Научно-исследовательская работа по физике «Влияние ультрафиолетового излучения на яичный белок»

21

Тема: « Влияние ультрафиолетового излучения на яичный белок».

Оглавление

1. Введение стр. 3

2. Основная часть стр. 5

3. Подготовительная работа

   1. Практическая работа

а) измерение силы тока, напряжения и сопротивления яичного белка

б) определение длины и площади образца яичного белка.

в) вычисление удельного сопротивления яичного белка

4. Заключение стр. 7

Библиографический список стр. 9

Введение

Проблема влияния ультрафиолетового излучения (УФИ) на живые организмы вызывает непреходящий интерес в связи с тем. Что ультрафиолетовое излучение является естественным экологическим фактором, участвующим в эволюции всех жизненных форм на земле. Ультрафиолетовые лучи - это электромагнитные волны с длиной волны меньше, чем у фиолетового света. Ультрафиолетовые лучи невидимы, но действие их на сетчатку глаза и кожу велико и разрушительно. Ультрафиолетовое излучение солнца недостаточно поглощается верхними слоями атмосферы. Поэтому высоко в горах нельзя длительное время оставаться без темных очков и без одежды.

В малых дозах ультрафиолетовые лучи оказывают целебное действие. Умеренное пребывание на солнце полезно: ультрафиолет способствует росту и укреплению организма. Кроме прямого действия на кожу, ультрафиолетовые лучи оказывают влияние на центральную нервную систему, стимулируя ряд важных жизненных функций организма.

Ультрафиолетовые лучи, наконец, обладают и бактерицидным действием. Они убивают болезнетворные бактерии и используются с этой целью в медицине.

Ультрафиолетовое излучение солнца и искусственных источников по рекомендации II Международного конгресса по физиотерапии и фотобиологии (1932г) разделяется на три области: А-400-320 нм; В- 320-275 нм; С-275-180 нм. В действии каждого из этих диапазонов на живые организмы есть существенные различия. Наибольшая биологическая активность свойственна коротковолновому ультрафиолетовому излучению (С-диапазону).

К счастью в солнечном излучении из-за эффективного поглощения озоном атмосферы коротковолновой ультрафиолетовое излучение не достигает поверхности Земли. Другое дело при искусственной соляризации ртутно-кварцевыми лампами коротковолновая часть спектра неизменно присутствует, т.к. резонансная линия излучения паров ртути имеет длину волны 250 нм Действие ультрафиолетовых лучей на кожу.

Жаркий летний день, яркое Солнце, безоблачное синее небо, берег реки. Вы лежите, подставив Солнцу свое тело. Проходят минуты блаженного полузабытья; ласкающие прикосновения солнечных лучей расслабляют мышцы, снимают ощущение усталости. Нагретые Солнцем участки кожи становятся розоватыми, горячими на ощупь. Это покраснение (калорическая эритема) появляется в результате нагрева кожи видимыми и инфракрасными лучами Солнца и прилива к ней крови. Оно исчезает почти сразу же после прекращения солнечной ванны.

Однако через 2-8 ч снова появляется покраснение кожи вместе с ощущением жжения. Это уже ультрафиолетовая эритема, отличающаяся от калорической некоторыми особенностями. Появляется она после скрытого периода, в пределах облученного участка кожи и сменяется загаром и шелушением. Длительность такой эритемы - от 10-12 ч до 3-4 дней. Покрасневшая кожа горяча на ощупь, чуть болезненна и кажется набухшей, слегка отечной.

По существу эритема представляет собой воспалительную реакцию, ожог кожи. Но это воспаление особое - безмикробное, асептическое. Если доза лучей слишком велика или кожа особенно чувствительна к ним, отечная жидкость, накапливаясь, отслаивает местами наружный покров кожи (эпидермис), образует пузыри. В тяжелых случаях появляются участки омертвения, некроза эпидермиса. Через несколько дней после исчезновения эритемы кожа темнеет и начинает шелушиться. По мере шелушения слущивается часть клеток, содержащих пигмент, загар бледнеет. Однако полностью он не исчезает через несколько недель и даже месяцев. Такова картина ультра фиолетовой эритемы, если ее наблюдать простым глазом.

Кожный покров, или эпидермис человека, состоит из большого количества клеточных слоев и имеет толщину 0,5 мм (рис. 17). Его назначение - защищать организм от повреждений, колебаний температуры, давления, служить барьером на пути инфекции. Наиболее глубокий зародышевый слой эпидермиса прилегает к собственно коже (дерме), в которой проходят кровеносные сосуды и нервы. В зародышевом слое идет непрерывный процесс размножения клеток; более старые оттесняются наружу молодыми клетками и отмирают. Пласты мертвых и умирающих клеток образуют наружный роговой слой эпидермиса толщиной 0,3 мм, который все время слущивается снаружи и восстанавливается изнутри.

Если падающие на кожу лучи поглощаются мертвыми клетками рогового слоя, они, естественно, не оказывают на организм никакого влияния. Эффект облучения зависит от проникающей способности лучей и от толщины рогового слоя. Чем короче волна ультрафиолетовых лучей, тем меньше их проникающая способность. Лучи короче 3100 А не проникают глубже эпидермиса. Более длинноволновые лучи достигают сосочкового слоя дермы, в котором проходят кровеносные сосуды. Значит, взаимодействие ультрафиолетовых лучей с веществом происходит исключительно в коже, главным образом в эпидермисе. Именно здесь начинается сложная цепь биохимических и физиологических сдвигов в организме, вызываемых ультрафиолетовой радиацией.

Самые большие изменения происходят в зародышевом слое эпидермиса, где поглощается основное количество ультрафиолетовых лучей. Процессы фотолиза и денатурации биополимеров приводят к гибели шиповидных клеток зародышевого слоя. Активные продукты фотолиза белков (гистамин, гистаминоподобные вещества, ацетилхолин и др.) вызывают расширение сосудов, отек кожи, выход лейкоцитов и другие типичные признаки эритемы. Продукты фотолиза, распространяясь по кровеносному руслу, раздражают также нервные окончания кожи и через центральную нервную систему рефлекторно воздействуют на все органы. Установлено, что в нерве, отходящем от облученного участка кожи, частота электрических импульсов повышается.

От состояния нервной системы зависит степень выраженности эритемы и даже возможность ее образования. Советские ученые (С. А. Бруштейн, А. Е. Щербак, А. Р. Киричинский, Г. С. Варшавер и др.) установили, что при ранениях, перерезках нервов, их воспалениях, при обморожениях эритема на соответствующих участках кожи либо вовсе не появляется, либо выражена очень слабо, несмотря на действие ультрафиолетовых лучей. Сон, наркоз, алкогольное опьянение, физическое и умственное утомление, заболевания угнетают образование эритемы. Поэтому эритема рассматривается как сложный рефлекс, в возникновении которого участвуют активные продукты фотолиза.

Первое научное описание эритемы дал в 1889 г. русский ученый А. Н. Маклаков, который изучил также действие ультрафиолетовых лучей на глаз (фотоофтальмию) и установил, что в основе их лежат общие причины. Слизистая оболочка глаза - конъюнктива - не имеет защитного рогового слоя, поэтому она более чувствительна к облучению, чем кожа. Резь в глазу, краснота, слезотечение, частичная слепота появляются в результате дегенерации и гибели клеток конъюнктивы и роговицы. Клетки при этом становятся непрозрачными. Длинноволновые ультрафиолетовые лучи, достигая хрусталика, в больших дозах могут вызвать его помутнение - катаракту.

В 1899 г. датский ученый Н. Финзен впервые применил ультрафиолетовые лучи для лечения некоторых болезней. Позже были подробно изучены и другие проявления действия этих лучей на организм, особенности эффекта, вызываемого разными участками ультрафиолетового спектра. Оказывается, эритему можно вызвать лучами двух разных спектральных областей. Из ультрафиолетовых лучей, содержащихся в солнечном свете, эритему вызывают лучи с длиной волны 2970 А. К лучам с меньшей и большей длиной волны эритемная чувствительность кожи снижается. Но с помощью искусственных источников излучения эритему удалось вызвать также лучами в 2500-2550 А. Лучи с длиной волны 2537 А дает резонансная линия излучения паров ртути, используемых в ртутно-кварцевых лампах.

Таким образом, кривая эритемной чувствительности кожи имеет двугорбый вид. Седловина между двумя максимумами не случайна - она образовалась за счет экранирующего, поглощающего действия рогового слоя кожи. Если удалить (осторожно срезать) отмершие слои ороговевших клеток, то лучи с длиной волны 2700-2800 А также вызывают в этом участке кожи покраснение, повышение температуры, легкую болезненность, отечность и другие признаки эритемы.Одно из средств защиты организма от перегревания - прилив крови к коже, расширение кожных сосудов. При этом увеличивается температура кожи и теплоотдача путем излучения (в инфракрасной области спектра), а также путем конвекции (нагрева прилегающего к коже слоя воздуха). Но если воздух и окружающие предметы сами имеют высокую температуру, вступает в действие еще один механизм отдачи тепла - испарение за счет потоотделения.

Все эти механизмы терморегуляции предназначены для защиты исключительно от видимых и инфракрасных лучей Солнца. Но большое количество ультрафиолета также опасно, и потому у человека одновременно с потоотделением включается и механизм защиты от ультрафиолетовых лучей. Пот, оказывается, содержит урокановую кислоту - вещество, хорошо поглощающее эти лучи благодаря наличию в его молекулах бензольного кольца.

В естественных условиях солнечного освещения вслед за эритемой развивается пигментация кожи, загар. Спектральный максимум пигментации (3400 А) не совпадает ни с одним из пиков эритемной чувствительности. Подбирая источник излучения, можно вызвать пигментацию без эритемы и наоборот.Эритема и пигментация не являются стадиями одного процесса, хотя они и следуют одна за другой. Это проявления разных, связанных друг с другом процессов. Кожный пигмент меланин образуется в клетках самого нижнего слоя эпидермиса - меланобластах. Исходным материалом для образования меланина служат аминокислоты тирозин, диоксифенилаланин, а также продукты распада адреналина. Ультрафиолетовые лучи ускоряют образование и накопление меланина.

Каков смысл загара, накопления меланина, если исходить из интересов организма? Он защищает клетки дермы, расположенные в ней сосуды и нервы от длинноволновых ультрафиолетовых, а также от видимых и инфракрасных лучей, вызывающих перегрев и тепловой удар.

Для защиты от ультрафиолетовых лучей большое значение имеет утолщение рогового слоя эпидермиса. Через один - три дня после образования эритемы в зародышевом слое эпидермиса начинается усиленное деление клеток. Эпидермис утолщается, количество слоев клеток увеличивается; через такой барьер ультрафиолетовым лучам проникнуть труднее. Если облучение повторяется, роговой слой продолжает утолщаться. Вот почему загоревшая кожа груба и шершава на ощупь.Природа использовала энергию ультрафиолетовых лучей для того, чтобы вызвать в организме защитную реакцию не только против этих лучей, но и против других лучей, входящих в состав солнечного спектра,- видимых и инфракрасных.Ближние инфракрасные лучи и видимый свет, особенно его длинноволновая, красная часть, проникают в ткани гораздо глубже, чем ультрафиолетовые лучи,- на глубину до 3-4 мм. Не пропустить эти лучи в глубь тела, защитить от перегрева нежные и привыкшие к постоянству температуры внутренние органы - вот одна из задач, с которыми великолепно справляется меланин. Гранулы темно-коричневого, почти черного пигмента поглощают в широкой области спектра.

Меланин - основной пигмент тела человека. Он придает окраску не только загоревшей коже, но и волосам, ресницам, радужной оболочке глаз. Меланин содержится и в пигментном слое сетчатки глаза, участвует в восприятии света.

Исходный продукт для образования меланина - аминокислота тирозин, которая под влиянием фермента тирозиназы окисляется в диоксифенилаланин. Присутствие фермента совершенно необходимо для образования меланина. Генетический дефект, сопровождающийся нарушением продукции тирозиназы, проявляется в отсутствие пигментации. Люди с таким дефектом имеют белые волосы, ресницы и розовые глаза (через радужную оболочку, лишенную пигмента, просвечивают кровеносные сосуды), носят название альбиносов. Отсутствие меланина не слишком беспокоит их. Однако против солнечных лучей они беззащитны. Пребывание под прямыми лучами Солнца означает для них ожоги, волдыри и даже некрозы.Но меланин - не просто пигмент, не пассивный защитный экран, отгораживающий ткани и внутренние органы от не в меру горячих лучей Солнца. Меланин - необыкновенное вещество, защитные функции которого в организме значительно шире и сложнее. Когда кванты ультрафиолетовых лучей поглощаются молекулами белков, нуклеиновых кислот и других органических соединений, один из вероятных результатов такой встречи - распад и расщепление молекул. Осколки разрушенных молекул, обладающие высокой биохимической активностью, носят название ионов, если они несут электрический заряд, и свободных радикалов, если они обладают неспаренным электроном, свободной валентностью. Свободные радикалы реагируют с молекулами белков и нуклеиновых кислот, дополняя и усиливая их непосредственное повреждение, порождают лавинообразно нарастающий процесс, подобный цепной реакции распада ядер урана, возбуждаемой потоком нейтронов. Остановить эту цепную реакцию - значит ослабить повреждающее действие излучения, предотвратить его опасные для здоровья последствия.

И с этой задачей меланин справляется великолепно. Молекулы меланина, образующиеся в результате окислительной конденсации тирозина, диоксифенилаланина, пирокатехина - это огромные полимерные молекулы с сетчатой структурой. В процессе окисления предшественников меланина также образуются свободные радикалы, так называемые семихиноны. Большинство из них, соединяясь, взаимно нейтрализуется, но часть сохраняет неспаренные электроны и в составе молекулы меланина. На вооружении современной науки состоит метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), позволяющий обнаруживать присутствие свободных радикалов. С помощью этого метода удалось показать, что гигантские сетчатые молекулы меланина обладают свойствами стабильных свободных радикалов. Более того, в звеньях этой сети легко «застревают», связываются, нейтрализуются другие свободные радикалы.Подобно чудесному защитному покрову, сетчатые молекулы меланина задерживают и обезвреживают активные, сильнодействующие осколки разрушенных ультрафиолетом молекул, не пропуская их в кровь, во внутренние среды организма. И эта защитная функция меланина не менее важна, чем поглощение тепловых лучей. Статистика бесстрастно утверждает, что рак кожи у лиц с сильно пигментированной кожей при равных условиях освещения Солнцем развивается примерно в 10 раз реже, чем у белых. Заслуга меланина здесь несомненна.

В природе существуют излучения, гораздо более высокоэнергетичные и сильнодействующие, чем ультрафиолетовое,- это рентгеновские и гамма-лучи. При их взаимодействии с живыми тканями свободные радикалы и ионы образуются значительно чаще и в больших количествах, чем при освещении кожи Солнцем. К тому же гамма-лучи проникают в тело человека на всю его глубину, и процесс расщепления молекул не ограничивается только кожей. Опасность повреждения органов и тканей свободными радикалами в этом случае неизмеримо больше, чем при освещении ультрафиолетом. Меланин кожи в этих условиях не может полностью выполнить свою защитную роль, так как не в силах задержать глубоко проникающее излучение. Но если большие молекулы меланина перевести в растворимое состояние (обработав его слабой Щелочью) и затем ввести в кровь, разрушительное действие ядерных излучений будет заметно ослаблено. Так защитные свойства меланина находят и новые, столь же важные и полезные применения.

Цель нашей работы заключается в следующем: рассмотреть влияние ультрафиолетового излучения на сопротивление яичного белка. ,

Для решения данного вопроса проводилось измерение вольтамперной характеристики облучённых и необлучённых образцов однодневного яичного белка.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить сопротивление яичного белка, так как жизнеспособность тканей определяется сопротивлением.

2. Определить сколько времени белок остается жизнеспособным под влиянием ультрафиолетового излучения.

3. Пронаблюдать изменений относительного сопротивления белка от времени вылежки.

4.По возможности выделить наиболее чувствительную часть белка, то есть, на какой тип аминокислот сильнее влияет ультрафиолетовое излучение.

II Основная часть

В данной работе приведены результаты экспериментального воздействия ультрафиолетового излучения на электрическое сопротивление яичного белка. Электри́ческое сопротивле́ние - физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему. Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления.

Сопротивление (часто обозначается буквой R или r) считается, в определённых пределах, постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

где

R - сопротивление;

U - разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника;

I - сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

Единицы и размерности

Размерность электрического сопротивления в СИ: В международной системе единиц (СИ) единицей сопротивления является Ом

Физика явления

Высокая электропроводность металлов связана с тем, что в них имеется большое количество носителей тока - электронов проводимости, образующихся из валентных электронов атомов металла, которые не принадлежат определённому атому. Электрический ток в металле возникает под действием внешнего электрического поля, которое вызывает упорядоченное движение электронов. Движущиеся под действием поля электроны рассеиваются на неоднородностях ионной решётки (на примесях, дефектах решётки, а также нарушениях периодической структуры, связанной с тепловыми колебаниями ионов). При этом электроны теряют импульс, а энергия их движения преобразуются во внутреннюю энергию кристаллической решётки, что и приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока.

В других средах (полупроводниках, диэлектриках, электролитах, неполярных жидкостях, газах и т. д.) в зависимости от природы носителей заряда физическая причина сопротивления может быть иной. Линейная зависимость, выраженная законом Ома, соблюдается не во всех случаях Сопротивление проводника при прочих равных условиях зависит от его геометрии и от удельного электрического сопротивления материала, из которого он состоит.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле:

Сопротивление однородного проводника также зависит от температуры.

Удельное сопротивление - скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения. Удельное сопротивление металлического проводника зависит от

концентрации свободных электронов в проводнике;

интенсивности рассеивания свободных электронов на ионах кристаллической решетки, совершающих тепловые колебания;

интенсивности рассеивания свободных электронов на дефектах и примесях кристаллической структуры.

Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро и медь. Очень велико удельное сопротивление у сплава никеля, железа, хрома и марганца - "нихрома". Удельное сопротивление кристаллов металлов в значительной степени зависит от наличия в них примесей. Например, введение 1 % примеси марганца увеличивает удельное сопротивление меди в три раза.

Литература

Сопротивление металлов снижается при понижении температуры; при температурах порядка нескольких кельвинов сопротивление большинства металлов и сплавов стремится или становится равным нулю (эффект сверхпроводимости). Напротив, сопротивление полупроводников и изоляторов при снижении температуры растёт. Сопротивление также меняется по мере увеличения тока/напряжения, протекающего через проводник/полупроводник.

Сопротивление человека

Для расчёта опасной величины силы тока, протекающего через человека при попадании его под электрическое напряжение частотой 50 Гц, сопротивление тела человека условно принимается равным 1 кОм[5]. Эта величина имеет малое отношение к реальному сопротивлению человеческого тела. В реальности сопротивление человека не является омическим, так как эта величина, во-первых, нелинейно по отношению к приложенному напряжению, во-вторых меняется во времени, в третьих, гораздо меньше у человека, который волнуется и, следовательно, потеет и т. д.

Серьёзные поражения тканей человека наблюдаются обычно при прохождении тока силой около 100 мА. Совершенно безопасным считается ток силой до 1 мА. Удельное сопротивление тела человека зависит от состояния кожных покровов. Сухая кожа обладает удельным сопротивлением порядка 10000 Ом·м, поэтому опасные токи могут быть достигнуты только при значительном напряжении. Однако при наличии сырости сопротивление тела человека резко снижается и безопасным может считаться напряжение только ниже 12 В. Удельное сопротивление крови 1 Ом·м при 50 Гц

Метрологические аспекты

Приборы для измерения сопротивления (постоянного тока)

Омметр

Измерительный мост

Комбинированные приборы (мультиметры, универсальные вольтметры и т. д.)

Средства воспроизведения сопротивления

Магазин сопротивлений - набор резисторов

Катушки электрического сопротивления

Для проведения эксперимента изготавливались образцы из однодневного яичного белка, состоящего в основном из яичного альбумина-67%. Облучение ультрафиолетовыми лучами проводилось с помощью ртутно-кварцевой лампы «ДРТ-400» в специальных кварцевых кюветах. Время облучения было различно и варьировалось от 10-бОсек (малые времена облучения) и от 20 до 10 минут - большие времена облучения. Далее методом вольтамперных характеристик измерялось электрическое сопротивление на характериографе типа 1575(ТК-4805)через определенные промежутки времени: от 50 до 60 минут, и так до 22 суток. Одновременно проводилось измерение контрольных образцов, не подвергавшихся ультрафиолетовому излучению. На одной из серий контрольных образцов измерялась температурная зависимость сопротивления в интервале от 0 до 60 °С. На рис.1 представлены кинетические кривые удельного сопротивления для малых и больших времен облучения. Как показано, чем больше время облучения, тем быстрее происходит спад или уменьшение сопротивления. Причем, если время облучения меньше трех минут, то даже через четверо суток возможно восстановление сопротивления белка до прежнего значения. При большем времени облучения такого не происходит.

Опыт№1 Строение яйца

Строение яйца птиц соответствует его назначению - оно содержит всё необходимое для развития нового организма. Питание зародыша обеспечивает желток. Существует два типа желтка - белый и жёлтый, они находятся в яйце чередующимися концентрическими слоями. Желток заключён в вителлиновую мембрану и окружён белком. Содержимое яйца окружено двумя подскорлупковыми оболочками, внутренней и наружной. Снаружи находится скорлупа, состоящая главным образом из карбоната кальция. После откладки яйца на его тупом конце постепенно образуется воздушная камера[3].

1. Скорлупа

2, 3. Подскорлуповая оболочка

4, 13. Канатик (халазы)

5, 6, 12. Белок (разный по консистенции)

7. Желточная оболочка

8, 10, 11. Желток

9. Зародышевый диск

14. Воздушная камера (пуга)

15. Кутикула

Древние римляне употребляли выражение (пословицу) от яйца до яблока или "Ab-ovo eque ad mala", что было основано на том, что обед у римлян должен начитаться с яйца и кончаться яблоком. Со временем о фруктах постепенно забыли, и осталось только «яйцо».

Это как бы притча-пословица, на самом деле с яйца начинается всякая жизнь.

Эволюционно природа хорошо потрудилась над формированием яйца. Сама форма яйца и сегодня вызывает восхищение , даже хрупкая скорлупа обтекаемости меньше подвергается разрушению при давлении за счет особой формы. Например, наседка (курица или птица) постоянно перекатывает под собой яйца, редко их давит. В природе характерная обтекаемая форма не дает яйцам выпадать из гнезда. В литературе можно найти утверждение исследователей о том, что яйцо может выдержать давление вдоль продольной оси до 10 килограммов, и в пять раз меньше давление в поперечном направлении.

Древние наши предки поклонялись яйцу. Еще в дохристианскую эпоху язычники, красочно отмечая приход весны, готовили к тому празднику писанки - разрисованные яйца. Эта традиция, раскрашивания яиц на праздник православия - Пасхи, сохранились во многих славянских народов. Техника разрисовки яиц различная. Однако, чаще всего расписание яиц происходит с применением воска.

Форма яйца птицы является загадкой природы, и сегодня во многих случаях используется человеком в быту. Например, форма яйца используется для создания емкостей для хранения в ней различных жидкостей, в том числе и питьевой воды. В.Дакаре (Сенегал) появился театр в яйцевидной форме. В архитектуре театра не было внутренних опор и помещение держится только на своем фундаменте.

В [1] нами впервые было предложено использовать куриное яйцо в качестве условного стандарта (эталона) биоэнергетики живого, измеряемого в единицах - вернад.

Формирование природой яйца

Английский исследователь Т.Картер, впервые вывел уравнения, которые описывают форму куриного яйца. Это два уравнения: первое уравнение описывает замкнутую кривую, близкую к эллипсу и соответствующую очертаниям яйца. Второе уравнение позволяет вычислять поверхность яйца. Из формул Картера можно вычислять объем яйца. Сам Картер проверял точность вычисления по формуле с экспериментальными данными, измеряя объем воды, вытесненной яйцом из сосуда. Совпадение было точным.

Несмотря на формулы формы яйца, на сегодня нет объяснения, почему яйцо имеет именно такую форму. В природе не у всех птиц яйца похожие на куриные. И еще форма снесенного яйца уже не изменяется, однако, для некоторого вида птиц, форма яиц может изменяться в небольших пределах.

В 1722 году немецкий орнитолог Гюнтер утверждал, что форма яйца является результатом давления, которые на яйцо оказывают мышцы яйцевода, где оно формируется. Это утверждение орнитолога справедливо и сейчас. Сначала яйцо формируется в форме ооцита, находящегося в яичнике курицы. Ооцит является зачатком, из которого формируется желток. Ооциты вызревают у кур-несушек по одному в день. Бывает, что одновременно созревает два ооцита, тогда у яйца будет два желтка. Образование яйца происходит в яйцеводе, который один у курицы. Отметим важную особенность, что у зародыша вначале развивается по два яичника и яйцевода разной симметрии: правые и левые. В процессе эмбрионного развития правые регрессируют и остаются только левые (!). Считается, что эта особенность характерна для птиц, хотя до сих пор этому нет объяснений.

Далее , освободившись от фолликулита, ооцит попадает в своего рода воронку - начало яйцевода, а затем в яйцевод, где происходит его оплодотворение и дальнейшее развитие. Стенками яйцевода вырабатывается альбумин, из которого состоит белок яйца. Этот процесс длится в среднем четыре часа. Окружающий желток тонкий, но плотный слой белковой оболочки образует спирально извитые тяжихалазы, которые поддерживают желток в центре яйца. Яйцо, теперь уже с белком, дальше движется по яйцеводу. Вокруг белка образуются две оболочки, которые вначале прочно соединены и затем разделяются. В конечном итоге яйцо попадает в матку. К этому моменту оболочки ослабляются, они как бы «плавают» вокруг белка. Затем в течение последующих пяти часов происходит постепенное проникновение воды и солей сквозь оболочки до тех пор, пока они снова не растянутся и яйцо «вздуется». В это же время в течение 15-16 часов происходит кальцинирование скорлупы.

В зависимости от формы яйцевода, яйцо встречает на своем пути различные сопротивления и становится более или менее продолговатым. Факт, что один конец яйца более округленный, а другой более заострен , связан с асимметрией воздействующих на него сил. Как это получается не ясно, но известно, что яйцо движется и выходит наружу тупым концом вперед.

В свое время, режиссером А.Чухраем, был создан научно-популярный фильм «Тайна куриного яйца», в котором авторы фильма провели своего рода научные исследования, которые показывают процесс зарождения жизни. Приведем конкретные детали, которые получили авторы фильма. В курином яйце, в скорлупе сделали окошечко, через которое был виден желток, закрыли его стеклышком и поместили в инкубатор. Над инкубатором поместили кинокамеру, которая снимала каждые 20 мин. процесс, происходящий с яйцом. Таким образом, камера сняла процесс, который происходил в течение 21 суток внутри яйца.

Оказывается, в яйце на желтом фоне есть более светлое пятно. На этом пятне появляется маленькая красная точка. Эта точка быстро увеличивается и начинает пульсировать. Это появляется сердечко(!). От него начинают расти тоненькие, как паучки лапки, кровеносные сосудики, по которым доставляются к нужному месту «материал» для строительства костей и черепа. Затем начинают формироваться внутренние органы и глаза. Потом все это закрывается кожицей. В конце концов, цыпленок клювиком пробивает скорлупу (!) и мокренький, беспомощный выходит на свет.

Фильм убедительно показывает, что у природы существует своя технология построения живого организма, которая практически не имеет полного объяснения пока в современной науке.

Цель: Установить зависимость удельного сопротивления от времени вылежки для различной

дозы ультрафиолетового облучения. Для определения удельного сопротивления изготавливались образцы

длиной 1сантиметр и площадью медных контактов 25 квадратных миллиметра.

Удельное сопротивление определяли по формуле

p= RS/L, где R=U/I

Для опыта взяли яичный белок и его набрали в медицинский шприц, снабжённый медными контактами -

электродами. Через электроды подключили шприц с яичным белком к физическому прибору (характериографу).

Характериограф - Z типа1575 (TR-4805) представляет прибор общего назначения,

служащий для исследования характеристик полупроводниковых приборов. Характериограф

.зволяет измерять ток и напряжение в широком диапазоне) от 1 микроампера

до 10 Ампер и от 0,1 Вольт

до 1000Вольт соответственно).

По истечении 2-3 мин после включения прибор является работоспособным, но в случае более

чувствительных или точных измерений целесообразно выждать время разогрева (30 мин).

Далее по углу наклона определяем значение сопротивления белка. зависимости I=f (и), т.е. вольтамперной

характеристики определим значение сопротивление яичного белка. По формуле p= RS/L

определили удельное сопротивление яичного белка, где S- площадь поверхности яичного белка, то есть площадь металлических пластин, прикреплённых к медицинскому шприцу с яичным белком.

L-длина яичного белка, то есть длина шприца. Площадь белка- 2,5 х10-5квадратных метра, длина- 0,01метра.

На основании результатов проведённых измерений сделали вывод.

Вывод: чем больше время облучения, тем быстрее происходит спад или уменьшение

сопротивления.

Опыт №2:

Цель: пронаблюдать изменения относительного сопротивления белка от вылежки.

Р- удельное сопротивление облученных образцов

Pо-удельное сопротивления необлученных образцов

Pо / р - относительное сопротивление, т.е. изменение сопротивления облученных

образцов, отнесенных к сопротивлению необлученных образцов при одних и тех же временных выдержках. На рис.2 показаны результаты изменения относительного сопротивления белка от вылежки.

Особое внимание следует обратить на поведение образцов подвергавшихся облучению в течение двух минут. При уменьшении сопротивления в первые трое суток, в интервале от трех до семи суток происходит некоторая стабилизация - сопротивления образца даже несколько увеличилась, затем наблюдалось резкое повторное падение сопротивления, сменившееся после непродолжительного периода стабилизации резким повышением сопротивления почти до первоначального его значения. Подчеркнем, что сопротивление является структурно- чувствительным параметром среды, и, его уменьшение связано с процессами денатурации белка,

обусловленное фотоактивацией белка.

Вывод: можно предположить, что кратковременно до двух минут облучённый белок ещё способен на денатурацию. Большое время облучения приводит к необратимым изменениям сопротивления.

Заключение.

В результате проведённой работы было установлено следующее:

1.Удельное сопротивление зависит от дозы ультрафиолетового излучения

2.Относительное сопротивление белка зависит от вылежки.

3.Чем больше время облучения, тем менее жизнеспособным становится белок.

Причем, если время облучения меньше трёх минут, то даже

через четверо суток возможно восстановление сопротивления белка до прежнего значения. При

больших временах облучения такого не происходит.

Электрическое сопротивление является структурно-чувствительным параметром среды, и его уменьшение связано с процессами денатурации белка , сопровождающимся на наш взгляд, распадом четвертичной и третичной структуры белка за счёт разрыва самых слабых(возможно водородных) связей. При кратковременном облучении ультрафиолетовыми лучами такие связи могут восстанавливаться. Под влиянием большой дозы облучения происходит значительное разрушение белковых структур. Полученные результаты показывают необходимость осторожного подхода по всем видам соляризации, особенно для детей младшего возраста.

Можно предположить, что ультрафиолет вызывает старение белковых структур, аналогично тому, как это происходит при естественной вылежке яиц при комнатной температуре,

Разница только в том, что в облучённых образцах старение происходит гораздо быстрее.

Таким образом, наряду с положительным влиянием ультрафиолетового излучения нельзя забывать и о его негативном действии - ускоренным процессом старения живых организмов.

Библиографический список:

1. Г.С. Лаидсберг «Элементарный учебник физики».

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление Стр.110-114

2. И.В. Черныш, энциклопедия «Хочу все знать».

УФ излучение Стр.71

3. Соросовский Научный журнал.

Молекулярная эволюция Стр.53-57

4. Прибор «Характериограф» (инструкция).

Принцип работы и устройство характеригрофа Стр.3-5

Основные выводы:

1. УФ излучение влияет на сопротивление яичного белка.

2. По изменению сопротивления можно установить жизнеспособность живой клетки (яичного белка). .

3. Существует критическое время облучения ультрафиолетом, превышение которого приводит к гибели белка.

4. УФ несет в себе положительные и отрицательные качества. В больших дозах приносит вред.

5. Нужен осторожный подход ко всем видам соляризации, особенно для детей младшего возраста.

6. Практическое применение: результаты исследования могут, использованы при санации продукции птицефабрик ультрафиолетом.

Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего исследования влияния ультрафиолета на отдельные аминокислотные составляющие белка.

Дополнительную информацию предполагаю получить с помощью исследования инфракрасной спектроскопии ( ИК спектры) белковых структур.