Методические рекомендации для студентов 3 курса биологического факультета

14
 
биологических объектов. Поляризационные явления могут быть элиминированы 
при достаточно высокой частоте тока, что привело к широкому распростране-
нию методов измерения сопротивления биологических тканей при переменном 
токе. 
Лабораторная работа 1. 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСИИ 
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ 
Цель работы: изучить зависимость электропроводности (сопротивления) 
биологических тканей от их состояния. 
Задачи работы: а) определить импеданс листа растения в нормальном со-
стоянии, при обработке парами эфира и после нагревания; б) установить зависи-
мость сопротивления суспензии дрожжей от ее концентрации в нормальном со-
стоянии и после нагревания. 
При прохождении переменного тока различной частоты через живую ткань 
отмечается явление дисперсии электропроводности, когда при повышении час-
тоты тока сопротивление живой ткани уменьшается до некоторой предельной 
величины. Это явление обусловлено гетерогенностью клеточных структур и ве-
ществ цитоплазмы, а также структурированной организацией клетки. При дей-
ствии внешнего электрического поля происходит ориентация всех заряженных 
частиц, молекул, ионов и диполей, а также структур с индуцированным зарядом 
против поля. Ионы при перемещении по полю накапливаются на внутренних и 
клеточной мембранах. Все эти факторы создают емкостное сопротивление 
внешнему электричекому току. При изменении частоты тока происходит переза-
рядка мембран, переориентация молекул. Поскольку у молекул и структур раз-
личные размеры и величины зарядов, то они имеют различное время релаксации. 
Поэтому с увеличением частоты тока часть из них (в первую очередь крупные 
частицы) не успевает переориентироваться и не участвует в создании внутрен-
ней ЭДС, вследствие чего ее величина уменьшается. 
В первом приближении эта теория удовлетворительно объясняет явление 
дисперсии электропроводности живой ткани. Но она не вскрывает причин изме-
нения ее электропроводности при различных физиологических состояниях. 
Суммарная величина сопротивления называется импедансом. Она включает 
в себя геометрическую сумму активного и реактивного составляющих. Для мо-
делирования проводниковых свойств живых тканей предлагается множество эк-
вивалентных схем. На практике для определения сопротивления живых систем в 
основном используют мостовые схемы с параллельным включением сопротив-
ления и емкости в компенсирующее плечо. Такая схема может лишь в первом 
приближении моделировать живые системы. Для схемы с параллельным соеди-
нением элементов импеданс выражается формулой: 

---

15
Z
R
w
R
c
=
+
⋅
⋅
1
2
2
2
, 
где R - активное сопротивление, Ом; c - емкость, Ф; f - частота тока, Гц; w=2
⋅f⋅π. 
Принадлежности: генератор звуковой частоты, осцилограф, магазины со-
противлений и емкостей, камера с серебряными электродами. 
Ход работы 
1. Включить генератор низкой частоты и ручкой “Рег. выхода” установить 
напряжение 25 В (см. рис. 6). 
Рис.6. Схема измерения 
дисперсии сопротивления и емкости 
живой ткани: 
R
1
и С
1
- магазины сопротивлений 
и емкостей; R
Х
, C
Х
- измеряемые 
сопротивления и емкость; 
1-осциллограф; 2 генератор 
напряжения 
2. Включить осциллограф и после прогревания в течение 10 мин. отрегули-
роавть луч. 
3. Проверить работу мостовой схемы. Для этого подключить имитат живой 
ткани включающий в себя активное сопротивление 12 кОм и реактивное - 0,022 
мкФ, в плечо Х. Вращением ручек магазинов сопротивлений и емкостей уравно-
весить плечи по минимальной амплитуде колебаний луча осциллографа. 
4. Удалить кожицу двух листьев толстянки или каланхоэ на участках, к ко-
торым будут прикладываться электроды рабочей камеры. (Старайтесь не повре-
ждать внутренние ткани листа). Один лист поместить в стаканчик с водой и вы-
держать в течение 15 мин. при температуре 60
° С. Другой лист расположить в 
рабочей камере и провести измерение его активного и реактивного сопротивле-
ний при частотах 50, 100, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 и 16000 Гц. При рас-
счетах пользоватья формулами: R
Х
=R
⋅10; C
Х
=C
⋅0,1. 

---