида честички: неутрони и протони. Неутроните немаат електричен полнеж, додека протоните носат позитивен полнеж. Друга честичка што ротира околу јадрото се електроните, кои имаат негативен полнеж. Вообичаено, секој атом има ист број на протони и електрони, чии еднакви, но спротивни полнежи се поништуваат едни со други. Како резултат на тоа, ние не чувствуваме никакво полнење, а супстанцијата се смета за ненаполнета, меѓутоа, ако некако ја нарушиме оваа рамнотежа, тогаш овој објект ќе има севкупно позитивно или негативно полнење, во зависност од тоа кои честички ќе останат во него повеќе - протони или. електрони.

Електричните полнежи влијаат еден на друг. Позитивните и негативните полнежи се привлекуваат еден со друг, а два негативни или два позитивни полнежи се одбиваат. Ако донесете негативно наелектризирана риболовна линија до објектот, негативните полнежи на објектот ќе се префрлат на другиот крај, а позитивните полнежи, напротив, ќе се доближат до риболовната линија. Позитивните и негативните полнежи на риболовната линија и предметот ќе се привлечат еден со друг, а предметот ќе се држи до риболовната линија. Овој процес се нарекува електростатска индукција, а се вели дека предметот паѓа во електростатското поле на риболовната линија.

Што е тоа, кој го открил, што се живите организми?

Живите организми се главен предмет на проучување во биологијата. Живите организми не само што се вклопуваат во постојниот свет, туку и се изолирале од него користејќи специјални бариери. Околината во која се формирале живите организми е просторно-временски континуум на настани, односно збир на феномени на физичкиот свет, кој се одредува според карактеристиките и положбата на Земјата и Сонцето.

За погодност за разгледување, сите организми се поделени во различни групи и категории, што претставува биолошки систем на нивната класификација. Нивната најопшта поделба е на нуклеарни и ненуклеарни. Врз основа на бројот на клетки кои го сочинуваат телото, тие се поделени на едноклеточни и повеќеклеточни. Посебно место меѓу нив заземаат колонии на едноклеточни организми.

За сите живи организми, т.е. Растенијата и животните се под влијание на абиотски фактори на животната средина (фактори од нежива природа), особено температурата, светлината и влажноста. Во зависност од влијанието на факторите од нежива природа, растенијата и животните се поделени во различни групи и развиваат прилагодувања на влијанието на овие абиотски фактори.

Како што веќе споменавме, живите организми се дистрибуирани во голем број. Денес ќе ги разгледаме живите организми, поделувајќи ги на топлокрвни и ладнокрвни:

со постојана телесна температура (топлокрвни);

со нестабилна телесна температура (ладнокрвни).

Организми со нестабилна телесна температура (риби, водоземци, влекачи). Организми со постојана телесна температура (птици, цицачи).

Која е врската помеѓу физиката и живите организми?

Разбирањето на суштината на животот, неговото потекло и еволуција ја одредува целата иднина на човештвото на Земјата како жив вид. Се разбира, сега е акумулирано огромно количество материјал, внимателно се проучува, особено во областа на молекуларната биологија и генетиката, постојат шеми или модели на развој, има дури и практично човечко клонирање.

Згора на тоа, биологијата известува многу интересни и важни детали за живите организми, додека недостасува нешто фундаментално. Самиот збор „физика“, според Аристотел, значи „физика“ - природа. Навистина, целата материја на Универзумот, а со тоа и ние самите, се состои од атоми и молекули, за кои веќе се добиени квантитативни и генерално точни закони на нивното однесување, вклучително и на квантно-молекуларно ниво.

Освен тоа, физиката била и останува важен фактор во севкупниот развој на проучувањето на живите организми воопшто. Во оваа смисла, физиката како културен феномен, а не само како поле на знаење, го создава социокултурното разбирање што е најблиску до биологијата самата наука, како што е познато, се речиси целосно засновани на искуството на физичките науки.

Затоа, задачата на научното знаење за живите суштества може да биде да ја потврди можноста за користење физички модели и идеи за одредување на развојот на природата и општеството, исто така врз основа на физичките закони и научната анализа на знаењето добиено за механизмот на процесите. во жив организам. Како што рече М. , вклучително и врз основа на општи закони, кои ја карактеризираат структурата и природата на материјата, супстанцијата и полето“.

Електрична енергија во различни класи на живи организми

На крајот на 18 век, познатите научници Галвани и Волта откриле електрична енергија кај животните Првите животни на кои научниците експериментирале за да го потврдат своето откритие. Клетката е под влијание на различни фактори на животната средина - дразби: физички - механички, температурни, електрични;

Електричната активност се покажа како интегрално својство на живата материја. Електричната енергија ги генерира нервните, мускулните и вродените клетки на сите живи суштества, но оваа способност е најразвиена кај рибите. Да го разгледаме феноменот на електрична енергија кај топлокрвните живи организми.

Во моментов е познато дека од 20 илјади современи видови риби, околу 300 се способни да создаваат и користат биоелектрични полиња. Врз основа на природата на генерираните празнења, таквите риби се поделени на силно електрични и слабо електрични. Првите вклучуваат слатководни јужноамерикански електрични јагули, африкански електричен сом и морски електрични зраци. Овие риби генерираат многу моќни празнења: јагулите, на пример, со напон до 600 волти, сом - 350. Тековниот напон на големите морски зраци е низок, бидејќи морската вода е добар проводник, но моменталната јачина на нивните празнења , на пример, зракот Торпедо, понекогаш достигнува 60 ампери.

Рибите од вториот тип, на пример, Mormyrus и другите претставници од редот Beaked Snouts, не испуштаат посебни испуштања. Тие испраќаат низа речиси континуирани и ритмички сигнали (пулсови) со висока фреквенција во водата, ова поле се манифестира во форма на таканаречени линии на сила. Ако објектот што се разликува по својата електрична спроводливост од водата влезе во електричното поле, конфигурацијата на полето се менува: предметите со поголема спроводливост ги концентрираат моќните лилјани околу нив, а оние со помала спроводливост ги дисперзираат. Рибите ги перципираат овие промени со помош на електрични рецептори, лоцирани кај повеќето риби во пределот на главата и ја одредуваат локацијата на предметот. Така, овие риби вршат вистинска електрична локација.

Речиси сите ловат главно ноќе. Некои од нив имаат слаб вид, поради што, во процесот на долга еволуција, овие риби развиле толку совршен метод за откривање храна, непријатели и разни предмети на далечина.

Техниките што ги користат електричните риби при фаќање плен и одбрана од непријатели предлагаат технички решенија за луѓето кога развиваат инсталации за електрориболов и одбивање риби. Моделирањето на електричните системи за локација на рибите отвора исклучителни изгледи. Во модерната технологија за подводна локација, не постојат системи за пребарување и откривање кои би функционирале на ист начин како електролокаторите создадени во работилницата на природата. Научниците во многу земји напорно работат на создавање таква опрема.

АМФИБИДИ

За да го проучиме протокот на електрична енергија кај водоземците, да го земеме експериментот на Галвани. Во своите експерименти, тој ги користел задните нозе на жаба поврзани со 'рбетот. Закачувајќи ги овие препарати на бакарна кука на железната ограда на балконот, забележал дека кога екстремитетите на жабата се нишале од ветрот, нивните мускули се собираат при секој допир на оградата. Врз основа на ова, Галвани дошол до заклучок дека грчењето на нозете било предизвикано од „животинската струја“ која потекнува од 'рбетниот мозок на жабата и се пренесува преку метални проводници (куката и оградите на балконот) до мускулите на екстремитетите. Физичарот Александар Волта се изјасни против овој став на Галвани за „животинската електрична енергија“. Во 1792 година, Волта ги повторил експериментите на Галвани и утврдил дека овие феномени не можат да се сметаат за „животинска струја“. Во експериментот на Галвани, сегашниот извор не бил 'рбетниот мозок на жабата, туку коло формирано од различни метали - бакар и железо. Волта беше во право. Првиот експеримент на Галвани не го докажал присуството на „животинска струја“, но овие студии го привлекле вниманието на научниците кон проучувањето на електричните феномени во живите организми. Како одговор на приговорот на Волта, Галвани извршил втор експеримент, овој пат без учество на метали. Крајот на ијатичниот нерв го фрлил со стаклена кука на мускулот на ногата на жабата - а во исто време била забележана и контракција на мускулот. Јонската спроводливост се јавува и во жив организам.

Формирањето и раздвојувањето на јоните во живата материја е олеснето со присуството на вода во протеинскиот систем. Диелектричната константа на протеинскиот систем зависи од тоа.

Носачи на полнеж во овој случај се водородни јони - протони. Само во жив организам сите видови спроводливост се реализираат истовремено.

Односот помеѓу различните спроводливости се менува во зависност од количината на вода во протеинскиот систем Денес луѓето сè уште не ги знаат сите својства на сложената електрична спроводливост на живата материја. Но, она што е јасно е дека токму од нив зависат оние суштински различни својства кои се својствени само за живите суштества.

На клетката влијаат различни фактори на животната средина - дразби: физички - механички, температурни, електрични.

Слајд 2

Историја на откривањето на електричните феномени

Талес од Милет беше првиот што привлече внимание на електричниот полнеж 600 години пред нашата ера. Тој откри дека килибарот, намачкан со волна, ќе се здобие со својства на привлекување лесни предмети: пената, парчиња хартија. Подоцна се верувало дека само килибарот го има овој имот. Во средината на 17 век, Ото фон Гарике развил електрична машина за триење. Покрај тоа, тој открил својство на електрично одбивање на униполарно наелектризирани објекти, а во 1729 година англискиот научник Стивен Греј открил поделба на телата на спроводници на електрична струја и изолатори. Наскоро неговиот колега Роберт Симер, набљудувајќи ја електрификацијата на неговите свилени чорапи, дошол до заклучок дека електричните феномени се предизвикани од поделбата на телата на позитивни и негативни полнежи. Кога телата се тријат едно со друго, тие предизвикуваат електрификација на овие тела, односно електрификацијата е акумулација на полнеж од ист тип на тело, а полнежите од истиот знак се одбиваат, а полнежите од различни знаци се привлекуваат и се се компензира кога е поврзан, со што телото е неутрално (ненаполнето). Во 1729 година, Чарлс Дуфеј открил дека постојат два вида обвиненија. Експериментите спроведени од Ду Феј велат дека едното обвинение се формира со триење стакло на свила, а другото со триење на смола на волна. Концептот на позитивно и негативно полнење го вовел германскиот натуралист Георг Кристоф. Првиот квантитативен истражувач бил законот за интеракција на полнежите, експериментално воспоставен во 1785 година од Чарлс Куломб користејќи ја чувствителната торзиона рамнотежа што ја развил.

Слајд 3

Зошто се крева косата на наелектризираните луѓе?

Косата е електрифицирана со исто полнење. Како што знаете, како што полнежите се одвраќаат меѓусебно, така и косата, како листовите на хартиениот столб, се разминуваат во сите правци. Ако кое било спроводно тело, вклучително и човечко тело, е изолирано од земјата, тогаш може да се наполни со висок потенцијал. Така, со помош на електростатска машина, човечкото тело може да се наполни до потенцијал од десетици илјади волти.

Слајд 4

Дали електричното полнење поставено на човечкото тело во овој случај има ефект врз нервниот систем?

Човечкото тело е спроводник на струја. Ако е изолиран од земјата и наполнет, тогаш полнењето се наоѓа исклучиво на површината на телото, така што полнењето до релативно висок потенцијал не влијае на нервниот систем, бидејќи нервните влакна се наоѓаат под кожата. Влијанието на електричното полнење на нервниот систем се чувствува во моментот на празнење, при што се јавува прераспределба на полнежите на телото. Оваа прераспределба е краткорочна електрична струја што минува не по површината, туку внатре во телото.

Слајд 5

Зошто птиците неказнето слетуваат на високонапонски преносни жици?

Телото на птица што седи на жица е гранка на коло поврзано паралелно со делот на проводникот помеѓу нозете на птицата. Кога два дела од колото се поврзани паралелно, големината на струите во нив е обратно пропорционална на отпорот. Отпорот на телото на птицата е огромен во споредба со отпорот на спроводникот со кратка должина, така што количината на струја во телото на птицата е занемарлива и безопасна. Исто така, треба да се додаде дека потенцијалната разлика во областа помеѓу нозете на птицата е мала.

Слајд 6

Риба и струја.

Рибите користат празнења: да им го осветлат патот; да се заштити, нападне и зашемети жртвата; - пренесуваат сигнали едни на други и однапред откриваат пречки

Слајд 7

Најпознати електрични риби се електричната јагула, електричната жила и електричниот сом. Овие риби имаат посебни органи за складирање на електрична енергија. Малите тензии што се појавуваат во обичните мускулни влакна се сумирани овде поради секвенцијалното вклучување на многу поединечни елементи, кои се поврзани со нерви, како проводници, во долги батерии.

Слајд 8

Сингрејови.

„Оваа риба ги замрзнува животните што сака да ги фати, совладувајќи ги со силата на ударот што живее во нејзиното тело“. Аристотел

Слајд 9

Сом.

Електричните органи се наоѓаат речиси по целата должина на телото на рибата и произведуваат празнења со напон до 360 V.

Слајд 10

ЕЛЕКТРИЧНА ЈАГУЛА

Најмоќните електрични органи се наоѓаат во јагулите кои живеат во реките на тропска Америка. Нивните празнења достигнуваат напон од 650 V.

Слајд 11

Громот е еден од најопасните појави.

Громот и молњите се еден од застрашувачките, но величествени појави со кои човекот бил подготвен уште од античко време. Бесен елемент. Падна врз него во форма на заслепувачки џиновски молњи, заканувачки громови, дожд и град. Во страв од грмотевици, луѓето го обожувале, сметајќи го за инструмент на боговите.

Слајд 12

Молња

Најчесто набљудуваме молњи кои наликуваат на кривулеста река со притоки. Таквите молњи се нарекуваат линеарни кога се испуштаат меѓу облаците, нивната должина достигнува повеќе од 20 км. Молња од други видови може да се видат многу поретко. Електричното празнење во атмосферата во форма на линеарна молња е електрична струја. Покрај тоа, моменталната јачина се менува за 0,2 - 0,3 секунди. Приближно 65% од сите молњи. Кои ги набљудуваме имаат струја од 10.000 А, но ретко достигнуваат 230.000 А. Каналот на молња низ кој тече струјата станува многу жежок и силно свети. Температурата на каналот достигнува десетици илјади степени, притисокот се зголемува, воздухот се шири и тоа е како експлозија на топли гасови. Ова го сфаќаме како гром. Удар на гром во предмет на земја може да предизвика пожар.

Слајд 13

Кога гром удира, на пример, дрво. Се загрева, влагата испарува од него, а притисокот на добиената пареа и загреаните гасови доведуваат до уништување. За заштита на зградите од громови се користат громобрани, кои се метална прачка која се издига над заштитениот предмет.

Слајд 14

Молња.

Кај листопадните дрвја струјата минува внатре во стеблото низ јадрото, каде има многу сок, кој под влијание на струјата врие и испарувањата го растргнуваат дрвото.

Прикажи ги сите слајдови