Autorzy:

Michał Gąsior, Kamil Kos, Elżbieta Żaba, Magdalena Pilarz, Wojciech Piwowarczyk, Andrzej
Grzenda, Anna Ostafin, Aleksandra Mik, Asia Grzybowska, Małgorzata Tęcza, Monika Żmuda,
Przemysław Góralczyk, Dominika Kamińska, Agnieszka Bryk, Michał Habura, Bartosz Madziar, Ewa
Sowińska, Asia Żeglińska, Agata Wrona, Agnieszka Talaga, Piotr Szymaszek, Agnieszka Suliga, Asia
Tarnawska, Żaneta Jaworska, Katarzyna Filipek, Marta Kozioł, Anna Giza, Agnieszka Wandor,
Magdalena Chojdacka, Mateusz Belicki, Anka Brzeska, Asia Sowa, Monika Cichocka, Paulina
Brzozowska, Kasia Linek, Karola Bzukała, Marta Jaszewska, Katarzyna Adamczyk, Bartłomiej
Pabian, Julia Dziadkowiec, Przemysław Szajba, Kamila Frąckowiak, Jacek Wesół, Bartłomiej Wilk

Opracowanie
zagadnień do
egzaminu
inżynierskiego

grudzień 2011

1

Spis treści:

Automatyka i robotyka

2

Biochemia

7

Biocybernetyka

22

Biofizyka

30

Biomateriały

41

Biomechanika Inżynierska

44

Chemia organiczna

48

Cyfrowe przetwarzanie sygnałów

59

Elektroniczna aparatura medyczna

65

Fizyka medyczna

73

Grafika komputerowa

82

Implanty i sztuczne narządy

85

Języki programowania

90

Materiałoznawstwo

107

Projektowanie wspomagane komputerem

112

Sensory i pomiary wielkości nieelektrycznych

117

Techniki obrazowania medycznego

124

2

Automatyka i Robotyka

1. Jaki jest warunek konieczny i wystarczający stabilności układu:

Koniecznym i dostatecznym warunkiem stabilności asymptotycznej układu jest, aby pierwiastki równania
charakterystycznego układu zamkniętego leżały w lewej półpłaszczyźnie płaszczyzny zmiennej zespolonej s
(miały ujemne części rzeczywiste).

ŹRÓDŁO: wykład nr 7, slajd 15

2. Jakim układem jest obiekt z samowyrównaniem:

Obiekty regulacji podobnie jak inne elementy automatyki klasyfikuje się ze względu na ich własności
dynamiczne. Biorąc pod uwagę końcową wartość odpowiedzi skokowej rozróżnia się dwie grupy obiektów:



obiekty statyczne (z samowyrównaniem), których wartości odpowiedzi skokowej dążą do

wartości skończonej (nie mają działania całkującego)


obiekty astatyczne (bez samowyrównania), których wartości odpowiedzi skokowej dąży do

nieskończoności (mają działanie całkujące).

Automatyka i robotyka wykład 8 slajd 11

3. Głównym prawem (zadaniem) układu regulacji jest:

Utrzymanie uchybu e na poziomie bliskim zeru.

ŹRÓDŁO: wykład nr 8, slajd 5; wykład nr 1 slajd 15

4. Co to jest transmitancja operatorowa:

Transmitancja operatorowa jest to stosunek transformaty Laplace’a sygnału wyjściowego Y(s) do transformaty
Laplace’a sygnału wejściowego X(s), przy założeniu, że wszystkie warunki początkowe są zerowe.

ŹRÓDŁO: wykład nr 3, slajdy 7-9

5. Co to jest uchyb regulacji

Jest to różnica pomiędzy wartością zadaną a regulowaną.
W przebiegu uchybu regulacji e(t) można wydzielić dwie składowe:



Uchyb ustalony eu- występuje wtedy, gdy układzie dla t->∞ przy danym sygnale sterującym i danych
sygnałach zakłócających sygnał wejściowy ustala się. Przy wymuszeniu skokowym uchyb nosi nazwę
uchyby statycznego



Uchyb dynamiczny ed(t) - występuje w stanie przejściowym

e(t)= eu+ed(t)

Wywołany może być przez:



zakłócenia



zmianę wartości zadanej



zmianę parametrów układu

ŹRÓDŁO: wykład nr 8, slajd 2

3

6. Sygnały deterministyczne to:

Sygnały w układach sterowania dzielimy ze względu na sposób opisu:



Sygnały deterministyczne -można opisać określoną zależnością matematyczną w postaci opisu
parametrycznego lub nieparametrycznego. Można je również podzielić na: poliharmoniczne ,
harmoniczne, prawie okresowe i przejściowe



Sygnały losowe

źródło: automatyka i robotyka wykład 4 slajd 9

7. Czynnikami wpływającymi na dokładność manipulatora są:



Błędy obliczeniowe



Dokładność obróbki poszczególnych elementów konstrukcyjnych



Elastyczność poszczególnych członów



Luzy w przekładniach



Wiele innych elementów statycznych i dynamicznych

źródło: Automatyka i Robotyka wykład 13 slajd 14

8. Co to jest liczba stopni swobody

Liczba zmiennych położenia, jaką należy podać w celu jednoznacznego określenia układu w przestrzeni. Człon
swobodny posiada w przestrzeni sześć stopni swobody: trzy translacje oraz trzy rotacje.

źródło: automatyka i robotyka wykład 12 slajd 17

9. Nastawy regulatora PID można dobrać metodą Zieglera-Nicholsa:

Metoda Zieglera-Nicholsa polega na doprowadzeniu układu do granic stabilności (oscylacje niegasnące) poprzez
zwiększanie wzmocnienia K. Wzmocnienie, dla którego układ znajdzie się na granicy stabilności nosi nazwę
wzmocnienia krytycznego Kkr. Nastawy regulatora oblicza się w omawianej metodzie w oparciu o wzmocnienie
krytyczne Kkr oraz okres oscylacji Tos (czyli okres oscylacji odpowiedzi otrzymanej dla wzmocnienia
krytycznego).

K = 0,6*Kkr
Ti = 0,5*Tos
Td = 0,125*Tos
(P = K, I = K/Ti, D = K*Td)

źródło: Instrukcja do laboratorium nr 3

10. Co to jest charakterystyka częstotliwościowa:

Odpowiedź obiektu w stanie ustalonym na sinusoidalny sygnał wejściowy.

źródło: automatyka i robotyka wykład 5 slajd 5,

11. Co to jest dokładność dynamiczna układu automatycznej regulacji:



Dokładność dynamiczna - zdolność układu do wiernego i szybkiego śledzenia zmiany wartości zadanej.



Dokładność statyczna - zdolność układu do utrzymywania wartości regulowanej jak najbliżej wartości
zadanej w stanie ustalonym, czyli po zakończeniu stanu przejściowego.

4

ŹRÓDŁO Wykład nr 8 (Ocena jakości), slajd 3

12. Jakie są podstawowe własności transmitancji:

Transmitancja układu automatyki:



jest jego modelem matematycznym



jest własnością samego układu, niezależną od wielkości i natury sygnału wejściowego



przedstawia związek pomiędzy sygnałami wyjściowym a wejściowym, nie dostarcza natomiast żadnej

informacji na temat fizycznej struktury układu



jeśli jest znana, to możemy określić sygnał wyjściowy dla różnych sygnałów wejściowych



daje pełny opis charakterystyk dynamicznych układu (w odróżnieniu od opisu fizycznego układu)



transmitancje wielu fizycznie różnych układów mogą być identyczne



Postać transmitancji operatorowej stanowi kryterium klasyfikacji elementów automatyki

źródło: Wykład 3, slajdy 10-11

13. Czym charakteryzują się układy liniowe:



opisane są liniowymi równaniami algebraicznymi, różniczkowymi, itp.,



charakterystyki statyczne są liniami prostymi, a własności dynamiczne można opisać za pomocą
liniowego równania różniczkowego o stałych współczynnikach,



Spełniają zasadę superpozycji,



odpowiedź układów liniowych może być także wyrażona jako splot wejścia x(t) i odpowiedzi
impulsowej g(t) układu

źródło: wykład nr 4 slajdy 4,6

14. Co mówi zasada superpozycji:

Układ spełnia zasadę superpozycji, jeżeli odpowiedź na wymuszenie u będące kombinacją liniową wymuszeń u

1

,

u

2

,,..,u

n

równa się kombinacji liniowej odpowiedzi y

1

,y

2

,…, h

m

, przy czym y

i

jest odpowiedzią układu na

wymuszenie u

i

15. Układy regulacji stałowartościowej charakteryzują się:

Rodzaje regulacji :



Regulacja stałowartościowa- polega na utrzymywaniu stałej wartości wielkości regulowanej (wartość
zadana w= const)



Regulacja programowa



Regulacja nadążna

Źródło: Automatyka i Robotyka wykład 8 slajd 8,

16. Układy regulacji nadążnej charakteryzują się:

Sygnał wejściowy zmienia się dowolnie, zgodnie z wymogami procesu technologicznego natomiast sygnał
wyjściowy nadaje precyzyjnie za tymi zmianami.

źródło: wykład 1, slajd 13

5

17. Podstawowymi elementami schematów blokowych są:



Elementarne bloki dynamiczne – są symbolami operacji matematycznych wykonywanych na sygnałach
wejściowych i wytwarzających odpowiednie sygnały wyjściowe. Przedstawione są w postaci
prostokątów, z umieszczonymi wewnątrz informacjami dotyczącymi ich właściwości- w układach
liniowych zwykle podaje się transmitancje operatorową.



Węzły zaczepowe - umożliwiają przekazanie tej samej informacji do kliku różnych punktów schematu
blokowego (jedno wejście i co najmniej dwa wyjścia).



Węzły sumacyjne – umożliwiają algebraiczne sumowanie kilku sygnałów (jedno wyjście i co najmniej
dwa wejścia z uwzględnieniem znaku sygnału) 3

źródło: Automatyka i Robotyka wykład 6 slajdy 4-6

18. Zastosowanie jakiego regulatora pozwoli na zlikwidowanie uchybu statycznego:

Regulatora całkującego

źródło: wykład 8, slajd 12

19. Warunkiem koniecznym i wystarczającym stabilności układów liniowych według kryterium Hurwitza jest:

Warunkiem koniecznym i wystarczającym żeby układ liniowy stacjonarny ciągły był stabilny asymptotycznie jest,
aby:



Wszystkie współczynniki równania charakterystycznego powinny być różne od zera i jednakowego
znaku



Wszystkie podwyznaczniki główne (minory) wyznacznika Hurwitza powinny być większe od zera

Stabilność nieasymptotyczna:



występuje, gdy w równaniu charakterystycznym współczynnik a0=0



Po podzieleniu stron równania przez s otrzymujemy równanie stopnia n-1 w odniesieniu do
którego stosujemy kryterium Hurwitza,

źródło: Automatyka i Robotyka wykład 7 slajd 39,31,

20. Co w algebrze grafów oznacza pojęcie kaskada:

Kaskada - ścieżka zaczynająca się w węźle źródłowym i kończąca w węźle odbiorczym (y

1

->y

2

->y

3

->y

4

)

połączenie kaskadowe i łańcuchowe-> połączenia szeregowe

automatyka i robotyka wykład 6 slajd 12, 31

21. Podstawowe elementy algebry grafów to:



węzeł źródłowy,



węzeł odbiorczy,



węzeł pośredni,



ścieżka,



kaskada,



pętla,



pętla własna,



podgraf

6

Podgraf - wydzielona część grafu ,



Węzeł źródłowy - z takiego węzła gałęzie tylko wychodzą



Węzeł odbiorczy - do takiego węzła gałęzie tylko dochodzą



Węzeł pośredni - do takiego węzła gałęzie zarówno dochodzą jak i wychodzą



Ścieżka - droga sygnałów, będąca zbiorem następujących po sobie gałęzi, którymi sygnały
kolejno

przepływają

i

tylko

raz

przechodzą

przez

poszczególne

węzły

Kaskada- ścieżka zaczynająca się w węźle źródłowym i kończąca w węźle odbiorczym



Pętla - ścieżka zaczynająca się i kończąca w tym samym węźle



Pętla własna - pętla zawierająca tylko jedną gałąź

źródło: wykład nr 6, slajd 31

22. W którym miejscu układu regulacji może być umiejscowiony regulator:

Bezpośrednio przed obiektem sterowanym

23. Czym się charakteryzują modele parametryczne

sygnał jest określony przez przyjęte wartości współczynników

źródło: wykład 1, slajd 27, wykład 4 slajd 13

24. Czym charakteryzują się układy niestacjonarne:

układy zmienne w czasie, jeżeli co najmniej jeden ze współczynników równania (parametrów obiektu) jest
zależny od czasu

źródło: wykład 1, slajd 34

25. Regulatory o działaniu pośrednim to:

korzystają z energii pomocniczej, czyli wymagają elementu wykonawczego

źródło: wykład nr 8, slajd 27

7

Biochemia

26. Czym charakteryzuje się komórka eukariotyczna?

Komórka eukariotyczna posiada:



jądro komórkowe



materiał genetyczny: wiele liniowych DNA, upakowanych w formie chromosomów z udziałem białek
m.in. histonów



mitochondria



błona komórkowa zawierająca cholesterol



rybosomy 80S



lizosomy



aparat Golgiego



cytoszkielet



egzo-i endocytoza



podział komórki przez mitozę i mejozę



retikulum endoplazmatyczne



wakuole (u roślin, grzybów i niektórych protistów)



chloroplasty (w komórkach fotosyntetycznych –rośliny, niektóre protisty)



ściana komórkowa występuje u roślin, grzybów i niektórych protistów

Komórka eukariotyczna:



większa od prokariotycznej,



rosną w ściśle określonym środowisku,



posiadają wyspecjalizowane organelle ( jądro komórkowe, błona komórkowa, mitochondria,
rybosomy, lizosomy, aparat golgiego, reticulum endoplazmatyczne, ściana komórkowa /rośliny/,
wakuola /rośliny, protesty grzyby/, chloroplasty / rośliny i glony/),



element budowy organizmów wielokomórkowych,



posiadają system sygnalizacji międzykomórkowej,



wewnątrzkomórkowa komunikacja i transport.

źródło: wykład 2 z notatek własnych

27. Jakie procesy zachodzą w mitochondriach?

Oddychanie komórkowe. Synteza ATP.
Mitochondria odpowiedzialne są za przetwarzanie energii z utlenionych związków organicznych, etapem
pośrednim jest powstanie różnicy stężeń protonów (H

+

) po dwóch stronach błony śródplazmatycznej.

8

Regulowanie potencjału błonowego



Apoptoza



Regulacja stanu redoks komórki



Synteza hemu



Synteza sterydów



Cykl mocznikowy –tylko w mitochondriach wątroby

źródło: Biologia, WSiP.,

28. Czym charakteryzują się lizosomy?



kształt kulisty,



otoczona pojedyncza błoną cytoplazmatyczną,



cześć wewnątrzkomórkowego układu trawiennego



za pomocą enzymów hydrolitycznych rozkłada substancje wielkocząsteczkowe ( białka, kwasy
nukleinowe, lipidy, cukry) na prostsze składniki,



środowisko wewnętrzne lizosomy jest kwaśne pH ok. 5,



autofagocytoza – recykling produktów komórki,



destrukcja komórki.

Rodzaje lizosomów:



trawienne – rozkład substancji,



magazynujące – magazynowanie substancji,



„grabarze” – rozkład obumarłych składników cytoplazmy

źródło: Słownik Biologia. Biologia, WSiP. Wykład 2.

Środek lizosomów to pH około 5, natomiast cytozol jest alkaliczny (7.2), co powoduje, że enzymy lizosomu są
nieaktywne po wypłynięciu z lizosomu.

29. Czym różnią się komórki należące do różnych tkanek (np. komórka nerwowa i mięśniowa)?

Komórki tkanki nabłonkowej



budowa: Ścisłe przyleganie komórek, minimalna ilość szczelin i substancji międzykomórkowych,
komórki ustawione na błonie podstawnej. Mogą zawierać wyspecjalizowane typu komórek jak:
komórki chłonne, rzęskowe, wydzielnicze.



funkcje: Pokrywająca, współtworzenie gruczołów m.in. gruczoły łojowe, ślinianki, zmysłowe m.in. kubki
smakowe, siatkówka oka.



rodzaj: nabłonek wielowarstwowy nabłonek jednowarstwowy ( sześcienny, walcowaty, wielorzędowy)

Komórki tkanki mięśniowej



budowa: m. szkieletowy : włókna mięśniowe - wielojądrowe, wyraźne prążkowanie. m. gładki: jedno
jądro, komórki cienkie i wydłużone. m. sercowy: komórki powiązane połączeniami przewodzącymi
bodźce elektryczne, cechy pośrednie pomiędzy m. szkieletowym a gładkim.



funkcje: ruch kończyn i narządów wewnętrznych, zapewnienie stałej cyrkulacji krwi w organizmie
(skurcze mięśnia sercowego oraz mięśni w ścianach tętnicy)



rodzaj: mięsień szkieletowy ( poprzecznie prążkowany), mięsień gładki, mięsień sercowy

Komórki tkanki nerwowej



budowa: akson z otoczkom mielinową, komórkami Schwanna, przewężeniem Ranviera, ciało komórki
(z jądrem komórkowym), dendryty



funkcje: przesyłanie informacji, komórki glejowe – funkcja pomocnicza



rodzaj: neurony, komórki glejowe

Komórki tkanki łącznej

9



budowa: osteocyty – komórki kostne z licznymi wypustkami, chondrocyty – komórki chrzęstne,
komórki tłuszczowe, leukocyty, erytrocyt, trombocyty etc.



funkcje: komórki chrzęstne i kostne – funkcja budulcowa, komórki tłuszczowe gromadzą tłuszcz, krew
– transport, limfa – rozprowadza limfocyty, transport tłuszczów pokarmowych.



rodzaje: włóknista ( luźna, zbita), wyspecjalizowana ( tłuszczowa żółta i brunatna, siateczkowa,
galaretowata), szkieletowa ( chrzęstna i kostna).

źródło: Alberts.Podstawy biologii komórki. str. 32-33


Różnica pochodzenia poszczególnych tkanek(z jakich listków zarodkowych pochodzą):



ektoderma (zewnętrzny listek zarodkowy): z niej powstaje układ nerwowy i narządy zmysłów



mezoderma (środkowa warstwa zarodkowa): z niej rozwija się tkanka mięśniowa

Cells of different tissues:



have different gene expression



are structured differently, which leads to differences in their function



have different types of surface proteins



contain three parts: the cell membrane, the nucleus (krwinki czerwone - bezjądrzaste), and the
cytoplasm KLIK



have different complement of enzymes



respond differently to hormonal signals



posiadają różną ilość organelli (limfocyty - dużo lizosomów, komórki mięśniowe - dużo mitochondriów,
wiele jąder)



są różnego kształtu (komórki mięśniowe - podłużne) i różnie upakowane (rozmieszczone)



różnią się możliwościami regeneracji (np. komórki wątroby szybko, komórki nerwowe wolno)

A nonliving material, called the intercellular matrix, fills the spaces between the cells. This may be abundant in
some tissues and minimal in others (e.g. the cells in epithelial tissue are tightly packed together with very little
intercellular matrix). The intercellular matrix may contain special substances such as salts and fibers that are
unique to a specific tissue and gives that tissue distinctive characteristics. There are four main tissue types in
the body: epithelial, connective, muscle, and nervous.

30. Czym charakteryzuje się gen?

Gen:



jednostka dziedziczności,



koduje białko,



może być włączony lub wyłączony w zależności od potrzeby i miejsca, w którym się znajduje,



zawiera informacje o kwasie rybonukleinowym( rRNA, tRNA)

W zależności od efektów działania, np. wpływu na wykształcenie się cech morfologicznych organizmu, wyróżnia
się różne kategorie genów: 1) geny dominujące i recesywne, 2) geny plejotropowe - wpływające na
wykształcenie kilku różnych cech, 3) geny kumulatywne (poligeny, polimeryczne) - których działanie sumuje się
z działaniem innych genów, 4) geny dopełniające - współdziałające z innym genem w wykształceniu danej cechy,
5) subletalne - obniżające żywotność organizmu lub letalne - prowadzące do jego śmierci (np. gen powodujący
wystąpienie braku krzepliwości krwi u zwierząt lub gen uniemożliwiający wytwarzanie chlorofilu u roślin), 6)
epistatyczne i hipostatyczne.



Ze względu na mechanizm działania wyróżniamy: 1) strukturalne - zawierają informację dotyczącą
biosyntezy białka, 2) regulatorowe (regulatory) - regulują aktywność genów strukturalnych.



Zespół genów we wszystkich chromosomach danego organizmu określa się jako genotyp

źródło: notatki z wykładu 3.

10

31. Czym charakteryzuje się kwas rybonukleinowy, RNA?

Rodzaje RNA eukarionta



rRNA (rybosomalny) stanowi element budujący rybosomy,



tRNA ( transportujący) to czytnik a zarazem cząsteczka transportująca aminokwasy w procesie



mRNA (informacyjny) jest pośrednikiem pomiędzy jądrem komórkowym a biosyntezy,



rybosomami w przekazywaniu informacji genetycznej



hnRNA (heterogenne jądrowe),



snRNA ( mały jądrowy) – funkcje enzymatyczne przy wycinaniu intronów z transkryptów,

RNA:



zasady azotowe: uracyl, adenina, guanina, cytozyna



cukier : ryboza



cząsteczka – jednoniciowa



wielkość cząsteczki – mniejsza niż DNA



materiał genetyczny głownie wirusów,



kolejność ułożenia zasad azotowych jest lustrzanym odbiciem kolejności ułożenia w matrycy nici DNA (
takie same jak w nici kodującej),

źródło: notatki z wykładu 5.

32. Na czym polega zasada komplementarności zasad azotowych w DNA i RNA?

komplementarność zasad azotowych, genet. zjawisko o zasadniczym znaczeniu dla dziedziczności, polegające na
przestrzennym i chemicznym dopasowaniu par zasad azotowych występujących w kwasach nukleinowych.

G – C potrójne wiązanie
A – T (U) podwójne wiązanie

źródło: Encyklopedia, PWN.

33. Czym charakteryzuje się proces replikacji DNA w komórce eukariotycznej?

Replikacja – proces podwajania informacji genetycznej w wyniku, której otrzymuje się dwie dokładne kopie
cząsteczki macierzystej.

Przebieg:
1. Inicjacja



początek w miejscu inicjacji replikacji ( origin wiele u eukariontów),



przywiązanie białek powodujących lokalne rozplecenie DNA,



rozpoczęcie replikacji wymaga syntezy starterów ( odcinki RNA) , które są następnie usuwane
i zastępowane odcinkami DNA,



nowe łańcuchy DNA są tworzone w widełkach replikacyjnych,

2. Elongacja



wydłużenie jednej z nici odbywa się zgodnie z ruchem widełek replikacyjnych, w sposób ciągły nić

wiodąca,



wydłużenie drugiej nici odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych,

w sposób nieciągły – powstają fragmenty Okazakim, nic opóźniona.



Do nici DNA przyłączane są wolne nukleotydy w sposób komplementarny, a następnie są spajane

przez polimerze DNA.

3. Terminacja

Proces ulega zakończeniu w miejscu zetknięcia się widełek replikacyjnych przebiegających w przeciwnych

kierunkach.

11

Charakterystyka:



z jednej „starej” spirali DNA powstają dwie siostrzane złożone z nici potomnej i nowej nici ( replikacja
jest (semikonserwatywna) .



Proces zachodzi w jądrze komórkowym stadium między podziałowym i poprzedza podział jądra
komórkowego na jądra potomne.



wiele miejsc początku,



proces dwukierunkowy, przebiega jednocześnie na obu niciach DNA.



synteza w kierunku od końca 5` do końca 3`,



widełki replikacyjne są asymetryczne

źródło: Biologia, WSiP. Portalwiedzy.onet.pl.

34. Czym charakteryzuje się proces transkrypcji??

Odbywa się w jądrze u eukarionty, a w cytozolu u prokarionta.
DNA jest tłumaczone na sekwencje RNA.
Transkrypcja zaczyna się od wiązania polimerazy RNA z promotorem, następnie przesuwa się wzdłuż nici DNA
i dodaje

komplementarne

nukleotydy

RNA.

Proces

zatrzymuje

kodon

STOP.

Podwójna helisa jest rozplątywana, na krótkim odcinku przez aparat transkrypcyjny, po dodaniu zasady oczko
transkrypcyjne zamyka się.
Gdy aparat transkrypcyjny spotka STOP następuje uwolnienie mRNA.

Tylko jedna nic DNA jest odczytywana, druga tylko wspomaga proces i jest identyczna z powstałym RNA ( ale T
zajmuje U)

źródło: notatki z wykładu 5

35. Na czym polega dojrzewanie RNA u Eukariota?

Polega na składaniu RNA w jądrze komórkowy (ang. splicing) – wycinanie intronów i łączenie egzonów – mRNA.

źródło: hnedo.gumed.edu.pl/

36. Czym charakteryzuje się proces translacji?

Tłumaczenie sekwencji nukleotydów mRNA na sekwencję aminokwasów w powstającym łańcuchu białka.
U eukariontów przebiega w cytoplazmie.
Sekwencja zasad w mRNA decyduje o tym jakie aminokwasy i w jakiej kolejności będą znajdować się w białku

37. Podaj cechy charakterystyczne dla sekwencji aminokwasów w białku.

pierwszy poziom organizacji, na którym można opisać budowę białka. Opisuje liniowy układ aminokwasów
w łańcuchu polipeptydowym zgodny z kodem genetycznym.



charakterystyczna dla danego białka



uwarunkowana genetycznie



decyduje o strukturze łańcucha peptydowego, ma wpływ na konformację białka



w białku występują tylko niektóre z teoretycznych kombinacji aminokwasów



rozmieszczenie reszt aminokwasowych wzdłuż łańcucha polipeptydowego nie podlega żadnym
regułom ani okresowościom (samo rozmieszczenie, a nie to skąd się wzięła taka, a nie inna kolejność)



aminokwasy kwaśne, zasadowe i aromatyczne często występują w skupieniach

12



mogą się zdarzać sekwencje homologiczne w różnych białkach – pewne białka na znacznej przestrzeni,
w odpowiadających sobie pozycjach, posiadają te same aminokwasy. Są to sekwencje homologiczne.
Zazwyczaj białka zawierające sekwencje homologiczne pełnią podobne funkcje biologiczne. Np
trypsyna i chymotrypsyna, łańcuchy alfa i beta hemoglobiny oraz w mniejszym stopniu łańcuchy
mioglobiny.



Zmiany pojedynczych aminokwasów prowadzą do patologii, mogących przejawiać się
w nieprawidłowym funkcjonowaniu komórek lub tkanek

źródło: wikipedia

38. Podaj cechy charakterystyczne dla struktury II rzędowej białka.

sposób przestrzennego ułożenia łańcuchów polipeptydowych białek (na skutek powstawania spontanicznych
układów wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych przede wszystkim między tlenem grupy karbonylowej
>C=O, a wodorem grupy aminowej -NH dwóch niezbyt odległych od siebie w łańcuchu wiązań peptydowych. Na
ogół łańcuchy polipetydowe białek układają się w kształt: helisy – helisy alfa, pofałdowanej płaszczyzny –
harmonijka beta.

Struktura drugorzędowa białka to sposób przestrzennego rozmieszczenia łańcucha polipeptydowego. Powstaje
w wyniku tworzenia wiązań wodorowych pomiędzy tlenem grupy -CO, a wodorem grupy -NH pochodzących
z dwóch wiązań peptydowych.

alfa-Helisa



forma spirali



na jeden skręt alfa-helisy przypada 3,6 reszt aminokwasowych



skok spirali wynosi 0,54 nm



odległość osiowa obu reszt aminokwasowych wynosi 0,15 nm



na zewnątrz wystają łańcuchy boczne aminokwasów (R)



występowanie wewnątrzłańcuchowych, międzyzwojowych wiązań wodorowych ( powstaje ono
między atomem wodoru zawartym w grupie =N-H jednego wiązania peptydowego a tlenem grupy =CO,
należącej do czwartego z kolei aminokwasu



we wszystkich białkach alfa-helisa jest prawoskrętna i zbudowana z L-aminokwasów

13

39. Czym charakteryzuje się proces fałdowania białka?

proces fizyczny polegający na formowaniu przez polipeptyd (posiadający strukturę kłębka statystycznego)
wysoko zorganizowanej struktury o charakterystycznej i stabilnej konformacji.

Wiązania wodorowe w białku pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów ( nawet odległych) co zmienia ich
kształt.

źródło: notatki wykład 8

40. Czym charakteryzuje się hemoglobina?



heterotetramer – podjednostki są różne 2x2 ( budowa podjednostkowa 4-łancuchy polipeptydowe)



8 α-helis,



IV rzędowa,



podjednostki mają grupy prostetyczne ( bez nich nie pełniła by swoich funkcji),



allosteria ( wiązanie jednego liganda powoduje zmianę powinowactwa pozostałych miejsc wiążących)
dotyczy struktury białka,



kooperatywność ( proces wiązania kilku cząstek) dotyczy procesu wiązania ligandów,



cztery miejsca wiązania 02,



gdy nie ma tlenu płaszczyzna hemu jest ugięta, a gdy wiąże tlen to płaszczyzna hemu się prostuje.

Czerwony barwnik oddechowy występujący w erytrocytach kręgowców. Białko złożone. Mikrocząsteczka
hemoglobiny zbudowana jest z 4 podjednostek białkowych, z których każda ma przyłączoną grupę hemową.
Hemoglobina łączy się nietrwale z tlenem ( żelazo hemowe nie zmienia stopnia utlenienia) -
oksygohemoglobina. Łączy się również CO2- karbaminohemoglobina.

źródło: Notatki z wykładu 9

41. Jakie są cechy charakterystyczne enzymów?

Enzym- białkowy biokatalizator, zwiększający szybkość reakcji biochemicznych poprzez obniżenie energii
aktywacji reakcji chemicznych. Zazwyczaj białka złożone zbudowane z części białkowej – apoenzymu i z części
niebiałkowej, która może być silnie związana z apoenzymem i nosi wtedy nazwę grupy prostetycznej. Może być
tez luźno z nim związana i nosi wtedy nazw koenzymu. Enzymy mają dużą specyficzność w stosunku do
substratu i niemal absolutną w stosunku do typu katalizowej reakcji. Wyróżnia się 6 klas enzymów:
oksydoreduktazy, transferazy, hydrolazy, liazy, izomerazy i ligazy.

źródło: Słownik Biologia.

Są to molekuły przeważnie białkowe (choć nie zawsze –niektóre cząsteczki RNA też wykazują aktywność
enzymatyczną).



Przyspieszają określone reakcje chemiczne –zmniejszają energię stanu przejściowego między
substratem a produktem, nie zmieniając energii samego substratu lub samego produktu.



Są bardzo efektywne –zwiększają prędkość reakcji przynajmniej milionkrotnie.



Są wysoce specyficzne względem substratów, na które działają, oraz tworzonych produktów, ze
względu na określoną przestrzenną strukturę miejsca aktywnego (cecha ta odróżnia je od zwykłych
katalizatorów chemicznych).



Każdy enzym, by osiągnąć optymalną aktywność, musi mieć zapewnione odpowiednie warunki –
temperaturę (niewielki wzrost sprzyja aktywności, zbyt duży powoduje denaturację), pH (każdy
enzym działa we własnym optymalnym zakresie pH, może być ono także bardzo kwaśne lub bardzo
zasadowe).

14



Enzymy dzielimy na sześć klas: oksydoreduktazy (odpowiedzialne za transport elektronów),
transferazy (transport grup funkcyjnych), hydrolazy (reakcje hydrolizy), liazy (rozszczepianie wiązań),
izomerazy (przenoszenie grup w obrębie jednej cząsteczki), ligazy (tworzenia wiązań przy udziale
energii z ATP).



Enzym może mieć budowę czysto białkową lub może składać się z apoenzymu (części białkowej) oraz
kofaktora (jest nim koenzym/jon nieorganiczny). Kofaktor związany z częścią białkową na stałe
(kowalencyjnie) to grupa prostetyczna.



Zależność prędkości przebiegu reakcji katalizowanej enzymatycznie od stężenia substratu opisuje
krzywa eksponencjalna, gdzie prędkość dąży do pewnej wartości maksymalnej. (Chyba, że enzym
jest allosteryczny –wówczas zamiast krzywej eksponencjalnej mamy sfigmoidalną).



Regulacje enzymatyczne –allosteryczna (przyłączenie pewnej cząsteczki do miejsca regulatorowego
enzymu –które nie jest tożsame z miejscem aktywnym –powoduje zwiększenie lub zmniejszenie
aktywności enzymu), proteolityczna (niektóre enzymy wytwarzane są w formie nieaktywnej, tzw.
zymogenu, uaktywniają się zaś dopiero wskutek obecności innej, określonej biomolekuły),
odwracalna modyfikacja kowalencyjna (przyłączenie lub odłączenie grupy fosforanowej).



Enzym może występować w różnych formach (izoenzymy), wykazujących taką samą aktywność
katalityczną, lecz inne właściwości fizyczne i chemiczne.

42. Czym charakteryzuje się centrum aktywne enzymu?

Miejsce w cząsteczce enzymu, do którego przyłącza się substrat. Mieści się w obrębie apoenzymu i jest
fragmentem łańcucha polipeptydowego o odpowiedniej konformacji przestrzennej, odpowiednim lokalnym
ładunku i wł. Chemicznych. Przyłączenie substratu do centrum aktywnego enzymu powoduje powstanie
aktywnego kompleksu enzym-substrat i umożliwia zajście reakcji przy znacznie obniżonej energii aktywacji
reakcji.

źródło: Słownik Biologia.

43. Czym charakteryzują się lipidy?



klasa niepolarnych związków zawierające kwasy tłuszczowe,



rozpuszczalne w niepolarnych rozpuszczalnikach,



hydrofobowe – wymagają odpowiedniego transportu,



estry glicerolu i kwasów tłuszczowych,



gromadzone w komórkach tłuszczowych (adipocytach) w postaci kropli,



element ochronny /izolujący,



ochrona ptactwa wodnego – gruczoły wydzielają lipidy dzięki, którym ptactwo nie
moknie.

Rola:



magazyn energii,



składnik błon komórkowych,



prekursor hormonów, witamin, pigmentów,



izolują organelle od siebie,



ochrona przed szokiem termicznym,



izolacja od środowiska wodnego.

5-55% masy ciała ssaków,
90% w postaci triacylogliceroli

Dzielą się na lipidy proste i złożone ( fosfolipidy , fosfolipidy i sfingolipidy, glikolipidy)

Lipidy pełnią różnorodne funkcje biologiczne:



Stanowią wydajne źródło energii dla organizmu (utlenianie 1g tłuszczu 37 kJ/mol, podczas gdy
utlenianie cukrów i białek ok. 17 kJ/mol)



Stanowią formę magazynowania energii (triglicerydy), stanowią 60-90% tkanki tłuszczowej

15



Służą jako izolator termiczny, gromadząc się wokół pewnych narządów



Pełnią funkcję ochronną



Są przenośnikami elektronów (udział w przesyłaniu sygnałów)



Są regulatorami homeostazy ustrojowej, m.in. hormony steroidowe i prostaglandyny



W środowisku wodnym mogą tworzyć struktury takie, jak pęcherzyki, liposomy czy błony



Pełnią funkcję budulcową- fosfolipidy są składnikami błon komórkowych- struktura hydrofobowa.



Lipidy są separatorami komórkowymi, dzielą wnętrze komórki na wiele przedziałów.



Funkcja regulacyjna: niektóre z lipidów są koenzymami lub witaminami (są to witaminy
rozpuszczalne w tłuszczach, jak A, D, E, K),



Funkcja lecznicza (glikozydy)

Klasyfikacja lipidów ze względu na:



Dwie główne klasy: lipidy proste, lipidy złożone



Zdolności niektórych lipidów do hydrolitycznego rozpadu w środowisku zasadowym- podatności na

zmydlanie: lipidy zmydlające się, lipidy niezmydlające się

44. Czym charakteryzują się niezbędne dla organizmów kręgowców kwasy tłuszczowe?

Składają się z łańcucha węglowodorowego (14 –26 at.C) zakończonego grupą karboksylową. Kwas tłuszczowy,
którego grupa –COOH pozbawiona została fragmentu –OH nosi nazwę grupy acylowej.



Dzielą się na nasycone i nienasycone (te ostatnie zawierają od 1 do 6 wiązań podwójnych ,
najczęściej w konfiguracji cis, nigdy nie występujące w bezpośrednim sąsiedztwie. Obecność tego
wiązania powoduje w tym miejscu zgięcie długiej osi kwasu tłuszczowego. Kwasy cis alkenowe są
wrażliwe na światło i inne utleniacze; konfiguracja trans występuje rzadko –te kwasy są szkodliwe dla
zdrowia, ale korzystnie wpływają na strukturę margaryn ).



Cząsteczka kwasu tłuszczowego ma charakter amfipatyczny-posiada fragment hydrofilny (-COOH)
zdolny do dysocjacji oraz hydrofobowy/lipofilowy (łańcuch węglowodorowy)dominujący, przez co
kwasy tłuszczowe są nierozpuszczalne w środowisku wodnym. Dodatkowo w łańcuchach mogą
posiadać at. P, N, S.



W miarę zwiększania liczby atomów węgla w cz. kwasu tłuszczowego rośnie jego temperatura
topnienia, natomiast obecność i wzrost liczby podwójnych wiązań powoduje obniżenie tej
temperatury.



Niemal wszystkie kwasy tłuszczowe mają łańcuchy proste, rozgałęzione występują rzadko (np. kwas
fitanowy obecny w mleku).



Acyloglicerole są estrami glicerolu (składnik alkoholowy) oraz jednokarboksylowych wyższych
kwasów tłuszczowych (16 -18 at.C) –składnik kwasowy. Triacyloglicerole(tłuszcze właściwie) –główny
rezerwuar energii w organizmie ludzkim ( w przeciwieństwie do cukrów są w wysokim stopniu
zredukowane). Ich obecność zapewnia prawidłowe funkcjonowanie organizmu: wspomagając na
witaminy A, D, E i K. Gromadzone są w adipocytach.



Rozkład tłuszczów –lipoliza. Nie rozpuszczają się w treści żołądkowej. Tworzą jedynie mało stabilną
zawiesinę(krople lipidowe). Trawienie u dorosłego człowieka zachodzi dopiero w jelicie cienkim
(emulgacja i zwiększenie dostępności materiału lipidowego dzięki składnikom żółci, wydzielanym do
światła dwunastnicy).



Katabolizm kwasów tłuszczowych wymaga obecności tlenu.



Głównym źródłem kwasów tłuszczowych w komórce jest lipoliza acylogliceroli i estrów cholesterolu
oraz biosynteza tych kwasów w komórce. Obydwa procesy zachodzą w cytosolu, natomiast
utlenianie kwasów -w macierzy mitochondrialnej.



Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe nie mają większego znaczenia energetycznego, natomiast
struktura łańcucha alifatycznego może służyć jako substrat w biosyntezie potrzebnych związków
(prostaglandyny i inne bioregulatory). Kwasy ω-3 i ω-6 nie mogą być syntetyzowane w organizmie,
muszą być dostarczone z pożywieniem. Występują w olejach roślinnych i olejach z ryb.



Z kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla może być wytworzona glukoza.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

16

45. Jakie czynniki regulują płynność błony?

Długość łańcuchów węglowodorowych fosfolipidów budujących błonę –im krótszy łańcuch, tym mniejsza
tendencja do oddziaływania z innymi łańcuchami, a więc tym większa płynność błony.



Stopie o nienasycenia łańcuchów węglowodorowych fosfolipidów –im więcej wiązań podwójnych
w tych łańcuchach, tym więcej zagięć, większa trudność z upakowaniem takich fosfolipidów, a w
konsekwencji –większa płonność.



Obecność cholesterolu –jego cząsteczki „wciskają się” między fosfolipidy, zwiększając stopień
upakowania molekuł błony i zmniejszając płonność.



Temperatura –w zwiększonej temperaturze ruchliwość składników błony wzrasta, a więc zwiększa
się też płonność.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

46. Czym charakteryzuje się cykl Krebsa?

Umiejscowienie: mitochondria eukariontów, cytozol prokariontów. Dehydrogenaza bursztynianowa, jedyny
enzym cyklu Krebsa związany z błoną, u eukariontów występuje w wewnętrznej błonie komórkowej, a u
prokariontów w błonie komórkowej.
Cykl: fragment 3-etapowego procesu utleniania .
Przeprowadza się w nim utlenianie grup acetylowych acetylo-CoA do CO2, co uwalnia 4 pary elektronów,
które zostają początkowo zmagazynowane w zredukowanych przenośnikach elektronów, NADH i FADH2.

Cykl ma 8 etapów:

1. Tworzenie cytrynianu (6C) w nieodwracalnej reakcji kondensacji acetylo-CoA (2C) ze

szczawiooctanem (4C), katalizowanej przez syntezę cytrynianową.

2. Izomeryzacja cytrynianu w izocytrynian (6C). Katalizator: akonitaza.
3. Utlenianie izocytrynianu do α-ketoglutaranu (5C) i CO2. Katalizator: dehydrogenaza izocytrynianowa

współpraca z NAD+ redukowanym do NADH.

4. Utlenianie α-ketoglutaranu do bursztynylo-CoA (4C) i CO2 przez kompleks dehydrogenazy

pirogronianowej.

5. Przekształcenie bursztynylo-CoA w bursztynian (4C) przez syntetazę bursztynylo-CoA. Tutaj

uwalniana jest energia wykorzystywana do syntezy GTP (głównie zwierzęta), albo ATP (wyłącznie u
roślin) z Pi i GDP/ADP.

6. Utlenianie bursztynianu do fumaranu (4C) przez dehydrogenazę bursztynianową. Z enzymem ściśle

związany jest FAD, który po redukcji przechodzi w FADH2.

7. Przekształcenie fumaranu w jabłczan (4C) przez fumarazę. Tutaj dołącza się cząsteczka wody



fumaran zostaje uwodniony.

8. Utlenianie jabłczanu do szczawiooctanu (4C) przez dehydrogenazę jabłczanową. W tej reakcji NAD+

odbiera z enzymu wolną parę elektronów i powstaje NADH.

Bilans (wg Baokowskiego):
Acetylo-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + CoA-SH
3 NADH + 3 H+ + 9 ADP + 9 Pi 3 NAD+ + 9 ATP
FADH2 + 2 ADP + 2 Pi FAD + 2 ATP
GTP + ADP GDP + 1 ATP
Łącznie 12 ATP

Z cząsteczki glukozy powstają dwie cząsteczki acetylo-CoA, łączny zysk energetyczny, w przeliczeniu na
cząsteczkę glukozy, wynosi (2x12) 24 cząsteczki ATP.
*rysunek cyklu Krebsa – najlepiej Baokowski albo „Krótkie wykłady Biochemia”, od biedy Wiki też może być. Nie
zamieszczam go tutaj, bo zająłby kolejne pół strony.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

17

47. Gdzie ma miejsce transport elektronów, który służy uzyskaniu ATP w procesie fosforylacji oksydacyjnej?

Łańcuch elektronów zlokalizowany jest na wewnętrznej błonie mitochondriom. Elektrony transportowane
z NADH do atomów tlenu. Akceptory elektronów, znajdujące się w błonie mitochondriom zgrupowane są w trzy
główne kompleksy. FMN i dwa typy centrów żelazo-siarczkowych (Fe-S), które utleniają NADH, umiejscowione
są w pierwszym kompleksie. FMN przyjmuje elektrony przechodząc do FMNH

2

i przekazuje je dalej do centrum

Fe-S. Następnie elektrony przenoszone są do ubichinoniu (koenzym Q), przekształcając do w ubichinon (CoQH

2

).

Kompleks III cytochromianów bc1 składa się z dwóch cytochromianów i białka Fe-S. Kompleks bc1 przenosi
elektrony do cytochromu c, który z kolei przekazuje je do oksydazy cytochromowej, kompleksu IV
zawierającego dwa cytochromy (cytochrom a i a3), związane z dwoma atomami miedzi. W końcu oksydaza
cytochromowa przenosi 4 elektrony do tlenu cząsteczkowego, z utworzeniem dwóch cząsteczek wody.
Koenzym Q i cytochrom c są ruchomymi przenośnikami, które przenoszą elektrony między kompleksami.
W trzech miejscach łańcucha energia uwalniana podczas transportu elektronów jest wykorzystywana do
przenoszenia protonów (H

+

) z matriks mitochondriom do przestrzeni międzybłonowej, gdzie powstaje duże

stężenie protonów.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

48. Dzięki jakim reakcjom organizmy uzyskują energię?

Glikoliza - pierwszy etap oddychania wewnątrzkomórkowego. Zachodzi w cytoplazmie. Istotą glikolizy jest
rozkład glukozy na dwie cząsteczki trójwęglowego kwasu pirogronowego. Powstają również dwie cząsteczki
NADH + H+ i cztery cząsteczki ATP. Glikoliza jest wspólnym etapem zarówno oddychania tlenowego, jak
i beztlenowego. W oddychaniu beztlenowym glikoliza jest jedynym źródłem energii.

Cykl Krebsa – cykl składający się z ciągu reakcji enzymatycznych zachodzący w mitochondriach. Kwas
pirogronowy powstały w procesie glikolizy zostaje utleniony (dzięki NAD+), odłącza się cząsteczka CO2
(dekarboksylacja oksydacyjna) i dzięki koenzymowi A powstaje czynny kwas octowy - acetylo-CoA. Może on
powstać także z przemiany różnych związków, jak tłuszcze i sacharydy. W cyklu Krebsa AcCoA przyłącza się do
szczawiooctanu, tworząc 5 węglowy cytrynian, który następnie, w cyklu różnych przemian, zostaje utleniony do
dwutlenku węgla i atomów wodoru. W trakcie przemian powstaje CO2, NADH2, FADH2 oraz ATP (pośrednio
z GTP). Powstały wodór uczestniczy w reakcjach łańcucha oddechowego, w którym końcowymi produktami są
woda i ATP.
Rozliczenie ilościowe: Z 2 cząsteczek pirogronianu powstaje: 6 CO2, 8 NADH2, 2 FADH2 oraz 2 GTP = 2 ATP

18

Łańcuch oddechowy - Zachodzi po cyklu Krebsa i przebiega w błonach wewnętrznych mitochondrium. Istotą
łańcucha oddechowego jest aktywne przepompowywanie protonów w poprzek błony z matriks do przestrzeni
perymitochondrialnej. W błonie wewnętrznej mitochondrium znajdują się przenośniki elektronów (FMN, FeS,
ubichinon oraz cytochromy), które są uporządkowane zgodnie z rosnącym potencjałem redukcyjnym, co
oznacza, że każdy następny pobiera elektrony od swego poprzednika w łańcuchu. Elektrony i protony pochodzą
z NADH+ + H+ i FADH2 powstających we wcześniejszych etapach oddychania. Przepływ elektronów przez
kompleks przenośników błonowych powoduje przemieszczanie protonów z matriks do przestrzeni
międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie przekazane na tlen i powstaje anion tlenkowy O2- (2e +1/2O2 → O2-
). W przestrzeni perymitochondrialnej występuje nadwyżka protonów w stosunku do matriks, czyli powstaje
gradient protonowy. Nadwyżkowe protony wracają do matriks przez kanały jonowe białek tunelowych (CF0,
CF1). Białka te są kompleksem enzymatycznym syntaz ATP. Wracające przez nie do matriks jony wodoru
uderzają w resztę fosforanową, co powoduje przyłączenie jej do ADP. Jest to reakcja syntezy ATP zwana
fosforylacją oksydacyjną. Protony ostatecznie łączą się z anionem tlenkowym O2- i powstaje woda metaboliczna
O2- + H+ → H2O.

B-oksydacja kwasów tłuszczowych -jest to proces, który polega na utlenieniu(skróceniu) długiego łańcucha
węglowego kwasu tłuszczowego o kolejne reszty dwuwęglowe od strony grupy-COOH. W wyniku reakcji
powstaje acetylo-CoA, kopry jest aktywną postacią kwasu octowego, może on wejść w cykl Krebsa .B-oksydacja
odbywa się w wątrobie oraz tkankach mięśni i mózgu. Efektem B-oksydacji jest powstanie użytecznej energii
oraz wiele cząsteczek acetylo-CoA.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

49. Podaj główny związek, w postaci którego usuwany jest z organizmu człowieka azot pochodzenia białkowego
(aminokwasowego).

Główny związek w postaci którego usuwany jest z organizmu człowieka azot pochodzenia białkowego
( aminokwasowego ) to mocznik. Mocznik powstaje na różne sposoby w naszym organizmie ale zawsze jest to
mocznik.
Amoniak, pochodzący głównie z dezaminacji aminokwasów jest silnie toksyczny, stąd konieczność
przekształcenia go w tkankach w glutaminę przed transportem do wątroby. Tam NH3 przekształcany jest
w mało toksyczny, bogaty w azot mocznik.
Najważniejsze tkanki uwalniające amoniak to :



Mięśnie ( cykl purynowy : skurcz -> ATP -> AMP -> IMP )



Jelito



Nerka ( glutaminaza (wydalanie NH3, kwas glutaminowy wraca z powrotem) )

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

50. Czym charakteryzuje się utlenianie kwasów tłuszczowych?

Źródłem kwasów tłuszczowych jest lipoliza acylogliceroli i estrów cholesterolu



Proces zachodzi w matrix mitochondrialnej w komórkach eukariotycznych



Krótkie łańcuchy kw. Tłuszczowych (do 10 at. C) przenikają z cytozolu do wnętrza mitochondrium, tam
następuje etap aktywacji



Kwasy tłuszczowe o długich łańcuchach ( > 12 at. C) nie mogą bezpośrednio wnikać do matrix, etap
aktywacji zachodzi w cytozolu



Mechanizm transportu dużych cząsteczek wymaga obecności karnityny (czółenka karnitynowe)



Rozpad kwasów tłuszczowych nosi nazwę β-oksydacji, a celem procesu jest: wytworzenie energii
magazynowane w ATP w trakcie utleniania długołańcuchowych kwasów tł.; wykształcenie
intermediatorów metabolicznych (acetylo-CoA); wytworzenie przenośników elektronów i protonów:
FaDH2 i NaDH

Przebieg β-oksydacji.
1 – syntaza acylo-CoA, 2 – dehydrogenaza acylo-CoA, 3 – hydrataza enoilo-CoA, 4 – dehydrogenaza L-3-
hydroksyacylo-CoA, 5 – β-ketoliaza.

19

β-oksydacja kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla

ostatni fragment obrotu (propionylo-CoA) posiada trzy atomy węgla. Może on być włączony do cyklu Krebsa

dopiero po przekształceniu do bursztynylo-CoA – intermediatu uczestniczącego w cyklu.

propionylo-CoA ulega karboksylacji przeprowadzanej przez karboksylazę propionylo-CoA W wyniku tej reakcji

zużyty zostaje jon wodorowęglanowy HCO3–, a jednocześnie cząsteczka ATP hydrolizowana jest do ADP.

powstaje D-metylomalonylo-CoA ulegający racemizacji do L-metylomalonylo-CoA, który przekształcany jest do

bursztynylo-CoA przez mutazę metylomalonylo-CoA

β-oksydacja kwasów tłuszczowych nienasyconych



Obecność wiązania podwójnego między atomami węgla C3 i C4 zatrzymuje opisane wyżej reakcje β-
oksydacji. Kontynuację procesu umożliwia przesunięcie wiązania podwójnego w łańcuchu kwasu
tłuszczowego przez enzym określany nazwą izomeraza, który zmienia podwójne wiązanie cis-Δ³ w
trans-Δ².



W przypadku kwasów tłuszczowych wielonienasyconych konieczne jest zredukowanie 2,4-
dienoilowego związku pośredniego przez reduktazę 2,4-dienoilo-CoA [EC 1.3.1.34] z wykorzystaniem
NADPH+ jako reduktora, co prowadzi do likwidacji wiązania podwójnego w nieodpowiedniej pozycji.

β-oksydacja w peroksysomach



kwasy tłuszczowe o bardzo długich łańcuchach utleniane są w peroksysomach



dehydrogenaza acylo-CoA nie może przekazywać elektronów na ubichinon i oddaje je na tlen, co
prowadzi do wytworzenia H2O2.



powstały nadtlenek wodoru rozkładany jest na wodę i tlen przez enzym charakterystyczny dla
peroksysomów – katalazę



β-oksydacja w peroksysomach zatrzymuje się na ośmiowęglowych kwasach tłuszczowych, które
przenoszone są następnie do mitochondriów

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

51. Czym charakteryzuje się biosynteza kwasów tłuszczowych w organizmie człowieka?

Biosynteza kwasów tłuszczowych charakteryzuje się:



Lokalizacja procesu w komórce: Biosynteza kw. tłuszczowych zachodzi w cytozolu



Związek początkowy procesu: Podstawowa jednostka budulcowa: acetylo-CoA



Związek końcowy procesu: Kwas palmitynowy



Hormonalna regulacja biosyntezy kwasów tłuszczowych: Insulina pobudza, a adrenalina hamuje
proces, poprzez oddziaływanie na fosforyzację i defosforylację karboksylazy acetylo-CoA.



Desaturacja kwasów tłuszczowych w organizmie ludzkim, może zachodzić wyłącznie między węglem
9 a 10, a jej produktem jest kwas oleinowy.



Problemy:



acetylo-CoA zużywany do syntezy kwasów tłuszczowych powstaje w mitochondriach



wewnętrzna błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla acetylo-CoA, dlatego istnieje
mechanizm mostku cytrynianowego.

Biosynteza kwasów tłuszczowych- etapy:

1. Mostek cytrynianowy- pozwala na przeniesienie grupy acetylowej z mitochondrialnego acetylo-CoA, na
cytosolowy CoA-SH i wytworzenie cytosolowego acetylo-CoA. Reakcję katalizuje syntaza cytrynianowa.

2. Tworzenie malonylo-CoA (reakcja jest nieodwracalna)

acetylo-CoA + ATP + HCO3 ----------------------------------------> malonylo-CoA + ADP + Pi
karboksylaza acetylo-CoA
3. Etapy elongacji w syntezie kwasów tłuszczowych:

Rola białka ACP przenoszącego grupy acylowe:
ACP- (acyl carrier protein) jest to przejściowy nośnik grup acylowych wiążący się z siarką grup –SH

20

acetylo-CoA----------------->acetylo-ACP + CoA
transacylaza acetylowa malonylo- -----------------------> CoA
malonylo-ACP + CoA
transacylaza malonylowa

a) Kondensacja acetylo-ACP i malonylo-ACP
b) Redukcja acetoacetylo-ACP do D-3-hydroksybutyrylo-ACP
c) Odwodnienie D-3-hydroksybutyrylo-ACP do korotonylo-ACP
d) Redukcja krotonylo-ACP do butyrylo-ACP

4. Kwas palmitynowy- jest końcowym produktem reakcji. Związek ten może być następnie poddany
desaturacji. Wprowadzanie wiązań podwójnych (desaturacja) zlokalizowane jest w mitochondriach i siateczce
endoplazmatycznej.

52.Czym charakteryzuje się glikogen?

Jest zbudowany podobnie jak amylopektyna (odp. 53.), charakteryzuje się jednak wyższym stopniem
rozgałęzienia. Jest zapasowym materiałem energetycznym, magazynowanym głównie w wątrobie i w
mięśniach. Glikogen jest syntezowany z α-D-glukozy w procesie glikogenogenezy zachodzącej w cytosolu (
proces przyspiesza insulina i zatrzymuje glikogen we krwi). W procesie glikogenolizy zostaje rozłożony do
glukozy przez hormon glukagonu ii uwolniony do krwi.

źródło: E. Bańkowski, Biochemia, str. 183, 189

21

53. Czym charakteryzuje się skrobia?

Skrobia jest polisacharydem roślinnym, występującym głownie w ziemniakach i nasionach zbóż. Składa się z
dwu frakcji: amylozy i amylopektyny. Amyloza jest liniowym, nierozgałęzionym polimerem reszt glukozy
zespolonych wiązaniami α-1,4-glikozydowymi. Amylopektyna jest również zbudowana z reszt glukozy,
zespolonych wiązaniami α-1,4-glikozydowymi, lecz łańcuchy tego polisacharydu są rozgałęzione. W miejscu
rozgałęzienia występują wiązania α-1,6-glikozydowe. Powstaje z cukrów wytworzonych w procesie fotosyntezy

źródło: E. Bańkowski, Biochemia, str. 183

54. Czym charakteryzuje się glikoliza?

Pierwszy etap oddychania wewnątrzkomórkowego. Zachodzi w cytoplazmie. Istotą glikolizy jest rozkład glukozy
na dwie cząsteczki trójwęglowego kwasu pirogronowego. Powstają również dwie cząsteczki NADH + H+ i cztery
cząsteczki ATP. Glikoliza jest wspólnym etap oddychania tlenowego, jak i beztlenowego. W oddychaniu
beztlenowy glikoliza jest jedynym źródłem energii.

Sumaryczna reakcja glikolizy jest następująca:
glukoza + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ → 2 cząsteczki pirogronianu + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

Źródło: Wikipedia

55. Czym charakteryzuje się glukoneogeneza?

Bilans : powstanie cząsteczki glukozy z 2 cząsteczek pirogronianu wiąże się z rozpadem sześciu wiązań bogatych
w energię, po 3 na każdą cząsteczkę pirogronianu. Rozpadają się 4 cząsteczki ATP i 2 cząsteczki GTP. Zużywają
się 2 cząsteczki NADH + 2H+.
Głównymi substratami zużywanymi w procesie glukoneogenezy są: pirogronian i szczawiooctan.

proces zlokalizowany w matrix mitochondrialnej (działanie karboksylazy pirogronianowej, błonie
mitochondrialnej (mitochondrialna dehydrogenaza jabłczonowa, która umożliwia przejście szczawiooctanu
przez wcześniejszą jego transformację do jabłczanu) oraz w cytoplazmie (ponowna transformacja jabłczanu do
szczawiooctanu przez cytoplazmatyczną dehydrogenazę jabłczanową)

źródło : E. Bańkowski, Biochemia, str. 159

22

Biocybernetyka

56. Jakie główne zadania ma model biocybernetyczny?

Zbudowany model może mieć trojakiego rodzaju zastosowania:



Jako źródło inspiracji,



Jako narzędzie dydaktyczne,



Jako źródło konkretnych korzyści praktycznych.

57. Które ze sposobów łączenia modeli elementów składowych tworzących łącznie model systemu biologicznego
powodują takie formy zachowań systemu, jakich nie mają elementy składowe?

58. Do czego może służyć biocybernetyczne modelowanie metabolizmu węglowodanów?



możliwość predykcji stężenia glukozy



cele edukacyjne - szczegółowe symulacje poziomu glukozy i insuliny



analiza diety cukrzycowej

źródło: http://www.embio.agh.edu.pl/library/Joanna_Rewera_PhD.pdf

Służy do przedstawienia równowagi energetycznej naszego organizmu, gdzie węglowodany stanowią główny
produkt energetyczny. Równanie modelu oparte jest na ilości produkowanej glukozy do jej utylizacji. Gdy
produkcja > utylizacji to dochodzi do wzrostu glukozy, a gdy produkcja < utylizacji to ilość glukozy w czasie
maleje. Zmiany ilości glukozy Δg/Δt = produkcja – utylizacja, a zmiana ilości insuliny Δi/Δt = produkcja –
utylizacja. W rzeczywistości w tych równaniach pojawiają się równania różniczkowe. Parametrem
różniczkującym jest υ. Dzięki takiemu modelowi możliwe jest sprawdzenie prawidłowego poziomu glukozy we
krwi, na podstawie czego możemy ocenić czy dany osobnik nie choruje na cukrzycę 1 bądź 2 typu, jaki jest
proces zmian glukozy i insuliny.

59. Co to jest kompartment i jakie ma właściwości?

1. Kompartment reprezentuje fragment badanego systemu biologicznego, w którym parametry uważa się za
jednorodne, a nie zmienne w przestrzeni. To znaczy, że stężenia substancji, ciśnienie itd. są jednakowe w całej
objętości kompartmentowej.

2.

Pozwala

opisywać

równaniami

różniczkowymi

zwyczajnymi

obiekty

teoretycznie

wymagające opisu równaniami cząstkowymi. W tych modelach, związki między zmiennymi są opisane przez
układy równań różniczkowych zwyczajnych i/lub mieszany układ równań algebraicznych i równań
różniczkowych zwyczajnych. Ogólnie te układy równań są nieliniowe i są w jakiś sposób powiązane. Czas jest
zazwyczaj zmienną niezależną.

3. Przez kompartment określamy region zainteresowania wybrany do modelowania.
Kompartmenty mogą ale nie muszą mieć precyzyjnego, anatomicznego odpowiednika

Modele biocybernetyczne buduje się w celach:



udostępnienia zasad funkcjonowania określonych systemów organizmów żywych inżynierom
budującym maszyny o podobnym przeznaczeniu,



diagnostycznych i dydaktycznych w medycynie (modele konkretnych narządów),



do prognozowania rozwoju sytuacji w populacji lub środowisku (modele ekosystemów),



do prognozowania biologicznych efektów niektórych oddziaływań (np. jonizującego).

23

60. Jaki cechy ma model biocybernetyczny systemu słuchowego i jakie może mieć zastosowanie?

Uproszczony model systemu słuchowego zawiera kanał słuchowy, błonę bębenkową, system kosteczek
słuchowych, system ślimaka i kanałów powietrznych. Model systemu słuchowego może być zastosowany do
celów poznawczych - analiza rozchodzenia się drgań w układzie oraz umożliwia także analizę przyczyn zaburzeń
słuchu, a tym samym pomaga w protetyce słuchu (np. implant ślimakowy). Pozwala także na budowę systemów
analizujących dźwięk jednocześnie szybko i dokładnie. Mogą być one zastosowane w systemach
automatycznego rozpoznawania mowy.

źródło: wykład 6. z moodla, "Biocybernetyka"


61. W jaki sposób mogą być wykorzystane biocybernetyczne systemy modelujące struktury nerwowe?

Systemy te są wykorzystywane w budowie sieci neuronowych, sztucznych narządów recepcyjnych np. implant
siatkówki oraz do poznawania mechanizmów działania odruchów bezwarunkowych.

źródło: wykład76. z moodla, "Biocybernetyka"


62. Jakie właściwości posiada sztuczny neuron używany w sieciach MLP?

Siec MLP ( Multi Layer Perceptron ) – sztuczna sieć neuronowa składająca się z wielu
( najczęściej trzech ) warstw neuronów o nieliniowej funkcji aktywacji. Sieć taką uczy się metodą wstecznej
propagacji błędów.



Nieliniowa funkcja aktywacji y=x(e)



Zbiór wartości y binarny ,0, 1- lub bipolarny , -1, 1 - w zależności od zastosowanej funkcji x(e)

http://www.uci.agh.edu.pl/uczelnia/tad/Sieci_neuronowe/03-Budowa_sztucznych_neuronow_i_sieci.pdf

63. Co można zaliczyć do podstawowych zalet sieci neuronowych?



Brak konieczności jawnego formułowania jakichkolwiek założeń dla modeli – swobodne i łatwe
tworzenie modeli nieliniowych



Możliwość rozwiązywania problemów nie mających dobrej definicji formalnej



Możliwość

zastępowania

procesu

programowania

oraz

„ręcznego”

tworzenia

modelu - procesem uczenia sieci



Możliwość pracy współbieżnej – obliczenia wykonywane są równolegle



Zdolność

uogólniania

zdobytej

wiedzy

(np.

jeśli

sieć

nauczy

się

rozpoznawać

kolory: czerwony i żółty, to rozpozna również różowy i bladożółty, czyli kolory
podobne do znanych)

64. Jakie czynności wstępne należy wykonać przystępując do modelowania biocybernetycznego systemu
biologicznego?

1. Zebranie wyników badań i obserwacji klinicznych
2. Konstrukcja opisu matematycznego
3. Porządkowanie wiedzy na temat modelu w formie katalogu typowych koincydencji wejście-wyjście
4. Identyfikacja modelu – dobór odpowiednich parametrów na podstawie obserwacji
5. Wprowadzenie zmiennych stanu- reprezentacja dynamiki systemu
6. Zaprogramowanie modelu
7. Wnioski-wzbogacenie modelu

24

65. Co staramy się głównie odwzorować przy modelowaniu biocybernetycznym systemów biologicznych?

Obiektem badań cybernetycznych są procesy informacyjne, to znaczy takie, w których punktem wyjścia i
rezultatem jest określona informacja. Można to zapisać jako odwzorowanie. Biocybernetyka zajmuje się
podzbiorem odwzorowań, gdyż bada tylko procesy informacyjne zachodzące w żywych organizmach.
Przedmiotem badań są też struktury systemów biologicznych zaangażowanych w te procesy oraz ich modele.

Procesy, którymi interesuje się biocybernetyk:



pozyskiwanie danych o otaczającym świecie (percepcja) i wewnętrznym stanie organizmu
(propriocepcja)



przetwarzanie tych danych i wydobywanie z nich użytecznej informacji



wytwarzanie syntetycznego, przydatnego w procesach podejmowania decyzji i sterowania, modelu
otoczenia i wnętrza organizmu w postaci odpowiednich sygnałów nerwowych w mózgu



gromadzenie informacji w pamięci oraz ich wydobywanie



sterowanie i regulacja rozpatrywane jako wysyłanie informacji z organizmu na zewnątrz

ŹRÓDŁO - Problemy Biocybernetyki, R.Tadeusiewicz, str. 16, 17

66. Jakie założenie przyjmuje się przy biocybernetycznym modelowaniu przepływu krwi przez naczynia włosowate?



Osobne modelowanie naczyń włosowatych, krwinek czerwonych i osocza



Osobne modelowanie przepływu erytrocytów i osocza



Model krwinki czerwonej zakłada jej plastyczność (przejście przez wąskie światło naczynia inaczej
niemożliwe). Najczęściej stosuje się modele erytrocytu dwuwklęsłego, strefocytu, sierpowatego,
owalocytu (podział ze względu na kształt) Model naczyń też może zakładać ich elastyczność.



Założenia co do kształtu naczyń: proste, z przewężeniem, rozgałęzione, zakrzywione



Raczej nie modeluje się innych czynników morfotycznych krwi (krwinki białe, trombocyty)



Niski hematokryt (ok. 11%)



Bada się prędkość przepływu erytrocytów przy różnych średnicach i elastycznościach naczyń,
plastycznościach i kształtach erytrocytów, współczynniku lepkości krwi.

67. W systemach ze sprzężeniem zwrotnym występuje niestabilność. Od czego zależy możliwość jej pojawienia się?



Występowanie dodatniego sprzężenia zwrotnego powoduje pojawienie się niestabilności.



W systemach z ujemnym sprzężeniem zwrotnym niestabilność może się pojawiać lub nie, zależy to
od wzajemnej relacji sygnału wejściowego i sygnału prowadzonego pętlą sprzężenia zwrotnego.



W przypadku sprzężenia ujemnego opisanego transmitancją operatorową niestabilność



układu zależy od postaci równania charakterystycznego. Jeśli wszystkie pierwiastki równania
charakterystycznego mają ujemne części rzeczywiste to układ jest stabilny, w przeciwnym wypadku
jest niestabilny.

68. Które z biologicznych systemów percepcyjnych są najczęściej modelowane biocybernetycznie i dlaczego?



Najczęściej modelowane biocybernetycznie biologiczne systemy percepcyjne to system wzrokowy
i system słuchowy.



Badane i modelowane są wszystkie narządy zmysłów, także i specyficzne wyłącznie dla zwierząt,
które mogą być użyteczne technicznie, jednak słuchowy i wzrokowy mają największe znaczenie.



Zasady działania i struktura systemu wzrokowego człowieka jest wykorzystywana przy budowie
komputerowych systemów rozpoznawania obrazów. Mechanizm wydzielania punktów
informatywnych obrazu, konturów, linii i elementów szkieletowych, wzorowanie procedur
czyszczenia obrazu i filtracji na niektórych mechanizmach działania siatkówki to przykłady
wykorzystywania metod przetwarzania wykrywanych w analizatorze wzrokowym.



Budując techniczne sieci neuropodobne naśladuje się procesy polepszania jakości analizy
częstotliwościowej i próbuje osiągać podobne parametry analizy – szybkiej i precyzyjnej. Z powodu
trudności w badaniu wyższych pięter systemu słuchowego do budowania takich sieci konieczne jest

25

oparcie na hipotezach . Sieci wyostrzające kontur widma otrzymywanego przez zestaw filtrów
szerokopasmowych z asymetrycznym hamowaniem obocznym w poszczególnych warstwach są
przydatne do budowy struktur technicznych polepszających funkcjonowanie szybkich i precyzyjnych
analizatorów dźwiękowych.

Źródła: wykłady biocybernetyka, „Biocybernetyka” Ryszard Tadeusiewicz

69. Jaka jest rola modelowania biocybernetycznego w Inżynierii Biomedycznej?



Na podstawie modelu dostępnego do rozmaitych badań lub symulacyjnych eksperymentów można
przeprowadzić ścisłe rozumowanie, które owocować będzie udaną konstrukcją systemu
technicznego wzorowanego na biologicznym (np. model dłoni jako element robota)



Tworzenie systemów i urządzeń technicznych wzorowanych na biologicznych (np. implanty
słuchowe)



Leczenie chorób (np. model przepływu krwi)



Sprawdzanie działania lekarstw-farmakologia (np. symulacja uwalniania leku z kształtek )

Źródło: http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0261/, str 12-14

70. Do czego służą modele biocybernetyczne opisywane jako wirtualni pacjenci?

Wirtualny pacjent jest to program komputerowy symulujący spotkanie lekarza z pacjentem. Pozwala on na
rozwijanie umiejętności diagnostycznych studentów kierunków medycznych bazując na nauczaniu
problemowym.

źródło: http://www.e-mentor.edu.pl/artykul/index/numer/23/id/508

71. Jakie procesy odwzorowuje biocybernetyczny model niższych pięter systemu wzrokowego?

Chodzi o odbiór sygnału od fotoreceptorów przez komórkę bipolarną a następnie przez nerw wzrokowy.
Następuje wtedy proces hamowania obocznego - komórka bipolarna zbiera informację od jednego receptora
oraz od otaczających, ale ze współczynnikiem ujemnym, przez co następuje hamowanie. Powoduje to
uwydatnianie gwałtownych zmian obrazu, krawędzi.

Może również chodzić o nerw wzrokowy oraz przetwarzanie obrazu w pierwszorzędowej korze wzrokowej (kora
czołowa - monitorowanie, pamięć krótkotrwała; kora potyliczna - bufor wzrokowy, detekcja linii, krawędzi)

źródło: http://www.staff.amu.edu.pl/~insfil/P_Przybysz/pdf/Neuroestetyka/4NeuroestAspekKomWizual.pdf
źródło: wykłady 7. i 10. na moodle "Biocybernetyka"

72. Jakie elementy można wyróżnić w strukturze typowego modelu biocybernetycznego?

Podstawowe elementy modelu M:



sygnały wejściowe → s

WE

(i)∈S

WE



sygnały wyjściowe → s

WY

(i)∈S

WY

26



zmienne stanu → s

S

∈S

S



parametry → c∈C

źródło - wykład 1 - Modele cybernetyczne systemów biologicznych (str. 22)

73. Jakie elementy wchodzą w skład modeli biocybernetycznych systemu ruchowego człowieka?

74. Które elementy modelu systemu ruchowego człowieka są odpowiedzialne za modelowanie powstawania
odruchów?

75. Do czego służy model Hodgkina i Huxleya?

Model Hodgkina-Huxleya jest paradygmatem neurobiologii obliczeniowej. Tą nazwą określamy często całą
rodzinę modeli błony komórkowej uwzględniających szeroką gamę kanałów jonowych.

Model Hodgkin-Huxley'a jest matematycznym modelem, który opisuje w jaki sposób powstają i propagują
potencjały czynnościowe w neuronach. Jest to zestaw nieliniowych zwykłych równań różniczkowych ( ordinary
differential equations), które aproksymują charakterystyki elektryczne pobudzanych komórek takich jak
neurony i kardiomiocyty (cardiac myocytes).

76. Z jakich elementów składa się model Hodgkina i Huxleya?

Model Hodgkina i Huxleya składa się z:
Modele typu Hodgkin'a-Huxley'a prezentują biofizyczną charakterystykę błon komórkowych.



Lipidowa dwu warstwa jest przedstawiona jako kondensator.



Bramkowane napięciem kanały jonowe przedstawione są za pomocą odpowiednio nieliniowych
przewodności (conductances, czyli inaczej opornik), a przeciekowe kanały jonowe (leak ion channel)
liniowych przewodności.



Elektrochemiczne gradienty, które napędzają przepływ jonów przedstawione są za pomocą baterii
(źródła napięcia zapewne?).



Pompy jonowe i wymienniki (exchangers) są prezentowane jako źródła prądowe (current sources).

Źródło: (Eng Wiki)

77. Jakie cechy musi mieć model synapsy nerwowej?

Parametry modelu:



morfologia



parametry równania kablowego



kinetyka kanałów zależnych od napięcia oraz od liganda



gęstość tych kanałów

parametry kontrolujące dynamikę stężenia wapnia

ŹRÓDŁO wykład 8 - Modelowanie pojedynczego neuronu (str. 29)

27

78. Jakie cechy modelu aksonu mają znaczenie przy biocybernetycznym modelowaniu stwardnienia rozsianego?



W modelowaniu stwardnienia rozsianego ważne jest stosowaniu modelów uwzględniających

niejednorodnych charakter propagacji sygnału nerwowego.



W przypadku aksonu niemelinowanego stosuje się modele oparte o tzw. równanie kabla. W tym

przypadku zakłada się, że propagacja sygnału nerwowego jest stała na całej długości aksonu i zależna
jedynie od kształtu błony, jej własności elektrycznych oraz prądów jonowych.



W przypadku modelu komórki z otoczką mielinową stosuje się tzw. dyskretne równanie kabla. W

takim modelu uwzględnia się niejednorodność propagacji sygnału nerwowego wzdłuż aksonu.
Rozróżniamy fragmenty aksonu osłonięte osłonką mielinową oraz fragmenty nieosłonięte
(przewężenia Ranviera). Uwzględniane są różne własności elektryczne wyżej wymienionych
obszarów oraz to, że na obszarze pokrytym osłonką sygnał propagowany jest biernie a prądy jonowe
występują jedynie na obszarze przewężenia.

źródło: opracowanie pytań do egzaminu inżynierskiego 2010

79. Jakie okoliczności trzeba brać pod uwagę przy modelowaniu biocybernetycznym wymiany informacji przez dwie
komórki nerwowe?

Cechy przekaźnictwa neuronowego:



zasada "wszystko albo nic"



pojedyncze włókno zawsze odpowiada taka sama falą depolaryzacyjna



siła działającego bodźca nie ma znaczenia



przewodnictwo odbywa się bez dekrementu



kodowanie informacji we włóknie może mieć charakter jedynie
częstotliwościowy

System nerwowy charakteryzuje się ustalonymi drogami przesyłania informacji, wyznaczonymi przez biegnące
nerwy i włókna nerwowe. Każdemu przenoszącemu informację impulsowi nerwowemu przypisać można
jednoznacznie źródło w postaci ustalonej komórki nerwowej lub receptora, a także konkretnego odbiorcę
biegnącej informacji: inną komórkę nerwową sieci lub element wykonawczy - mięsień albo gruczoł. Poszukując
analogii technicznej, najłatwiej porównać system nerwowy z siecią komputerową przystosowaną do tak
zwanego

rozproszonego

przetwarzania.

(...) sieci nerwowe i ich modele mogą służyć do realizacji algorytmów opartych na zupełnie nowych
przesłankach, z których najważniejszą jest pełna równoległość i rozproszenie procesu przetwarzania.

Model komórki nerwowej uwzględniać musi fakt, że ma ona N wejść i jedno wyjście.

ŹRÓDŁO - Problemy Biocybernetyki, R.Tadeusiewicz, str. 17, 29, 31
ŹRÓDŁO wykład 8 - Modelowanie pojedynczego neuronu (str. 111)

80. Jakie czynniki ograniczają dokładność wniosków uzyskiwanych przy pomocy modeli biocybernetycznych?



ograniczenie analizowanej części rzeczywistości do modelowanego obiektu,



poddawanie modelowaniu nie samego rzeczywistego obiektu, ale skończonej wiedzy o nim,



cel budowy modelu wpływa na dobór zastosowanych faktów spośród zbioru wiedzy o obiekcie,



używane narzędzia formalne: a) modelowanie matematyczne oraz b) symulacja komputerowa.

źródło: wykład nr 1 z moodla "Biocybernetyka"

28

81. Jakie mogą być konsekwencje konfrontacji z rzeczywistością (badania laboratoryjne, obserwacje kliniczne)
wyników symulacji wykonywanych z pomocą modeli biocybernetycznych?

Modelowanie wykonywane jest w następujących etapach:

1.WIEDZA BIOLOGICZNO-MEDYCZNA
2.MODEL FORMALNY (zapis matematyczny wiedzy biologicznej)
3.MODEL SYMULACYJNY
4.BADANIE MODELU

Przeprowadzamy badania na modelu, które nie były przeprowadzone w biologicznie. Wyniki eksperymentu
mogą dać następujące rezultaty:

WYNIK POZYTYWNY – rozwój wiedzy biologicznej bez wielkich kosztów

WYNIK NEGATYWNY – również otrzymujemy rozwój wiedzy, lecz ALBO nasze metody formalizowania są błędne
i należy skorygować model ALBO dowiadujemy się, że nasza wiedza biologiczna była błędna

82. Jakie wnioski nasuwa symulacja biocybernetyczna drzewka dendrytowego?

Zakładając, że chodzi o symulację komórki neuronowej, odwołać się najlepiej do przykładu badań de

Schuttera nad dokładnym modelem komórki, dokładnie komórki Purkinjego. Model był bardzo
dokładny, ale zdecydowanie zbyt wymagający obliczeniowo, także wnioski:



symulacja modelu wiernie odwzorowującego oryginał jest ciekawa z punktu widzenia poznawczego, ale

kompletne nie nadaje się do budowania użytecznych praktycznie układów (konkretnie sieci
neuronowych)



do zastosowań praktycznych w zupełności (na razie) wystarczą modele uproszczone



generalnie, żeby opisać (czyt. zamodelować) cały, złożony układ, należy jak najbardziej uprościć jego

składowe, żeby model był wykonywalny w rozsądnym czasie, a jego działanie było zbliżone do
rzeczywistości

Opis modelu i wniosków znajduje się w ‘Odkrywaniu własności sieci neuronowych’ R. Tadeusiewicza.

83. Jakie właściwości systemu biologicznego wynikają z występowania w modelu biocybernetycznym schematu ze
sprzężeniem zwrotnym określonego rodzaju (dodatnim lub ujemnym)?


84. Jakie możliwe zastosowania wynikają z faktu posiadania biocybernetycznego modelu choroby?

Wyniki zastosowania modelu choroby:



wzbogacenie praktyki



wzbogacenie teorii

Modelowanie:



procesów fizjologicznych, patologicznych, farmakologicznych - opis ilościowy dynamiki układu

krążenia, oddechowego itp., identyfikacja parametrów modelu użytecznych klinicznie, badanie
zmian parametrów na homeostazę, opis farmakokinetyki i farmakodynamiki leków,



w epidemiologii - opis stanu zdrowia populacji, identyfikacja czynników ryzyka i protekcyjnych

chorób, farmakoepidemiologia, konstrukcja polityk zdrowotnych,



w epidemiologii klinicznej - ocena doskonałości testu diagnostycznego, wybór optymalnego

algorytmu diagnozy i optymalnej metody terapii, analizy typu koszt-efekt i koszt-użyteczność.

ŹRÓDŁO wykład 4 - Modelowanie i symulacja komputerowa (str. 15)

29

85. Z jakich elementów składa się biocybernetyczny model metabolizmu węglowodanów?



produkcja i utylizacja glukozy przez wątrobę,



wykorzystanie glukozy przez czerwone krwinki i centralny układ nerwowy,



wydalanie glukozy z moczem //(w tym klirens nerkowy),



absorpcja i wydalanie insuliny //



ilość spożytych węglowodanów,



ilość glukozy wchłaniana w przewodzie pokarmowym.

Źródło: wykład 9. z moodla "Biocybernetyka"

30

Biofizyka

86.Jak zmienia się energia aktywacji w reakcjach katalizowanych i jak zachowuje się energia swobodna substratu
oraz produktu w tych reakcjach?

Katalizator obniża energię aktywacji, a nie zmienia energii swobodnych substratów oraz produktów.

87. Definicja stałej Michaelis’a. Jak się ta stała oraz maksymalna prędkość reakcji w różnych typach reakcji
enzymatycznych zmieniają?

Stała Michaelisa Km to wielkość liczbowa, określająca stężenie substratu (w molach na litr roztworu), przy
którym szybkość reakcji enzymatycznej jest równa połowie szybkości maksymalnej, osiąganej przy wysyceniu
enzymu substratem i niezależnej już od dalszego wzrostu jego stężenia.
V=Vmax*([S]/[S]+Km)

inhibicja kompetycyjna - Przy dużych stężeniach substratu działanie inhibitora kompetycyjnego zostaje
przezwyciężone , ponieważ duże stężenie substratu będzie z powodzeniem współzawodniczyć z cząsteczką
inhibitora o wiązanie się w miejscu aktywnym. Nie nastąpi więc żadna zmiana w wartości Vmax enzymu , ale w
obecności inhibitora kompetycyjnego zmniejsza się powinowactwo enzymu do jego substratu i dlatego wartość
Km wzrasta.

inhibicja niekompetycyjna -Efektu inhibitora niekompetycyjnego nie można przezwyciężyć przez zwiększanie
stężenia substratu i dlatego zmniejsza się wartość Vmax . W inhibicji niekompetycyjnej powinowactwo enzymu
do substratu pozostaje nie zmienione, a więc wartość Km nie zmienia się .

88.Jaki procent masy ciała człowieka stanowią białka

15% masy ciała człowieka (lub 55- 56% jego suchej masy)

89.Proszę wymienić siły wiązania od najsilniejszego do najsłabszego

Jonowe-> kowalencyjne spolaryzowane-> atomowe (kowalencyjne niespolaryzowane)-> koordynacyjne->
wodorowe-> dipol- dipol-> van der Waals’a

90. Jakie cechy posiadają błony biologiczne?

1. Struktury warstwowe (6-10 nm)
2. Zbudowane są głównie z lipidów i białek (lip. : biał. → od 4:1 do 1:4)
3. Podwójna warstwa lipidowa
4. Półpłynne
5. Swoiste białka decydują o funkcjach błon
6. Błony są asymetryczne ( skład zewnętrznej warstwy różni się od składu wewnętrznej warstwy)
7. W błonach obecne są wiązania kooperatywne (brak kowalencyjnych).

91.Jaką rolę pełnią błony biologiczne w organizmach żywych?

1. Wyznaczają granice komórki, co pozwala na kontrolę jej składu
2. Stanowią aktywny interfejs pomiędzy wnętrzem a zewnętrzem komórki
3. Regulują procesy wewnątrz-komórkowe
4. Lipidy są rozpuszczalnikiem dla hydrofobowych związków
5. Stwarzają środowisko dla reakcji enzymatycznych, działania pomp jonowych i receptorów

31

6. Odpowiedzialne za oddziaływania międzykomórkowe (adhezję)
7. Selektywnie przepuszczalne
Uwaga – błony żyją!

92.Cechy kwasów tłuszczowych tworzących błony biologiczne.

Kwasy tłuszczowe wchodzące w skład fosfolipidów i glikolipidów zawierają najczęściej parzystą liczbę węgli od
14 do 24 (przeważnie 16 i 18).
Kwasy tłuszczowe w lipidach:
- nasycone
- nienasycone ( podwójne wiązania w formie cis).
Odgrywają rolę antygenów powierzchniowych i czynników umożliwiających rozpoznanie u komórek
organizmów eukariotycznych
Asymetria składu lipidowego błony
Nienasycone i krótkie łańcuchy lipidowe wzmagają płynność błony.

93. Od czego zależy szybkość przepływu elektronów w układach biologicznych?

Szybkość transportu elektronów zależy od gradientu stężenia protonów występującego w poprzek błony
mitochondrialnej.

Na szybkość transferu elektronów wpływają pH (im niższe tym szybszy transport) oraz temperatura (im wyższa
tym szybszy transport).

94. Jak w układach biologicznych środowisko wpływa na szybkość transferu elektronów?

energia reorganizacji jest duża gdy proces zachodzi w kontakcie z rozpuszczalnikiem (mała szybkość elektronu)
a maleje w zamkniętym hydrofobowym otoczeniu (szybszy transport elektronów)
Na szybkość transferu elektronów wpływa pH (im niższe tym szybszy transfer) oraz temperatura (im wyższa tym
szybszy transfer).

95. Od czego zależą i czym się charakteryzują potencjały: równowagowy, spoczynkowy i czynnościowy?

Potencjał spoczynkowy to różnica potencjałów (napięcie) między obiema stronami błony plazmatycznej
niepobudzonej komórki pobudliwej.

Wszystkie napięcia na błonie wyraża się jako różnice potencjału wnętrza komórki do potencjału po stronie
zewnętrznej. Potencjały spoczynkowe mają wartości ujemne. Powstanie potencjału spoczynkowego jest
spowodowane przede wszystkim tendencją jonów potasu do przepływania zgodnie z gradientem stężenia z
wnętrza na zewnątrz błony komórkowej. Rozkład Cl- ustala się w zależności od stężenia K+ (równowaga
Donnana). Jony K+ i Cl- w podobnym stopniu biorą udział w utworzeniu potencjału spoczynkowego. Inne jony
(np. sodu) jedynie w niewielkim stopniu wpływają na wartości potencjału spoczynkowego. Potencjały
spoczynkowe można obliczyć stosując równanie Goldmana, które uwzględnia wszystkie zaangażowane rodzaje
jonów.

Siła elektrochemiczna, powodująca ruch jonu poprzez błonę komórkową, jest różnicą między potencjałem
spoczynkowym a potencjałem równowagi dla danego jonu. Potencjał równowagi jonu jest to taki potencjał,
przy którym wypływ tego rodzaju jonów z komórki jest równy ich wpływowi do jej wnętrza. Potencjał
równowagi dla poszczególnych jonów można obliczyć stosując równanie Nernsta.

Potencjał czynnościowy - przejściowa zmiana potencjału błonowego komórki, związana z przekazywaniem
informacji. Bodźcem do powstania potencjału czynnościowego jest zmiana potencjału elektrycznego w

32

środowisku zewnętrznym komórki. Wędrujący potencjał czynnościowy nazywany jest impulsem nerwowym.

W powstającym potencjale czynnościowym wyróżniamy pięć faz:



faza 0 (szybka depolaryzacja) – zależy od szybkiego dośrodkowego prądu sodowego



faza 1 (wstępna szybka repolaryzacja) – dośrodkowy prąd chlorkowy i odśrodkowy prąd potasowy



faza 2 (powolna repolaryzacja) – tzw. faza plateau (stabilizacja potencjału równowagą pomiędzy
ośrodkowym prądem wapniowo-sodowym a odśrodkowym prądem potasowym)



faza 3 (szybka repolaryzacja) – przewaga odśrodkowego prądu potasowego nad wygasającym
dośrodkowym prądem wapniowo-sodowym



faza 4 (polaryzacja) – faza spoczynku

96. Bodźce decydujące o wrażeniach smakowych.

O wrażeniach smakowych decydują takie bodźce jak węch, dotyk, wzrok i słuch. Smak jest kombinacją
wszystkich wrażeń jakich doznajemy podczas jedzenia i picia, łącznie z emocjami wynikającymi z daną sytuacją.
Mózg scala te informacje tworząc pamięć smaku.

97. Rodzaje smaku i odpowiedzialne za nie receptory:

Rodzaje smaku:



Słodki- receptory rozpoznające grupy OH- związków organicznych (cukry, alkohole)



Kwaśny- receptory rozpoznające grupy H+ i grupy jonów metali w solach



Słony- receptory rozpoznające roztwory jonowe (gł. kationy)



Gorzki- receptory rozpoznające organiczne alkaloidy (zwykle trujące)



Umami- chemiczna detekcja glutamianu lub asparaginianu

98. Własności receptorów światła w ludzkim oku i mechanizm widzenia.

Czopki odpowiadają za widzenie barwne, posiadają czułość >3,5 cd/m2, biorą udział w widzeniu Jasnym
(fotopowym) a razem z pręcikami w widzeniu zmierzchowym (mezopowym).

Pręciki odpowiadają za określenie natężenia światła, czułość kilka kwantów, biorą udział w widzeniu ciemnym
(skotopowym) a razem z pręcikami w widzeniu zmierzchowym (mezopowym).

Mechanizm widzenia:
Część optyczna -Światło docierając do oka przechodzi przez rogówkę, komorę przednią, źrenicę, soczewkę i
galaretowate ciało szkliste, ulega załamaniu, następnie skupieniu w promień świetlny, który pada na siatkówkę
dając obraz rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony.

Na siatkówce znajdują się 2 rodzaje fotoreceptorów: pręciki i czopki (w nich zachodzi proces zwany chemizmem
widzenia czyli przemian rodopsyny pod wpływem światła dlatego go nie opisuje).
Analiza przestrzenna obrazu tak samo jak jego obrócenie następuje w mózgu (kora wzrokowa).

99. Budowa ucha ludzkiego i mechanizm słyszenia.

Ucho zbudowane jest z części środkowej, wewnętrznej i zewnętrznej. W skład ucha zewnętrznego wchodzą
przewód słuchowy zewnętrzny i małżowina uszna. Wraz z zamykającą go błoną bębenkową tworzą komorę
rezonansową wzmacniającą dźwięki z przedziału 2-4 kHz o około 10dB. Sama małżowina uszna także wzmacnia
dźwięki o częstotliwościach 4-7 kHz o około 5-7 dB.
Ucho środkowe usytuowane jest w wypełnionej powietrzem jamie bębenkowej. Zbudowane jest z błony
bębenkowej, kosteczek słuchowych (młoteczka, kowadełka i strzemiączka) oraz trąbki Eustachiusza. Zadaniem
ucha środkowego jest transformowanie fali dźwiękowej rozchodzącej się w powietrzu na drgania podstawy
strzemiączka mogące efektywnie pobudzić ciecze ślimaka. Fala dźwiękowa wprawia w drganie błonę

33

bębenkową wraz z młoteczkiem, drgania młoteczka przekazywane są przez kowadełko do strzemiączka – dzięki
temu możliwe jest znaczne wzmocnienie fali akustycznej.
W skład ucha wewnętrznego wchodzą: ślimak, kanały półkoliste oraz nerw słuchowy. Ślimak jest to zwężająca
się, uformowana z kości rurka. Za początek ślimaka przyjmuje się okienko owalne, do którego przylega
strzemiączko. Przez całą jego długość biegną dwie błony – błona podstawna i przedsionkowa (Reissnera),
dzieląc go na 3 komory (zwanymi schodami bębenka, przedsionka oraz kanałem ślimakowym) wypełnione
prawie nieściśliwymi cieczami. Schody przedsionka i bębenka zawierają perylimfę i łączą się ze sobą na końcu
ślimaka przez szparę osklepka. Przewód ślimakowy, ograniczony błoną podstawną i błoną Reissnera wypełniony
jest endolimfą.
Drgania błony podstawnej zamieniane są na potencjały czynnościowe włókien nerwu słuchowego w organie
Cortiego usytuowanym wzdłuż błony podstawnej. Zasadniczymi elementami tego organu są komórki rzęskowe.
Ruchy błony podstawnej powodują cykliczne zwężanie organu Cortiego i błony pokrywkowej oraz powstanie
między nimi sił ścinających. Kontakt rzęsek z błoną podstawną powoduje ich odginanie. Wywoływane w ten
sposób zmiany potencjałów komórek rzęskowych odbierane są przez synapsy włókien neuronowych i w postaci
impulsów transmitowane do wyższych pięter układu słuchowego.

100. Budowa i funkcje neuronu:

Neuron – komórka nerwowa wyspecjalizowana w odbieraniu i przekazywaniu informacji – krótkich sygnałów
elektrycznych zwanych impulsami nerwowymi.
BUDOWA:
- ciało neuronu – zbudowane z cytoplazmy, jądra i organelli komórkowych, odchodzą od niego dwa typy
wypustek cytoplazmatycznych: dendryty oraz pojedynczy akson
- dendryty – krótkie silnie rozgałęzione włókna, wyspecjalizowane w odbieraniu bodźców i przekazywaniu ich do
ciała komórki
-akson/neuryt – przewodzi impulsy nerwowe z ciała komórki do innych neuronów, a także do mięśni i
gruczołów. Zakończenie aksonu zwieńczone jest kolbką synaptyczna z której uwalniane są neurotransmitery
(związki chemiczne przekazujące impulsy pomiędzy sąsiadującymi komórkami nerwowymi). Aksony posiadają
(lub nie) osłonki:
→zewnętrzną – osłonkę Schwanna (neurylemma) - pełni ważną rolę w regeneracji uszkodzonych neuronów.
→wewnętrzną – osłonkę mielinową. Osłonka mielinowa zbudowana jest z komórek Schwanna, zawierających
mielinę – substancje zbudowaną głównie z tłuszczy, będącą doskonałym izolatorem. Pomiędzy komórkami
Schwanna występują przerwy – przewężenia Ranviera – tu akson nie jest osłonięty mieliną, a impulsy
przekazywane są skokowo i co za tym idzie szybciej niż bez osłonki.

Źródło: wykłady, biologia Villego

101. Transfer energii typu Dextera

To proces bezpromienistego przekazu energii pomiędzy dwoma różnymi cząsteczkami (donor, akceptor).
Polega na bezpośredniej wymianie elektronów pomiędzy donorem i akceptorem (elektron ze stanu
wzbudzonego donora przechodzi do pustego stanu wzbudzonego akceptora) i wynika z mechaniki
kwantowej. Zachodzi przy spełnieniu warunków:



Przekrywanie się emisyjnego donora i widma absorpcyjnego akceptora



Przekrywanie się funkcji elektronowych



Odległość< 1 nm

Transfer zachodzi między karotenoidami a chlorofilami a jego szybkość zależy od odległości między
cząsteczkami (im większe r tym mniejsza szybkość)

102. Transfer energii typu Förstera

Proces bezpromienistego przekazu energii pomiędzy dwoma różnymi cząsteczkami. Polega na wymianie
wzbudzenia poprzez emisję i absorpcję w warunkach sprzężenia oddziałujących cząsteczek. Brak realnej
wymiany fotonu. Transfer energii zachodzi w wyniku oddziaływania indukowanych dipoli. Muszą być spełnione
następujące warunki:

34



Donor i akceptor będąc w stanach wzbudzonych wibracyjnych indukują momenty dipolowe i
pozostają w rezonansie.



Widmo emisyjne donoru musi pokrywać się z widmem absorpcyjnym akceptora



Odległość między cząsteczkami 1 nm<d<10 nm

103. Budowa białek i mechanizmy stabilizujące ich strukturę.

Białka - związki wielkocząsteczkowe składające się z reszt aminokwasów, które łączą wiązania peptydowe (-
CONH-).

Budowa pod względem struktury (4 poziomy):



Struktura pierwszorzędowa (sekwencja aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym)



Struktura drugorzędowa (przestrzenne ułożenie fragmentów łańcuchów polipeptydowych,

stabilizacja dzięki mostkom wodorowym. Wyróżniamy: α-helisę i β-helisę)



Struktura trzeciorzędowa (oddziaływania pomiędzy strukturami łańcucha peptydowego- to

wzajemne ułożenie elementów struktury drugorzędowej= sposób pofałdowania zwiniętego
łańcucha)



Struktura czwartorzędowa (to połączenie co najmniej dwóch struktur białkowych. W przypadku

białek złożonych dotyczy także grup prostetycznych- niebiałkowych). Przykładem białka o strukturze
czwartorzędowej jest hemoglobina.

Mechanizmy stabilizujące strukturę białek:



stabilizacja struktury I-rzędowej- wiązania kowalencyjne



stabilizacja struktury II-rzędowej- wiązania wodorowe (między grupami karbonylowymi -C=O i
grupami -N-H występującymi w wiązaniu peptydowym).



stabilizacja struktury III-rzędowej- wiązania (mostki) disiarczkowe (-S-S-) między resztami cysteiny
(wiązania kowalencyjne), wiązania jonowe między grupami mającymi ładunki elektryczne o
przeciwnych znakach, oddziaływania hydrofobowe między resztami niepolarnymi, wiązania
wodorowe tworzące się między różnymi obszarami cząsteczki, oddziaływania van der Waalsa



stabilizacja struktury IV-rzędowej- takie same wiązania jak struktura trzeciorzędowa

ŹRÓDŁO (wykład 1- białka, Wikipedia)

104. Jak cechy aminokwasów wpływają na strukturę i właściwości białek?

1. Cechy wpływające na na strukturę.
I rzędowa:



zdolność tworzenia kowalencyjnych wiązań dwusiarczkowych między resztami niesąsiadującej cysteiny
(możliwość utleniania grup SH cysteiny dla stworzenia mostku disiarczkowego ).

II rzędowa:



zdolność tworzenia wiązań wodorowych ( mostków wodorowych między tlenem karbonylowym a
wodorem grupy aminowej czwartego z kolei aminokwasu -alfa helisa), (strukturą beta -wiązania
wodorowe powstają między wiązaniami peptydowymi różnych części łańcucha lub różnymi łańcuchami
)

III rzędowa:



odziaływania pomiędzy strukturami, determinowane przez wymóg minimum energii, oddziaływania
aminokwasów łańcucha ze środowiskiem i między sobą. (odziaływania hydrofobowe, siły
elektrostatyczne, siły van der Waalsa ).

2. Cechy wpływające na właściwości białek.



właściwości grupy bocznej : hydrofilowa, hydrofobowa (aromatyczna lub alifatyczna ) kwasowa,
zasadowa

np. prolina - decyduje o tym, że łańcuch może łatwo się łamać.
Alanina, tyrozyna i inne „małe aminokwasy” tworzą kościec, strukturę, ale nie maja specjalnych właściwości.
Każdy z aminokwasów inaczej reaguje na wzbudzenie - tryptofan.- najdłuższa droga absorpcji.

35

„Długie aminokwasy” bardzo się rozpychają, wystają im ogonki , które reagują z otoczeniem zewnętrznym.
Histydyna -białko zawiera jakiś metal jeśli posiada w swojej strukturze ten aminokwas.

105. Na czym polega proces fotosyntezy

Fotosynteza - proces zamieniający energię świetlną w energię chemiczną poprzez łańcuch reakcji
zachodzących w chloroplastach (dokładniej tylakoidach) roślin i komórkach fotosyntetycznych prokariotów. To
wytworzenie tlenu i glukozy ze światła, wody i dwutlenku węgla:

6H2O + 6CO2 + hv (energia świetlna) → C6H12O6 + 6O2; ΔE -2872 kJ/mol (-687 kcal/mol)

Są 2 fazy fotosyntezy:

1. JASNA (faza przemiany energii)
światło jest absorbowane a jego energia jest zamieniana na energię wiązań chemicznych w ATP i NADPH, a
jako produkt uboczny wydzielany jest tlen
są 3 główne składowe fotosystemu


Fotosystem II (PS II) kwant światła pada na centrum reakcji (nazywa się P680, ze względu na maksimum
absorpcji fal 680 nm) PSII, następuje wybicie elektronów , kompleks manganowy przy PSII -rozkład
cząstek wody na tlen cząsteczkowy i kationy wodoru



kompleksy Ph (feofityna), Qa, Qb (cząstki plastochinonu), kompleks cytochromu b6/f, PC
(plastocyjanina) odpowiedzialne za liniowy transport elektronów-> e-z PC przekazany do PSI



Fotosystem I (PS I) elektron z PC i kolejny kwant światła powoduje wzbudzenie centrum reakcji PSI
(P700), oraz dalszy przekaz elektronów do tzw. FNR (ferredoksyna), która tworzy z NADP+ i e-cząstkę
NADPH. Pozyskane z cyklu wodory służą do produkcji ATP przez ATP-azę.

2. CIEMNA (faza przemiany substancji)

energia wiązań chemicznych (skumulowana w ATP i NADPH) z fazy świetlnej jest wykorzystywana do
syntezy związków organicznych (heksoz -cukrów z CO2 i wody)* 6CO2 + 18ATP + 12 NADPH + 12H2O →
C6H12O6 + 18ADP+ 18Pi + 12NADP+ + 6 H++

106. Gdzie zachodzi proces fotosyntezy?

w chloroplastach:
faza jasna - w błonach tylakoidów
faza ciemna - w stromie chloroplastów

107. Potencjalne zastosowania mechanizmów procesu fotosyntezy w nowych technologiach.

1. Odnawialne źródła energii
2. Rozwój medycyny:



mechanizmy obronne (zmiatacze wolnych rodników)



farmakologia (związki pochodzenia roślinnego)



diagnostyka (barwniki)

Źródło: wykład 7, http://www.if.uj.edu.pl/Foton/93/pdf/04%20fotosynteza.pdf

108. Co to są wolne rodniki i jakie są mechanizmy ich powstawania?

Rodniki (dawn. wolne rodniki) - to atomy lub cząsteczki zawierające niesparowane elektrony, czyli
charakteryzujące się spinem elektronowym różnym od 0. Wykazują paramagnetyzm, są również bardzo
reaktywne.

36

Powstają w wyniku homolitycznego rozpadu wiązań chemicznych, tj. takiego, w wyniku którego przy obu
częściach rozerwanej cząsteczki zostaje po jednym z elektronów, które wcześniej tworzyły wiązanie. Może ono
następować pod wpływem naświetlania promieniowaniem ultrafioletowym, promieniowaniem rentgenowskim,
przez bombardowanie elektronami, w wyniku niektórych reakcji redoks, a także w wyniku termicznego rozpadu
(tzw. dysocjacji termicznej) takich związków jak np. nadtlenki lub sole diazoniowe.

W organizmach żywych procesy biochemiczne, zwłaszcza te związane z oddychaniem, prowadzą do
powstawania wolnych rodników tlenowych. Powstawanie wolnych rodników z białek, lipidów, kwasów
nukleinowych i cukrowców obecnych w komórkach powodowane są przez reakcje z wolnymi rodnikami
tlenowymi lub reakcje jednoelektronowego utleniania tlenem cząsteczkowym.

Powstawanie wolnych rodników
Rozpad homolityczny wiązania kowalencyjnego prowadzi do powstania pary wolnych rodników lub atomów.
Jeśli rozpadowi ulega pojedyncze wiązanie w cząsteczce A-B, to jeden z elektronów zostaje przy fragmencie A*,
a drugi przy fragmencie B*. Rodniki są zwykle elektrycznie obojętne, ale mogą również mieć ładunek dodatni
lub ujemny. Gdy w cząsteczce obdarzonej ładunkiem elektrycznym dochodzi do rozpadu homolitycznego
wiązania, wówczas powstaje rodnik o odpowiednim ładunku elektrycznym. Rozpadowi homolitycznemu może
ulegać wiązanie między atomami węgla, tlenu, wodoru lub fluorowców:
H3C-CH3 ->2CH3*
HO-OH ->2HO*
Rozpad wiązania kowalencyjnego może nastąpić pod wpływem ogrzania, naświetlenia promieniowaniem z
zakresu nadfioletu lub światła widzialnego lub promieniowaniem jonizującym. Wolne rodniki można również
generować metodami katalitycznymi, w przypadku których reakcje przebiegają w temperaturze pokojowej.
Klasyczną metodą generowania rodników hydroksylowych jest katalizowany przez jony żelaza (II) rozpad
nadtlenku wodoru. Metoda ta znana jest jako reakcja Fentona:
H2O2+Fe2+->Fe3++HO-+HO
Rodnik hydroksylowy HO* może również powstawać w reakcji Habera- Weissa z nadtlenku wodoru i
anionorodnika ponadtlenkowego:
H2O2+O2-*->O2+HO-+HO*
Jest to reakcja bardzo powolna, jednak obecność metali przejściowych (Fe, Cu,Ti,Co,Mn,Ni,Cr,Ce) znacznie ja
przyspiesza.

109. Procesy, w których uczestniczą wolne rodniki.

Reakcje, w które wchodzą wolne rodniki można podzielić następująco:



Reakcje propagacji - przekazanie energii kolejnej cząsteczce - rodnik (A) odrywa elektron z innej
cząsteczki (B), dzięki czemu powstaje nowy rodnik B oraz cząsteczka A ze sparowanymi elektronami



Reakcje neutralizacji - wygaszenie wzbudzenia - połączenie dwóch rodników w mało reaktywną
cząsteczkę (bez niesparowanych elektronów)



Przyczyniają się do powstawania bardzo reaktywnych (niekoniecznie rodnikowych) cząsteczek, które
niszczą strukturę komórek, wchodząc w reakcje z cząsteczkami organicznymi:



Niszczą struktury komórki, wchodząc w bezpośrednie reakcje z cząsteczkami organicznymi (R - reszta
organiczna)

Przykłady:



Peroksydacja lipidów - wolne rodniki utleniają nienasycone kwasy tłuszczowe, co prowadzi do
rozpadu łańcucha na kilkuwęglowe fragmenty. Powoduje zaburzenie funkcji lub rozpad błony
komórkowej.



Uszkodzenia białek - zmiana właściwości reszta aminokwasowych, np. zrywanie mostków
siarczkowych, które prowadzi do zniszczenia przestrzennej struktury białka i całkowitej utraty
funkcjonalności.



Uszkodzenia DNA komórki



Cykl woda-woda w chloroplastach (zmiatanie reaktywnych form tlenowych, rozpraszanie nadmiaru
energii) - cykl polegający na przenoszeniu elektronów z fotoukładu I (PS I) na cząsteczkę tlenu z
powstaniem rodnika ponadtlenkowego, który jest przekształcany do cząsteczki wody utlenionej,
która z kolei jest redukowana do wody.

37

110. Mechanizmy obronne organizmów żywych przed stresem tlenowym.

Egzogenne
antyutleniacze (dieta):



rozpuszczalne w wodzie (witamina C)



rozpuszczalne w tłuszczach

witamina E (związki tokofenolowe, hinonowe, niwelacja struktur wolnorodnikowych)
karotenoidy (karoteny i ksantofile)

Endogenne



enzymy antyutleniające



dysmutaza ponadtlenkowa (SOD)



katalaza (CAT)



peroksydaza glutationowa (GPx)



melatonina

Karotenoidy – mechanizmy obronne



gaszenie tlenu singletowego



zmiatanie wolnych rodników



gaszenie stanów wzbudzonych kompleksów antenowych



dyssypacja nadmiaru energii poprzez cykl ksantofilowy

111.Struktura i rola karotenoidów w organizmach żywych.

CHARAKTERYSTYKA:
Pomarańczowe i żółte barwniki roślinne. Zaliczane do lipidów z racji swej nierozpuszczalności w wodzie i oleistej
konsystencji. Barwniki te występują w komórkach wszystkich roślin, uczestniczą w fotosyntezie. Cząsteczka
karotenoidu zbudowana jest z pięciowęglowych monomerów, tzw.: jednostek izoprenowych (CH2=C(CH3)–
CH=CH2). Charakterystyczną cechą karotenoidów jest występowanie dwóch pierścieni cykloheksylowych
połączonych długim łańcuchem węglowym, w którym występuje układ szeregu sprzężonych wiązań podwójnych
węgiel-węgiel.
Zazwyczaj występują w komórce w zdecydowanie mniejszych stężeniach niż chlorofile.

ROLA:

1. Są prekursorami witaminy A. Przez rozszczepienie na pół cząsteczki karotenu (żółtego barwnika

roślin) powstają dwie cząsteczki witaminy A, czyli retinolu (w przewodzie pokarmowym powstaje
retinal, który następnie jest przekształcany do retinolu). Retinal, czuły na światło karotenoid obecny
w siatkówce oka, jest pochodną witaminy A. Retinal uczestniczy w procesie widzenia u
przedstawicieli trzech różnych linii rozwojowych świata zwierzęcego: mięczaków, owadów i
kręgowców. Obecność retinalu we wszystkich trzech typach oczu świadczy o szczególnym
przystosowaniu tego karotenoidu do funkcji, jaką jest w tym przypadku uczestnictwo w percepcji
światła (fotolabilność – przemiany w obecności światła)

2. Związki te pełnią pomocniczą rolę w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy

promieniowania świetlnego (niebieska, fioletowa) aby następnie przekazywać energię stanu
wzbudzonego na cząsteczkę chlorofilu (chlorofilu a).

3. Zabezpieczanie przed reaktywnymi formami tlenu powstającymi podczas fotosyntezy (aktywność

przeciwutleniająca).

4. Ochrona przed uszkodzeniem fotosystemu spowodowanym nadmiarem docierającej energii

świetlnej, pochłaniając ją i powodując jej dyspersję (czyli rozproszenie) albo też przekierowując na
inne procesy fizjologiczne w komórce.

5. Karotenoidy należą do naturalnych przeciwutleniaczy. Przykładem karotenoidu jest β-karoten, krypto

ksantyna, α – karoten, γ - karoten

Źródło: biologia Villego i Wiki

38

112.Rodzaje i cechy kanałów biologicznych

KANAŁY WODNE



występują we wszystkich organizmach żywych,



funkcje u roślin: adsorpcja wody przez korzenie, utrzymanie balansu wody,



regulacja objętości i ciśnienia osmotycznego wewnętrznego komórek,



niezbędne do oddzielenia wody od płynów ustrojowych (AQP1,AQP2 w nerkach).

KANAŁY JONOWE



wspomagają i umożliwiają generację i przesyłanie sygnałów elektrycznych,



stanowią podstawowe bloki tworzące układ nerwowy,



zamykane i otwierane pod wpływem różnych czynników(ligandów, potencjałów błonowych,
temperatury, stresu),



bardzo selektywne,



wysoka zdolność przenoszenia jonów,



zaburzenia w ich pracy powodują choroby serca, mózgu, mięśni.

KANAŁY DYFUZYJNE



tworzone przez białka integralne w błonach,



jony przechodzą zgodnie z gradientem stężenia,



mogą być otwarte i zamknięte,



nie potrzebują ATP,



mechanizmy:

o

przyłączenie cząsteczki sygnalizacyjnej (acetylocholina),

o

mechaniczne (rozciąganie),

o

napięcie, polaryzacja błony (mięśnie, układ nerwowy).

ŹRÓDŁO Wykłady

113. Mechanizm selektywności kanałów jonowych.



sterowanie napięciem, zmiana potencjału na błonie



zależnie od ligandu, aktywowane chemicznie



naprężenie- otwarcie lub zamknięcie kontrolowane przez siłę mechaniczną

114. Funkcjonowanie układu krążenia.

Dzięki krążeniu płynów w organizmie wyrównywane są różnice występujące w środowisku wewnętrznym oraz
przenoszone są substancje chemiczne. Krążenie obejmuje płyny ustrojowe (krew, chłonkę i płyn tkankowy) oraz
tzw. łożysko krwionośne wypełnione krwią (naczynia krwionośne i serce).



Krew to tkanka płynna zawierająca elementy upostaciowane czyli erytrocyty, leukocyty i trombocyty
oraz nieupostaciowane –osocze. Tkanki krwiotwórcze można podzielić na centralne tkanki
hematopoetyczne (szpik kostny czerwony i grasica) oraz obwodowe tkanki hematopoetyczne (węzły
chłonne, grudki chłonne w błonach śluzowych, śledziona).



Rola krwi w organizmie: transport tlenu, dwutlenku węgla oraz produktów energetycznych i
budulcowych, transport produktów przemiany materii, hormonów, witamin, magazynowanie
hormonów tarczycy i hormonów steroidowych po związaniu z białkami osocza, wyrównywanie
ciśnienia osmotycznego w tkankach, wyrównywanie pH, różnic temperatur, ochrona przed inwazją
drobnoustrojów, eliminacja substancji obcych.



Część osocza przefiltrowana do tkanek przez ściany naczyń włosowatych dostaje się do naczyń
chłonnych i powraca w postaci chłonki do krwi żylnej przez przewód piersiowy i przewód chłonny
prawy. Chłonka nie ma jednolitego składu. Dzięki odpływowi białek wytwarzanych przez komórki z
chłonką utrzymywane jest stałe ciśnienie onkotyczne. Przez naczynia chłonne do krwi powracają
składniki bezpostaciowe i limfocyty.

39



Układ sercowo naczyniowy ze względu na jego czynność dzieli się na serce składające się z czterech
jam (2 przedsionki, 2 komory), tętnice i żyły krążenia dużego, tętnice i żyły krążenia małego
(płucnego) oraz dwie sieci naczyń włosowatych.



Poniższy schemat przedstawia dokładną budowę i przepływ krwi przez układ naczyniowo-sercowy):

115. Funkcjonowanie układu nerwowego.

Układ nerwowy funkcjonuje na zasadzie "przekazywania sygnałów" z jednej komórki nerwowej do innych, lub
do komórek mięśniowych, czy też gruczołów.



Podstawowym zjawiskiem wynikającym z funkcjonowania układu nerwowego jest odruch czyli
reakcja motoryczna w odpowiedzi na określoną zmianę w otoczeniu organizmu.



Bodziec stymuluje komórkę nerwową, ta generuje potencjał czynnościowy rozchodzący się od
początku do końca aksonu, zakończenie aksonalne uwalnia neuroprzekaźnik, a ten w konsekwencji
stymuluje komórkę mięśniową do skurczu. Pod wpływem działania bodźca zostają wywołane zmiany
biochemiczne wewnątrz komórki nerwowej prowadzące do wygenerowania impulsu nerwowego.



Zjawisko potencjału czynnościowego polega na lokalnej wymianie jonów między wnętrzem komórki
a jej otoczeniem, w wyniku czego na powierzchni komórki nerwowej zmienia się napięcie
elektryczne.



Proces wymiany jonów przenosi się wzdłuż powierzchni aksonu i w ten sposób impuls nerwowy
wędruje na sam koniec wypustki.



Kiedy dotrze do synapsy zakończenie aksonu uwalnia pewną substancję chemiczną -
neuroprzekaźnik, który docierając do komórki mięśniowej inicjuje zjawiska biochemiczne, dzięki
którym komórka mięśniowa dokona skurczu.



Pierwsza komórka ma charakter rejestratora bodźca, pełni rolę receptora - jest to komórka
czuciowa, sensoryczna. Drugi neuron ma charakter motoryczny, ruchowy.



U organizmów rozwiniętych większość odruchów jest realizowana przez bardziej złożone obwody
neuronalne podlegające dodatkowej modulacji. W takim przypadku pomiędzy komórką czuciową a
ruchową mogą występować neurony pośredniczące czyli tzw. interneurony.



Aktywność obwodu głównego może podlegać modulacji poprzez obwody dodatkowe, które mogą
pobudzać albo hamować przekazywanie sygnałów między komórką czuciową, a ruchową.



Powszechnym zjawiskiem jest konwergencja (zbieżności) i dywergencja (rozbieżności) neuronów. Z
dywergencją mamy do czynienia gdy rozgałęzienia jednego neuronu tworzą synapsy z wieloma
neuronami. Odwrotną sytuację gdy jedna komórka jest pobudzana (lub hamowana) przez wiele
neuronów nazywamy konwergencją.

116.Budowa i funkcja skóry.

1. izolacja środowiska wewnętrznego od zewnętrznego (czynników fizycznych, chemicznych i biologicznych)
2. udział w oddychaniu (tylko kręgowce niższe)
3. termoregulacja (90% ciepła)
4. udział w gospodarce wodno-elektrolitowej (gruczoły potowe)
5. Zawiera receptory czucia - odbiór bodźców ze środowiska zewnętrznego (dotyk, ból, ciepło, zimno)
6. melanogeneza (melanina chroni organizm przed UVA i B)
7. wchłanianie niektórych substancji
8. gospodarka tłuszczowa
9. gospodarka witaminowa (synteza prowitaminy D3)
10. wydzielanie dokrewne i reakcje odpornościowe (komórki Langerhansa)
Wytwory skóry: włosy, paznokcie, pióra, łuski, pazury, dzioby, kopyta, rogi.
Skóra dorosłego człowieka: powierzchnia 2 m2, 3 mm grubości, waży 3 kg.
Budowa:
Naskórek –posiada melaninę (barwnik), warstwa ochronna skóry, ma 4-5 warstw (od dołu): Podstawna
Kolczysta Ziarnista, Jasna (tylko w miejscach, gdzie skóra jest gruba) , Rogowa (zbita i rogowaciejąca)
Skóra właściwa –zawiera nerwy, naczynia krwionośne, nerwy, gruczoły (potowe, łojowe, sutkowe, śluzowe,

40

mlekowe) i korzenie włosów, warstwa odżywcza i wspierająca, ma 1-3 mm grubości; warstwa receptorowa,
odżywcza i wspierająca

Tkanka podskórna –zbudowana z tkanki łącznej właściwej luźnej, zawiera komórki tłuszczowe, stanowi warstwę
izolacyjną termicznie

41

Biomateriały

117. Do polimerów resorbowalnych, syntetycznych zaliczamy:



PLA- polilaktyd



PGA- poliglikolid



kopolimery glikolidu z laktydami PGLA



PCL- polikaprolakton



dodatkowo: poliortoestry, polibezwodniki

118. Nici chirurgiczne powinny cechować się:



charakter uniwersalny nici, czyli powinny być wykonane z materiałów które pozwalają na
zastosowanie ich w warunkach sali operacyjnej



wysoką wytrzymałością na rozciąganie



stałymi wymiarami



struktura powierzchni powodująca minimalne uszkodzenie tkanek podczas szycia i
minimalną reakcję tkankową



elastyczność- łatwość stosowania



wiązanie węzłów na niciach nie powinno powodować obniżenia własności nici, węzeł musi być
trwały i mocny



odpornością na infekcję



absorbowaniem płynów ustrojowych



utrzymywaniem kształtu w kontakcie z tkankę

119. Implanty metaliczne powinny charakteryzować się:



dobra odporność na korozje



odpowiednie własności mechaniczne



dobra jakość metalurgiczna i jednorodność materiału



zgodność tkankowa, to znaczy nietoksyczność, nie wywoływanie odczynów alergicznych



odporność na zużycie ścierne



brak tendencji do tworzenia zakrzepów



odpowiednie własności elektryczne



możliwe do przyjęcia koszty wytwarzania

120. Biomateriały, ze względu na oddziaływanie z tkankami, dzielimy na:



toksyczne



inertne- z wytworzeniem otoczki włóknistej



bioaktywne- brak otoczki włóknistej, bezpośrednie wiązanie z implantem



resorbowalne i degradowalne



porowate- przerastanie tkanką

121. Porowate tworzywo korundowe stosowane jest do :



wypełniania ubytków kostnych powstałych po usunięciu torbieli



wypełniania ubytków kostnych pooperacyjnych(np. po przecinaniu kości)



wszczepów po uszkodzeniach trzonów kręgów



wypełniania ubytków ognisk nowotworowych



do korekcji osi kończyn



w chirurgii szczękowo-twarzowej i ortolaryngoligii.

42

122. Do sterylizacji, polimerowych materiałów termolabilnych, stosujemy
następującą metodę:

materiały termolabilne to takie, które nie są odporne na wysokie temperatury i po działaniu
wysokich temperatur ulegają deformacji

Metody sterylizacji:



sterylizacja radiacyjna (za pomocą określonej dawki promieniowania)



sterylizacja przy pomocy gazowego tlenku etylenu(ETO) (metoda lepsza bo nie wpływa
własności mechaniczne i molekularne polimerów)



nowa metoda: użycie niskotemperaturowej plazmy z nadtlenku wodoru

123. Do konstrukcji główki, endoprotezy stawu biodrowego, wykorzystuje się:

ceramikę tlenkową (ceramikę korundową Al2O3, ceramikę cyrkonową ZrO2)
tlenki metali np. tlenki aluminium, tlenki kobaltowo-chromowe

124. Kompozyty, zawierające włókna węglowe, to materiał wykorzystywany miedzy innymi do:



leczenia ubytków tkanek, tkanki chrzęstnej, kostnej i miękkiej



resorbowalne podłoża tkankowe



w ortopedii, jako płytki stabilizacyjne wzmacniane włóknem węglowym, ortezy, protezy
nóg (np. Oscar Pistorius na takie), sprzęt rehabilitacyjny(wózki inwalidzkie)

125. W badaniach odpowiedzi komórkowej, na biomateriał w warunkach in vitro, określa się między innymi:



odpowiedz żywego organizmu na materiał(odp. biologiczna)



odpowiedź na produkty degradacji (odp. materiału na żywe środowisko)

Określenie następujących parametrów implantu:



degradacja, fragmentacja, zmiana parametrów fizycznych i chemicznych materiału



ulatnianie, korozja materiału



depolimeryzacja, hydroliza, rozpuszczanie



przebudowa chemiczna struktury

Określenie parametrów komórkowych:



działanie cytotoksyczne na komórki



określenie działania drażniącego, alergicznego, kancerogennego

126. Nanocząstki magnetyczne mogą być w przyszłości wykorzystywane w medycynie jako:



kapsułki dostarczające leki w określone miejsce



w terapii hipertermii do leczenia nowotworów umiejscowionych w trudno dostępnych

miejscach


w terapii genowej (zmodyfikowanie DNA za pomocą cząstki umieszczonej napowierzchni nanocząstki
magnetycznej)



w obrazowaniu MRI (nanocząstki po wprowadzeniu do organizmu szukają nowotworu i przyczepiają
się do jego powierzchni)

127. Biomateriały ceramiczne charakteryzują się bioaktywnością w kontakcie z tkanką kostną, zjawisko to polega
na:

wytworzeniu trwałego wiązania chemicznego tkanka-implant, bez otaczającej torebki
włóknistej i bezpośrednim połączeniu z kością.

43

128. Nakładanie powłok węglowych, na implanty metaliczne lub ceramiczne, ma na celu:



nadania właściwości atrombogennych implantom dla kardiochirurgii



poprawy biozgodności z krwią(nanoszenie na zastawki serca)



nadania własności adsorbowania białka albuminy- inhibitora procesu zakrzepowego



poprawa właściwości mechanicznych i odporności na ścieranie

44

Biomechanika Inżynierska

129. Jakie są warunki równowagi przestrzennego dowolnego układu sił?

Ciało obciążone dowolnym przestrzennym układem sił pozostaje w równowadze jeżeli: algebraiczna suma
rzutów wszystkich sił na oś x,y,z równa jest 0 oraz Algebraiczna suma rzutów wszystkich momentów sił na oś
x,y,z jest równa 0

130. Co to jest ruchliwość mechanizmu?

Ruchliwością mechanizmu nazywamy ilość stopni swobody względem nieruchomej podstawy, którą posiada
dowolny łańcuch kinematyczny.

ŹRÓDŁO: "Teoria maszyn i mechanizmów" Felis, Jaworowski, Cieślik, str. 19

131. Jakie wielkości należy znać w celu obliczenia ruchliwości mechanizmu?

n - liczba członów ruchomych łańcucha kinematycznego
i - klasa par kinematycznych występujących w łańcuchu
Pi - liczba par kinematycznych klasy i-tej
w - ruchliwość mechanizmu

w=6*n - Σ(i*Pi)
ŹRÓDŁO: "Teoria maszyn i mechanizmów" Felis, Jaworowski, Cieślik, str. 19

132. Gdzie w przybliżeniu znajduje się środek ciężkości ciała człowieka?

Ogólny środek ciężkości ciała człowieka znajduje się w przybliżeniu w 41% długości ciała licząc od bliższego
końca (od głowy). Tak jest tylko w przypadku wyprostowanej postawy.

ŹRÓDŁO: "Biomechanika układu ruchu człowieka" Bober, Zawadzki str. 147

133. Jak definiowany jest ruch płaski?

Ruch płaski to taki w którym wszystkie punkty ciała poruszają się w płaszczyznach równoległych, po takim
samym torze oraz posiadają takie same prędkości i przyspieszenia. Ruch płaski jest złożeniem ruchu
postępowego dowolnego punktu ciała i ruchu obrotowego względem tego punktu.

134. Wyjaśnij pojęcie "przyspieszenie Coriolisa"?

Przyspieszeniem Coriolisa nazywamy podwojony iloczyn wektorowy prędkości kątowej i prędkości względnej.
Jest konsekwencją ruchu obrotowego układu unoszenia. Jest wywołane zmianą wektora prędkości względnej
wskutek obrotu z prędkością kątową oraz zmianą wektora prędkości unoszenia wskutek przemieszczenia
punktu.
a=2(ω×Vw)

45

135. Jak wyznaczyć energię kinetyczną bryły w ruchu płaskim ?

Energia kinetyczna bryły w ruchu płaskim jest sumą energii kinetycznej ruchu postępowego środka masy oraz
energii kinetycznej ruchu obrotowego bryły względem osi przechodzącej przez środek masy.

E=[m(V^2)+J(ω^2)]/2

ŹRÓDŁO str. 3

136. Jak wyznacza się przyspieszenie w ruchu złożonym?

Przyspieszenie w ruchu złożonym jest pochodną prędkości bezwzględnej po czasie. Prędkość jest określana jako
suma prędkości unoszenia w ruchu postępowym oraz prędkości względnej. Po obliczeniu pochodnej i
przekształceniach, które znajdziecie w źródle otrzymujemy, że przyspieszenie bezwzględne jest sumą
wektorową przyspieszenia unoszenia, przyspieszenia względnego i przyspieszenia Coriolisa.

137. Co to jest para kinematyczna?

Parą kinematyczną nazywamy połączenie ruchowe dwóch lub więcej członów umożliwiające im ruch względny.

ŹRÓDŁO: "Teoria maszyn i mechanizmów" struktura mechanizmów, Felis, Jaworowski str. 3

138. Jak wyznaczyć moc siły przyłożonej do ciała sztywnego?

Moc siły jest to iloczyn skalarny wektora siły oraz wektora prędkości punktu przyłożenia siły.

139. Co są drgania własne układu?

Drgania własne (drgania swobodne) – drgania ciała wywołane wychyleniem z położenia równowagi trwałej,
kiedy na ciało nie działają żadne siły, poza siłami określającymi położenie równowagi i siłami dążącymi do jej
przywrócenia. Amplituda drgań zależy od wielkości początkowego wychylenia (energii potencjalnej) lub od
prędkości początkowej (energii kinetycznej) nadanej ciału

140. Jakie wielkości wykorzystuje się w równaniach Lagrange'a II rodzaju?

energię kinetyczną, współrzędne uogólnione, siłę uogólnioną

141. Co to jest postać drgań?

Pytanie sprzed 2 lat:
Co to jest postać drgań?

a) Przemieszczenie punktów układu otrzymane dla danej częstotliwości

drgań i w danej chwili czasowej

b) Inna nazwa hodografu
c) Funkcje określające rozkład naprężeń dynamicznych
d) Składowe wektora normalnego do drgającej powierzchni

46

142. Jak powstaje model MES?

Modelowanie z wykorzystaniem metody elementów skończonych obejmuje 3 etapy:



idealizacja - przejście między fizycznym elementem a jego modelem matematycznym tak by za jego
pomocą przewidywać i symulować zachowanie prawdziwego elementu



dyskretyzacja - przejście z modelu matematycznego o nieskończonej ilości elementów do modelu
dyskretnego, który można obliczyć analitycznie



rozwiązanie - symulacja modelu

ŹRÓDŁO

143. Co to jest przesuniecie wirtualne?

Przesunięcie wirtualne jest to każde dowolne, możliwe przemieszczenie punktu zgodnie z więzami. Jest to
przesunięcie punktu zgodnie z wektorem możliwej prędkości.

144. Które z poniższych równań ruchu określa wymuszone drgania tłumione układu o jednym stopniu swobody?

145. Co to jest masowy moment bezwładności?

Masowy moment bezwładności względem punktu, osi czy płaszczyzny jest sumą wszystkich (całką) iloczynów
mas i kwadratów ich odległości od tegoż punktu, osi czy płaszczyzny.

146. Ile wynosi zastępczy współczynnik sprężystości 2 jednakowych sprężyn połączonych równolegle?

Połączenie równoległe dwóch sprężyn o współczynnikach sprężystości k1 i k2; działająca na nie siła jest sumą sił
F1 i F2, działających na poszczególne sprężyny, a ich wydłużenia są jednakowe:

F = k1*x, F = k2*x, F = F1 + F2

z czego wynika, że zastępczy współczynnik sprężystości:

k = k1 + k2

147. Jak definiowany jest moment siły?

Moment siły F względem punktu O jest iloczyn wektorowy promienia wodzącego r, o początku w punkcie O i
końcu w punkcie przyłożenia siły, oraz siły F.

47

148. Z jakich elementów składa się przekładnia planetarna?

Przekładnia planetarna (obiegowa) składa się z kół centralnych, kół obiegowych (planetarnych) oraz jarzma

149. W jakich warunkach powstaje aerodynamiczna siła nośna?

Siła nośna powstaje gdy ciało poruszające się względem płynu, zmienia całkowitą ilość ruchu (pęd) otaczającego
to ciało płynu w kierunku prostopadłym do tego ruchu.

48

Chemia organiczna

159. Które ze związków organicznych o podanych nazwach jest związkiem nienasyconym?

Związki nienasycone - tzn. związki organiczne, w których pomiędzy atomami węgla występuje wielokrotne
wiązanie. W łańcuchu może być jedno lub wiele wiązań wielokrotnych

Przykłady: alkeny (1 wiązanie podwójne) alkiny (1 wiązanie podwójne) lub analogicznie alkadieny (2 x wiązanie
podwójne) np.: C-C=C-C=C, alleny (2 wiązania podwójne sprzężone ze sobą) np.; C=C=C



jeśli więc coś będzie mieć nazwę z końcówką -en, -yn, -dien, to jest nienasycone



jeśli będzie nazwa zwyczajowa, to najlepiej sobie rozpisać wzór

160. Które ze związków organicznych o podanych nazwach jest związkiem trzeciorzędowym?



rzędowość węgla (np.: proste łacuchy węglowodorowe), patrzymy ile dany węgiel ma połączeń z innym
atomem węgla np.:



CH

4

: 0 rząd;

CH

3

-CH

3

: oba at. C są I rzędowe;

CH

3

-CH

2

-CH

3

: atom środkowy II rz.

CH

3

-C(CH

3

)

2

-CH

3

: atom środkowy IV rz.

b) karbokationy - mają taką rzędowość jak węgiel, przy którym znajduje się plusik
np.:
CH

3

-CH

2

(+) : karbokation I rzędowy

CH

3

-CH(+)-CH

3

: karbokation II rzędowy

c) alkohole - mają taką rzędowość jak węgiel przy którym jest grupa OH
np.:
CH

3

-CH

2

-OH : I rzędowy

CH

3

-CH(OH)-CH

3

: II rzędowy

d) aminy - rzędowość taka jak liczba at. C połączona z N
np.; H

3

C-NH

2

- I rzędowa

H

3

C-NH-CH

3

- II rzędowa

161. Dla którego spośród podanych węglowodorów najbardziej charakterystyczne są reakcje substytucji?

Na pewno alkany, areny chyba też.



alkany i cykloalkany ->reakcja z chlorem, bromem lub fluorem w obecności światła UV



węglowodory - czyli chodzi tylko o związki posiadające w łańcuchu atomy C i H



nasycone (np.; alkany) - substytucja



nienasycone (np.: alkeny, alkiny) - addycja



aromatyczna substytucja elektrofilowa jest reakcją charakterystyczną także dla benzenu, w wyniku tej
reakcji do pierścienia aromatycznego można wprowadzić wiele różnych podstawników:



jony acetylenkowe mogę reagować z halogenkami alkilowymi

162. Który ze związków organicznych o podanych nazwach może tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody?

Wiązania wodorowe z wodą będą tworzyć związki organiczne mające w swojej strukturze:
inne atomy niż tylko węgiel i wodór, które to atomy posiadają wolne pary elektronowe, (fluor, azot, tlen, siarka i

49

wszystkie chlorowce) lub grupy funkcyjne w których atom wodoru połączony jest wiązaniem kowalencyjnym
z innym, silnie elektroujemnym atomem (-OH, -NH

x

, -SH i inne, których nie braliśmy)

163. Który spośród podanych związków jest izomerem octanu 2-metylopropylu?

jest to związek który można mniej więcej zapisać tak: (a najlepiej rozrysować)

H

3

C-C(O)-O-CH

2

-CH(CH

3

)-CH

3

czyli ester



w zasadzie można też to nazwać octan izobutylu



nie m tu ani jednego atomu C chiralnego więc izomeria optyczna odpada



izomeria konfiguracyjna : jest - grupę izobutylową można zapisać jako n-butylowa (czyli C-C-C-C
nierozgałęzione)



izomeria konsytucyjna: jest : mogą być związki należące do innych grup, a jak sprawdzamy że są
izomerami tego powyżej?



piszemy wzór sumaryczny naszego i przykładowego związku - jeśli mają tyle samo at. C, H, O to są
izomerami

164. Dlaczego w reakcji czynnego optycznie 3-bromo-3-metyloheksanu z NaOH powstaje alkohol, który nie
wykazuje czynności optycznej?

najpierw dobrze jest rozrysować sobie wzór

H

5

C

2

-C(Br)(CH

3

)-C

3

H

7



środkowy węgiel (nr 3)jest podstawiony 4 różnymi podstawnikami wiec jest atomem chiralnym



węgiel nr 3, ma rzędowość III

co z tego wynika?

W przypadku chlorowcopochodnych węglowodorów może dojść do zamiany X -> OH na dwa sposoby

1) następuje racemizacja : tzn. tworzy się mieszanina racemiczna - dwóch izomerów optycznych w tej samej
ilości : jeden skręca światło w lewo o pewien kat , drugi w prawo, i działa to jak + i - czyli się wzajemnie znosi
czynność optyczna.

Ten mechanizm ma miejsce właśnie gdy mamy atom chiralny III rz, lub II rz (ale to już mniej prawdopodobne) : I
TO JEST POWÓD BRAKU CZYNNOŚCI OPTYCZNEJ

2) następuje inwersja konfiguracji tzn. prawoskrecalnego robi się lewoskrecalny i na odwrót. Taki mechanizm
reakcji jest jak mamy atom chiralny I rzędowy lub II rzędowy (albo na sposób nr 1)

165. Co można powiedzieć o reakcji nitrowania aldehydu benzoesowego?

reakcja będzie wolniejsza niż dla benzenu (-CHO jest grupa dezaktywującą, kierującą w pozycje meta-)
powstanie aldehyd meta-nitrobenzoesowy lub aldehyd 2,4-dinitrobenzoesowy



Związek jest aldehydem, wiec ulega reakcjom Tollensa i Trommera.



Rodnik: aldehyd benzoesowy ma rodnik aromatyczny. Aldehyd benzoesowy będzie wiec ulegał
reakcji nitrowania.



Reakcje przebiega według jednego mechanizmu substytucji elektrofilowej (SE) i polegają na
podstawieniu atomu wodoru z pierścienia benzenowego innym atomem lub grupą atomów.

50

166. Który ze związków organicznych o podanych nazwach w wyniku reakcji z NaOH tworzy sole ?

kwas lub alkohol

Związki, które w reakcji z NaOH dają sole



Fenole –mimo, że mają grupę OH, ich charakter jest kwasowy. Kwasem są bardzo słabym, słabszym
nawet od węglowego



Aldehydy ( reakcja Cannizzaro, powstaje alkohol i kwas, który chętnie reaguje z obecnymi w
roztworze jonami Na+



Kwasy karboksylowe



Estry –na drodze hydrolizy zasadowej rozpadają się na sole kwasów karboksylowych i alkohole.



Tłuszcze –bo tłuszcze to estry gliceryny i wyższych kwasów tłuszczowych



Fluorowce amin, np. :

CH3NH3(+)Br(-) + NaOH -> NaBr + H2O + CH3NH2



Amidy:



Aminokwasy



Peptydy i białka



Hydroksykwasy

167. Które z podanych zdań dotyczących dehydratacji 2-metylobutan-2-olu zachodzącej w podwyższonej
temperaturze pod wpływem stężonego kwasu siarkowego jest prawdziwe?

W reakcjach eliminacji, w których powstaje wiązanie C=C, powstają zawsze w przewadze bardziej rozgałęzione
izomery.
(Tym którzy mają mniej, zostanie odebrane)

Ponieważ nie wiadomo o co jakie zdania chodzi, wstawiam w.w. reakcję:

Podczas reakcji dehydratacji 2-metylobutan-2-olu odszczepiana jest grupa hydroksylowa (-OH),
a brakujący wodór jest odszczepiany od tego z sąsiednich atomów węgla, do którego przyłączone jest mniej
wodorów. Temperatura i kwas siarkowy są katalizatorami reakcji.

ŹRÓDŁO: http://pl.wikipedia.org/wiki/Regu%C5%82a_Zajcewa

168. Które z podanych zdań odnoszących się do reagentów elektrofilowych jest prawdziwe?

Czynnik elektrofilowy (elektrofil) – jon dodatni lub cząsteczka z luką elektronową, pełniąca funkcję akceptora
elektronów podczas reakcji substytucji elektrofilowej. Przykładowymi czynnikami elektrofilowymi są: H+, Cl+,
Br+, R+ (R - grupa alkilowa), NO

2

+.

Cząsteczki takie atakują miejsca w cząsteczkach gdzie występuje duże nagromadzenie ładunku ujemnego(np.
zdelokalizowane elektrony pierścienia aromatycznego).

51

Reakcję substytucji elektrofilowej oznacza się S

E

.

Przykładami reakcji substytucji elektrofilowej są:



halogenowanie,



nitrowanie,



sulfonowanie,



alkilowanie.

ŹRÓDŁO:
Substytucja elektrofilowa Czynnik elektrofilowy

169. Który ze związków organicznych o podanych nazwach może tworzyć izomery geometryczne?

Izomeria geometryczna, izomeria trans-cis, izomeria E-Z (symbole pochodzą z języka niemieckiego, Z:
zusammen - 'razem', E: entgegen - 'naprzeciw', to znaczy po przeciwnych stronach płaszczyzny odniesienia) -
rodzaj izomerii konfiguracyjnej, która wynika z faktu różnego układu atomów i podstawników przy wiązaniach
wielokrotnych lub w układach cyklicznych.

Izomeria geometryczna może występować w przypadku gdy:



w cząsteczce występują wiązania wielokrotne oraz dwie różne pary podstawników przy atomach
połączonych tymi wiązaniami.



w cząsteczce występują układy cykliczne lub oligocykliczne, zaś przy dwóch lub więcej atomach
wchodzących w skład cyklu występują dwie różne pary podstawników.

Aby odpowiedzieć na pytanie należy:



stwierdzić które związki chemiczne posiadają wiązania wielokrotne lub płaszczyznę



wśród potencjalnych kandydatów określić czy możliwe są dwa sposoby ukierunkowania łańcucha

głównego(lub grup funkcyjnych)

Przykład(też rodem z wikipedii):

Izomeria trans-cis w układach z wiązaniem podwójnym i cyklicznych

Źródło:wiki wik iwiki

170. Który spośród podanych związków organicznych wykazuje właściwości kwasowe?



kwasy i fenol



alkiny terminalne (zawierające atom H przy wiązaniu potrójnym) mają własności słabych kwasów i
reagują z bardzo silnymi zasadami



fenol(C6H5OH), kwasy karboksylowe



kwas asparginowy (Asp, D)-aminokwas



kwas glutaminowy- aminokwas

52

171. Który z podanych związków organicznych zawiera w cząsteczkach podstawniki elektron akceptorowe?

podstawniki elektron akceptorowe:



-F,



-Br,



-Cl,



-J,



=C=O,



-CHO,



-COOH,



-COOR,



-C(O)Cl,



-CONH

2

,



-OH,



-OR,
-CN,



-NO

2

,



-NH

2

,



-NHR,



-NR

2

172. W cząsteczce którego spośród podanych związków organicznych występują wyłącznie pierwszo- i czwartorzędowe
atomy węgla?

np.: H

3

C-C(CH

3

)

2

-CH

3

173. Co można powiedzieć o reakcji propenu z HBr, przebiegającej w środowisku, w którym obecne są nadtlenki?

CH

3

-CH=CH

2

+ HBr ----(nadtlenki) > Br - CH

2

-CH

2

-CH

3

jeśli reakcja przebiega w środowisku nadtlenków to będzie biegła WBREW regule Markownikowa (która w dużym
skrócie mówi, że tam gdzie jest więcej H przy w. podwójnym to idzie wodór, a chlorowiec do tego drugiego miejsca)

mechanizm reakcji: wolnorodnikowy (ze względu na nadtlenki) /* oznacza rodnik/

HBr + R-C(O)-O* - > Br* + R-C(O)OH

CH

2

=CH-CH

3

+ Br* - > Br-CH

3

-C(*)H-CH

3

+ *CH

2

-CH(Br)-CH

3

_________________ trwalszy (II rz.rodnik) ____ mniej trwały (I rz. rodnik)

O rzędzie atomu węgla decyduje ilość połączeń węgla z innymi węglami. Na przykładzie dołączam związek z
przedstawionymi rzędami atomów węgla. Ponadto aktywność atomu węgla wzrasta wraz z rzędowością. I teraz
zgodnie jaki mamy związek, to uwzględniając zasadę rzędowości poradzimy sobie z zadaniem. Przypominam krótko
zasadę nazewnictwa, bo zgodnie z zadaniem od tego będziemy musieli zacząć, aby określić rząd atomu węgla. Oto one:

1 – szukamy łańcucha głównego (tam gdzie najdłuższy)
2 – wszystko co nie należy do łańcucha jest podstawnikiem
3 – podstawniki podajemy w kolejności alfabetycznej tak, aby lokant (numer atomu węgla, przy którym znajdują
się podstawniki) były jak najmniejsze
4 – te same podstawniki możemy podać razem używając przedrostki: di, tri, tetra, penta
5 – przedrostek nie wpływa na kolejność podstawników
6 – węglowodany nasycone mają końcówkę –an, nienasycone z podwójnym wiązaniem – en, a z potrójnym – in
lub – yn.
7 – związki pierścieniowe mają przedrostek cyklo.

174. Który z podanych związków organicznych charakteryzuje się wyższą temperaturą wrzenia niż butan-1-ol?

Wyższą temperaturę wrzenia będą miały:



dłuższe liniowe związki organiczne o 1 grupie hydroksylowej np: pentan-1-ol,



związki o większej liczbie grup hydroksylowych, np: butano-1,2-diol, i cała masa innych,

niższą temperaturę wrzenia będą miały:



związki rozgałęzione np: metylopropan-1-ol,



związki liniowe o mniejszej masie np: etanol,



związki nie wytwarzające wiązań wodorowych,



i mnóstwo innych możliwych do wymyślenia.

53

175. Którym z podanych reakcji ulegają alkany?

alkany generalnie są mało reaktywne

reakcje które zachodzą to:



spalanie - produktem jest CO

2

i H

2

O



półspalanie - produkt CO i H

2

O



spalanie niecałkowite - produkt C i H

2

O



substytucja wolnorodnikowa (z Cl i Br, Fluorowanie jest bardzo niebezpieczne, a co do I to jest mało
reaktywny)

176. Które z podanych zdań dotyczących wskazanych chloropochodnych węglowodorów jest prawdziwe?

chlorowcopochodne węglowodorów to związki organiczne, w których jeden lub więcej atomów wodoru zastąpione
jest przez atom chloru

Właściwości:



są dobrymi rozpuszczalnikami



obecność chlorowca w łańcuchu węglowodorowym obniża palność



z powodu większej masy cząsteczkowej halogenoalkany mają znacznie wyższe temperatury wrzenia niż
alkany o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce



pochodne halogenowe szeregu alifatycznego charakteryzują się dużą aktywnością chemiczną i służą do
otrzymywania innych pochodnych

Mechanizmy reakcji chlorowcopochodnych:



Sn

2

- podstawienie nukleofilowe dwucząsteczkowe



Sn

1

- podstawienie nukleofilowe jednocząsteczkowe



E

2

- eliminacja dwucząsteczkowa



E

1

- eliminacja jednocząsteczkowa

Źródło: wykłady biotechnologia

177. Które z podanych zdań dotyczących alkoholi jest prawdziwe?

Właściwości fizyczne alkoholi uwarunkowane są wpływem obu grup funkcyjnych – zarówno części hydrofilowej,
polarnej w postaci –OH, jak i części hydrofobowej (lipofilowa), która stanowi łańcuch węglowodorowy –R. Wraz ze
wzrostem łańcucha alkilowego, rosną właściwości lipofilowe i spadają hydrofilowe. Wraz ze zwiększoną ilością grup –
OH, wzrasta rozpuszczalność w wodzie (decydują o tym także wiązania wodorowe).

Wiązania wodorowe w alkoholach:

Ze względu na obecność silnie elektroujemnego atomu tlenu i związanego z nim atomu wodoru alkohole tworzą
wiązania wodorowe, ulegając asocjacji w większe struktury. Niższe alkohole takie jak metanol, etanol i propanol mają
niskie temperatury wrzenia i dużą lotność. Wiązania wodorowe zwiększają temperatury topnienia i wrzenia, obniżają
lotność.
Charakter chemiczny alkoholi:



alkohole ulegają reakcjom z rozerwaniem wiązania C-O (wskazujące na charakter zasadowy alkoholi), np.

C2H5OH + HBr → C

2

H

5

Br + H

2

O



alkohole pod wpływem metali o właściwościach silnie redukujących tworzą alkoholany (charakter

kwasowy), np. 2CH3OH + 2Na → 2CH

3

ONa + H

2



w procesie estryfikacji alkohole ulegają reakcji rozerwania wiązania O-H



DEHYDRATACJA - Charakterystyczna dla alkoholi reakcja eliminacji (nazywana również reakcją dehydratacji)

przebiega w środowisku kwasowym, np. pod wpływem stężonego H

2

SO

4

lub w obecności tlenku glinu Al

2

O

3

54

w podwyższonej temperaturze. Produktem reakcji eliminacji cząsteczki wody z etanolu jest eten –
węglowodór nienasycony (mechanizm E

1

), np. CH

1

CH2OH → CH

2

=CH

2

+H

2

O



UTLENIANIE ALKOHOLI - pierwszorzędowe alkohole utleniają się do aldehydów (a później do kwasów

karboksylowych), natomiast alkohole drugorzędowe utleniają się do ketonów. Alkohole trzeciorzędowe nie
ulegają procesowi utleniania (w bardzo drastycznych warunkach dochodzi do degeneracji cząsteczki). Do
przeprowadzenia tych reakcji używa się K

2

Cr

2

O

7

(dichromian(VI) potasu) lub KMnO

4

(manganian(VI) potasu),

a w przypadku alkoholi drugorzędowych, dodatkowo stosuje się do dichromianu jego tlenek CrO3:
CH

3

CH

2

OH

+

CuO

-(pod

wpływem

T)→

CH

3

COH

+

Cu

+

H

2

O

CH3C(OH)CH3 + CuO -(pod wpływem T)→ CH3C(O)CH3 + Cu + H2O

ŹRÓDŁO - http://student.agh.edu.pl.../chemikalia.pdf

178. Jaką wspólną cechą charakteryzują się propanal i propanon?

propanal H

3

C-CH

2

-C(=O)-H

propnanon H

3

C-C(=O)-CH

3

oba zawierają grupę karbonylową -C=O

WSPÓLNE CECHY



Zawierają 4 atomy węgla :-)



Hybrydyzacja węgla w obu grupach jest taka sama - sp2.



Ulegają addycji nukleofilowej. (Przyłączanie do atomów węgla w grupach).



Można je otrzymad w procesie ozonolizy związku nienasyconych (uwaga, ale nie tych samych).



Można je uzyskać podczas utleniania alkoholi (uwaga nie tych samych).



Atomy węgla w grupach można zredukować do alkoholi (ale nie tych samych! W przypadku propanalu
powstaje alkohol pierwszorzędowy (grupa OH przy węglu połączonym tylko z jednym węglem). Propanon -
alkohol drugorzędowy.

179. Które zdania odnoszące się do izomerów konformacyjnych alkanów jest prawdziwe?

Wyróżniamy izomerię konstytucyjną (szkieletu, położenia, budowy) oraz przestrzenną (geometryczna, konformacyjna,
enancjomeria).


Izomeria konformacyjna - to rodzaj izomerii cząsteczek chemicznych, polegająca na częściowym zablokowaniu
swobodnej rotacji podstawników lub pojedynczych atomów, występujących przy dwóch atomach połączonych
pojedynczym wiązaniem chemicznym. Izomery konformacyjne często przedstawia się za pomocą tzw. projekcji
Newmana. Izomeria konformacyjna na przykładzie butanu (rozpatrując konformery n-butanu przy tworzeniu projekcji
Newmana spoglądaliśmy wzdłuż środkowego wiązania C−C; przykład dla konformacji antyperiplanarnej (180°)):

Wzory stereostrukturalne konformerów butanu (kolejno: 180°, 120°, 60°, 0°)

Projekcje Newmana konformerów butanu (kolejno: 180°, 120°, 60°, 0°)

55

Wiemy, że konformacje naprzeciwległe (120° i 0°) są mniej trwałe od naprzemianległych (180° i 60°). Ale czy nawet
mniej trwałe 120° i 0° są równocenne? Okazuje się, że nie. Oprócz naprężenia torsyjnego występuje też inne -
naprężenie steryczne. Powstaje ono kiedy grupy funkcyjne fizycznie sobie przeszkadzają zachodząc na siebie.

Naprężenie steryczne pojawia się w konformacji 60° i 0° oraz pomiędzy nimi a także w dalszej rotacji aż do 60° po
drugiej stronie. Im bliżej konformacji 0° tym naprężenie steryczne jest silniejsze i tym większa energia jest potrzebna
do osiągnięcia takiego kształtu.

CYKLOHEKSAN:
W pierścieniu łódkowym cykloheksanu występują większe naprężenia, dlatego forma krzesłowa jest trwalsza i właśnie
taką praktycznie zawsze rysujemy (→ cukry).

http://www.chemmix.artnet...2&s2=004&s3=006

180. Sulfonowanie której spośród podanych pochodnych benzenu doprowadzi do powstania mieszaniny produktów
zawierających grupę sulfonową w pierścieniu w pozycjach orto i para względem podstawnika?

To jakie będą produkty reakcji zależy od podstawników w pierścieniu - są dwie grupy podstawników, jedna kieruje w
pozycję meta, druga w pozycję orto i para. Do tej drugiej grupy należą: grupy alkilowe, F, Cl, Br, -NH

2

, -NHR, -NR

2

, -OH,

-OR, -NHC(O)R.

ŹRÓDŁO:link

181.

W

cząsteczce

którego

spośród

podanych

związków

organicznych

wszystkie

atomy leżą w jednej płaszczyźnie?

aby związek leżał w płaszczyźnie to hybrydyzacja węgli musi być sp (kształt liniowy) albo sp2 (kształt trójkąta
równobocznego) . jak to policzyć?
4 wiązania - sp3
3 wiązania - sp2
2 wiązania - sp



jeśli węgiel ma 4 wiązania pojedyncze sprawa jest jasna ( i odpada bo będzie przestrzenny)



jeśli węgiel ma wiązanie podwójne i resztę pojedynczych = 3 wiązania (podwójne liczy się jako jedno



jeśli węgiel ma wiązanie potrójne i pojedyncze = 2 wiązania (potrójne też liczy się jak jedno)
np.: etylen H

2

C=CH

2

każdy atom węgla posiada 3 wiązania sp2 sp2 kształt w stylu" >-<"

acetylen H-C≡C-H każdy atom węgla ma 2 wiązania sp sp kształt prostej kreski "---"
kwas mrówkowy H-C(=O)-OH at węgla ma 3 wiązania sp2 kształt " -<_ "

182. Co można powiedzieć o aldehydzie glicerynowym?

Aldehyd glicerynowy, aldehyd glicerolowy – organiczny związek chemiczny z grupy aldehydów o wzorze sumarycznym
C

3

H

6

O

3

.

Projekcja Fischera aldehydu D-glicerynowego

56

Jest zaliczany do cukrów jako najprostsza aldoza. Ze względu na centrum chiralności występuje w postaci dwóch
enancjomerów, aldehydu D-(+)-glicerynowego [(R)-glicerynowego] i aldehydu L-(-)-glicerynowego [(S)-glicerynowego].
Występujący naturalnie izomer D był zastosowany przez Hermanna Emila Fischera jako wzorzec do wyznaczania
konfiguracji absolutnej

183. Które spośród podanych stwierdzeń dotyczących tłuszczów jest prawdziwe?

tłuszcze to estry rożnych kwasów karboksylowych i glicerolu



kwasy tłuszczowe mają proste łańcuchy węglowodorowe ( nasycone lub nienasycone) i parzystą liczbę
atomów węgla w cząsteczkach (głownie C12-20)



jeżeli występują wiązania podwójne, to cząsteczka się zagina na tym wiązaniu, co powoduje zmniejszenie
oddziaływać między łańcuchami kwasów tłuszczowych w cząsteczce tłuszczu. Objawia się to stanem ciekłym
w temperaturze pokojowej i niskimi temperaturami topnienia.



nierozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych oraz dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach
niepolarnych.



wszystkie tłuszcze są lżejsze od wody,



pH tłuszczów jest obojętne

184. Co można powiedzieć o naturalnych aminokwasach białkowych?

są to L-alfa aminokwasy (wyjątek glicyna alfa-aminokwas)

alfa - oznacza nr węgla przy którym występują podstawniki aminokwasowe (w przypadku naturalnych właśnie przy 1
węglu czyli alfa)

H

2

N-C(R1)(R2)-COOH

L - jest to szereg optyczny, gdyż każdy aminokwas oprócz glicyny zawiera 4 różne podstawniki posiada atom chiralny

jest izomerem optycznym)

Znanych jest 20 naturalnych aminokwasów białkowych, kodowanych przez 64 kodony.



Wszystkie te aminokwasy, zawierają centralny atom węgla, atom α (α-aminokwasy, 2-aminokwasy), do
którego przyłączony jest atom wodoru, grupa α-aminowa, grupa α-karboksylowa oraz grupa boczna o
zróżnicowanej budowie.



Wszystkie aminokwasy białkowe mają konfigurację L, chociaż niektóre z nich są lewo-, a inne prawoskrętne.
W niektórych przypadkach (np. L-histydyny) kierunek skręcania płaszczyzny polaryzacji światła zależy od pH
roztworu.



Z wyjątkiem glicyny, której grupa boczna jest atomem wodoru, we wszystkich innych aminokwasach węgiel
α jest asymetryczny, co powoduje, że są to związki czynne optycznie (tzn. ich roztwory skręcają płaszczyznę
światła spolaryzowanego).



Przy fizjologicznych wartościach pH aminokwasy mają przy węglu α obdarzone ładunkiem elektrycznym
grupy aminowe i karboksylowe, a arginina, histydyna, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy i lizyna mają
także naładowane grupy boczne. Cząsteczki obdarzone ładunkiem oddziałują ze sobą siłami
elektrostatycznymi.



Wielkość ładunku na grupie bocznej zależy od wartości jej pH i pK roztworu. Kwasowe grupy boczne mają
ładunek ujemny, oprócz sytuacji w której wartości pH są znacznie niższe od wartości pK; zasadowe grupy
boczne są naładowane dodatnio, jeśli nie znajdują się w pH znacznie powyżej ich pK.



Wiele aminokwasów ma niepolarne grupy boczne. Zaburzają one regularną strukturę wody i dlatego, dążąc
do ograniczenia kontaktu z cząsteczkami wody, skupiają się w wewnętrznej części białka. Oddziaływania
wywołujące ten efekt określa się mianem oddziaływań hydrofobowych.

57



Grupy aminowe i karboksylowe aminokwasów związane z węglem α są reaktywne chemicznie; także wiele
grup bocznych zawiera reaktywne ugrupowania, np. hydroksylowe, aminowe i karboksylowe. Inne grupy
boczne, np. w fenyloalaninie, nie są reaktywne.

185. W cząsteczce którego ze związków organicznych o podanych nazwach występuje efekt mezomeryczny?

EFEKT MEZOMERYCZNY lub EFEKT REZONANSOWY w chemii jest to własność podstawników lub grup funkcyjnych w
związku chemicznym. Efekt ten jest używany w sposób jakościowy (qualitative way?), opisuje on własności wyciągania
(withdrawing) lub uwalniania (releasing) elektronów przez podstawniki oparte o odpowiednie struktury rezonansowe i
oznaczany jest literą M. Efekt mezomeryczny jest negatywny (-M), gdy podstawnik jest grupą "wyciągającą" elektrony,
a pozytywny (+M), gdy bazując na rezonansie i podstawniku, mamy do czynienia z "uwalniającą" grupą.

Przykładowe -M podstawniki: acetyl (IUPAC ethanoyl) - nitrile - nitro

Przykładowe +M podstawniki: alcohol - amine-benzene

Efekt mezomeryczny występuje m.in. w anilinie C

6

H

5

-NH

2

, bromobenzenie C

6

H

5

-Br, butadienie CH

2

=CH-CH=CH

2

.

W przypadku gdy podstawnik związany jest z atomem węgla, który połączony jest wiązaniem podwójnym z drugim
atomem węgla, np. H

2

C=CHCl, wówczas występuje oddziaływanie: podstawnik - układ węglowy.

Oddziaływanie to określa się pojęciem efektu mezomerycznego, inaczej efektu sprzężenia i oznacza się +/-M. Ze
względu na powyższe oddziaływania podstawniki dzielimy na:



mezomeryczne dodatnie +M i należą tutaj -R, -OH, -NH

2

, -X. Wszystkie podstawniki tej grupy charakteryzują

się obecnością wolnych par elektronowych na centralnym atomie węgla podstawnika. Na przykład tlen w
podstawniku -OH ma dwie wolne pary elektronowe.



podstawniki drugiego rodzaju wykazujące efekt mezomeryczny ujemny -M i należą tutaj -NO

2

, -SO

3

H,

COOH.
Wszystkie te podstawniki charakteryzują się obecnością wiązań wielokrotnych pomiędzy centralnym
atomem podstawnika a pozostałymi atomami. Uwzględniając efekty I i M podstawników należy stwierdzić,
że odgrywają one znaczną rolę w przebiegu reakcji jonowych.

http://www.chemia.dami.pl...organiczna3.htm

186. Który z podanych związków organicznych w wyniku ozonolizy, po której następuje hydroliza jej produktu, da aldehyd i
keton?

UWAGA: ozonoliza to już jest cały proces = ozonowanie + hydroliza
najprościej mówiąc, trzeba wziąć ALKEN
reakcja w przypadku alkenu daje taki efekt:

R1(R2)C=C(R3)R4 + O

3

---(Zn/ H

3

O+)>

R1-C(=O)-R2

+

R3-C(=O)-R4

czyli łopatologicznie, związek się dzieli pionowo przez wiązanie podwójne i do każdej strony dochodzi tlen, keton
posiada grupę karbonylowa C=O , aldehyd grupę aldehydowa C(H)=O

a) jeśli podane w równaniu R1, R2, R3, R4 to grupy zawierające łańcuchy węglowe (CH

3

-CH

2

-...) to oba związki

(zielony i czerwony) będą po ozonolizie ketonami

b) jeżeli R4 zamienimy na H to otrzymujemy aldehyd (ten czerwony) i keton (zielony)

stąd ODP: należy wziąć alken, który przy wiązaniu podwójnym jeden węgiel ma podstawiony łańcuchami
węglowodorowymi, a drugi atom węgla przy wiązaniu podwójnym musi być podstawiony co najmniej
jednym at. H

np.: (CH

3

)

2

C=C(H)CH

3

58

187. W cząsteczce którego spośród związków organicznych o podanych nazwach występują wyłącznie atomy węgla o
hybrydyzacji orbitali elektronowych sp3?

W tym gdzie żaden atom węgla nie tworzy wiązań wielokrotnych

188. Co można powiedzieć o strukturach pierścieniowych monosacharydów?

Monosacharydy często "przeskakują" między acykliczną (otwarty łańcuch), a cykliczną formą, poprzez reakcję
nukleofilicznej addycji pomiędzy grupą karbonylową i jedną z grup hydroksylowych tej samej cząstki. Reakcja ta tworzy
pierścień złożony z atomów węgla, zamknięty przez jeden z mostujących atomów tlenu. Wynikająca z reakcji
cząsteczka posiada grupę hemiacetylową lub hemiketalową (hemiketale), w zależności od formy liniowej - aldoza czy
ketoza. Cała reakcja jest bardzo łatwo odwracalna, przywracając oryginalną formę otwartego łańcucha.

W cykliczych formach pierścień składa się zwykle z 5 lub 6 atomów. Te formy nazywane są furanozami (furanoses) i
piranoza (pyranoses) przez analogię do furanu i piranu - najprostszych związków z tym samym węglowo-tlenowym
pierścieniem (mimo, że nie posiadają podwójnego wiązania tych dwóch związków). [pominięte chyba nieistotne
fragmenty] Cykliczne formy z 7-atomowym pierścieniem są rzadko spotykane.

Dla wielu monosacharydów (w tym glukozy), cykliczne formy dominują w stanie stałym i w roztworach, stąd często tą
samo nazwę używa się dla izomerów z otwartym i zamkniętym łańcuchem (przykładowo, nazwa glukoza może się
odnosić zarówno do glukofuranozy jak i glukopiranozy oraz otwartego łańcucha, ale także do mieszaniny wszystkich 3
związków).

Cyklizacja tworzy nowe centrum stereogeniczne (stereogenic center) tam, gdzie znajduje się węgiel "dzierżący"
(połączony z) grupą karbonylową. Grupa -OH, która zastępuje karbonylowy tlen może znajdować się w dwóch różnych
pozycjach, w zależności od płaszczyzny środkowej (midplane) pierścienia. Każdy monosacharyd z otwartym łańcuchem
posiada dwa izomery (anomery) oznaczane prefiksami 'α-' i 'β-'. Molekuła może zmieniać się pomiędzy tymi dwoma
formami dzięki procesowi zwanemu mutarotacji.

http://en.wikipedia.org/w...#Cyclic_isomers

59

Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów

189. Cechą znamienną sygnału analogowego jest

cechy:



ciągłość dziedziny (czasu) i zbioru wartości sygnału (amplitudy)



istnienie jakiejś wartości dla każdej, dowolnie wybranej chwili czasu

190. Modelem matematycznym obrazu analogowego jest

Chyba chodzi o funkcję dwóch zmiennych. To NIE to samo co funkcja zmiennej zespolonej.
Obraz analogowy jest sygnałem 2-D
Do sygnałów 2-D ma zastosowanie twierdzenie Kotielnikowa-Shannona:

191. Transformata Fouriera sygnału akustycznego



Przedstawia zależność amplitudy sygnału od jego częstotliwości.



Jest funkcją zmiennej zespolonej.



Wartości zanikają dla rosnącej częstotliwości. Nie wiem, co jeszcze, że zawiera się w przedziale słyszalności?
(20Hz-20kHz), więc idealnie powinna być próbkowana fp=40kHz.

192. Widmo amplitudowe sygnału akustycznego

To zależność modułu transformaty Fouriera sygnału akustycznego od częstotliwości. Jest funkcją parzystą zmiennej
rzeczywistej. Wartości zanikają dla rosnącej częstotliwości.





Jest funkcją nieokresową (bo sygnał akustyczny jest sygnałem ciągłym)



Jest funkcją ciągłą (bo sygnał akustyczny jest funkcją nieokresową)



Pokazuje, jakie są amplitudy poszczególnych składowych widmowych sygnału

193. Okno Parzena jest wykorzystywane do

Lokalnej analizy widmowej. Do krótkoczasowej transformaty Fouriera.
Zastosowanie praktyczne: estymacja nieznanej funkcji gęstości prawdopodobieństwa.

źródło: www.personal.rdg.ac.uk/~s...D2/Pattern2.pdf

194. Transformacja Gabora

Opiera się na funkcji Gaussa (dzwonowej). W uproszczeniu polega na krótkoczasowej analizie widmowej, z oknem
Gaussa.

195. Transformacja falkowa

Jest przekształceniem całkowym(jak transformacja Fouriera).
W Fourierze jądrem przekształcenia jest e^(2pi*j*f*t), tutaj - falki, czyli rodziny funkcji wyprowadzalne z funkcji
macierzystej przez przesunięcie i skalowanie.

60

Wyróżnia się transformację ciągłą i dyskretną. Dyskretnej używa się do kompresji danych, dekompozycji i rekonstrukcji
sygnałów.
W praktyce lepiej niż transformacja Fouriera radzi sobie z funkcjami nieciągłymi i nieokresowymi.
Wynikiem transformacji falkowej są współczynniki, będące miarą podobieństwa pomiędzy daną falką, a wybranym
fragmentem sygnału. Właściwości transformacji falkowej:



zachowuje energię sygnału



zachowuje przesunięcie w dziedzinie czasu



zachowuje skalowanie w dziedzinie czasu

Poznane przez nas na zajęciach falki to falki Haara i Walsha ortonormalne w zakresie (0,1). Dana baza sygnałów jest
ortonormalna, wtedy, gdy jest:



ortogonalna –wszystkie sygnały są do siebie prostopadłe, a więc ich iloczyn skalarny jest równy 0



unormowana –norma każdego sygnału jest równa 1.

196. Próbkowanie sygnału

Polega na pobraniu z sygnału ciągłego wartości w równo odległych momentach czasu. To nie to samo, co
kwantyzacja(przybliżenie tych wartości do określonych poziomów).

197. Twierdzenie Shannona

Głosi, iż aby dokładnie odtworzyć sygnał, który zawiera częstotliwości składowe od 0 do fmax, należy go spróbkować z
częstotliwością co najmniej 2*fmax. Ponieważ wyjątkowo dużo gości nad nim (chyba niezależnie) spędzało bezsenne
noce, zwie się twierdzeniem Nyquista-Shannona-Kotielnikowa-Whittakera. Służy do wyznaczenia minimalnej
częstotliwości próbkowania sygnału, aby nie wystąpił aliasing.

198. Filtr antyaliasingowy jest filtrem

Dolnoprzepustowym; przepuszcza zakres częstotliwości od 0 do połowy częstotliwości próbkowania - czyli fmax.



Analogowym



Dolnoprzepustowym



Umieszczanym przed przetwornikiem A/C



Ograniczającym pasmo do połowy częstotliwości próbkowania sygnału



O częstotliwości odcięcia równej częstotliwości granicznej



Zabezpieczającym przed błędną interpretacją sygnału próbkowanego

199. Analiza częstotliwościowa sygnałów cyfrowych

Opiera się na dyskretnej transformacie Fouriera. Pozwala wypruć z sygnału jego częstotliwości składowe.
Rozdziela składowe z dokładnością fp/N - to różnica między kolejnymi częstotliwościami składowymi (delta f).

200. Dyskretna transformacja Fouriera

W wyniku daje wektor wartości kolejnych częstotliwości składowych. Jest iloczynem macierzy przejścia ("strzałkowej")
przez wektor kolejnych wartości sygnału w dziedzinie czasu. Jest wyprowadzalna z ciągłej transformacji Fouriera, przez
obliczenie jej wartości w zadanych próbkach czasu.

Jądrem przekształcenia jest w^(k*n), gdzie w=exp(-j*2pi/N), N -ilość próbek.

61

201. Ilość próbek dyskretnego widma

Jest równa ilości próbek w dziedzinie czasu.

202. Macierz przekształcenia DFT jest



Symetryczna, czyli W'=W (transpozycja). [tego nie jestem pewien, to chyba zależy czy używać od razu
przesunięcia czy nie]



Jest jądrem(?) przekształcenia DFT w postaci macierzowej.



Jej wartości są zespolone; moduły wszystkich ==1.



Powstaje tak: W=[w^(kn)], gdzie k -nr wiersza, n -nr kolumny; w=exp(-j*2pi/N).

203. Szybka transformacja Fouriera

Inaczej algorytm motylkowy Cooley'a i Tuckey'a, służy do zmniejszenia liczby mnożeń koniecznych do obliczenia DFT.

Znacznie zwiększa efektywność obliczeniową DFT, a wykonuje dokładnie tę samą operację. Liczba ta wynosi
2N*log2(N), a dla normalnej DFT 2N^2

205. Z-transmitancja jest

Jest formą szeregu funkcyjnego. Wiąże się z DFT przez podstawienie z=exp(2pi*j/N*k) oraz z DTFT przez podstawienie
z=exp(2pi*j/N*k).
Może służyć do opisu filtrów (transmitancja).

206. Splot sygnału i odpowiedzi impulsowej

Jest wynikiem filtracji (w dziedzinie n - próbek czasu), odpowiedzią filtru na dany sygnał. Jest równy iloczynowi z-
transformacji sygnału przez z-transformację odpowiedzi impulsowej.

207. Charakterystyki częstotliwościowe filtrów cyfrowych otrzymuje się

A)Mierząc moduł i fazę odpowiedzi filtru na kolejne częstotliwości harmoniczne, jedna po drugiej.
B)Obliczając zależność modułu i fazy z-transformaty odpowiedzi impulsowej (transmitancji) od częstotliwości.

208. Funkcją parzystą jest charakterystyka

Amplitudowo-częstotliwościowa.

209. Filtr o skończonej odpowiedzi impulsowej



filtry, w strukturze których nie występuje pętla sprzężenia zwrotnego



zawsze stabilne i charakteryzują się liniowymi charakterystykami fazowymi



odpowiedź impulsowa ma zawsze skończoną liczbę próbek



Im wyższego rzędu filtr tym lepsze przybliżenie charakterystyki do prostokątnej idealnej



Łatwo projektowalne



Bardzo duża złożoność obliczeniowa

62

211. Filtr FIR

To jedno i to samo (Finite Impulse Response). Jego odpowiedź na sygnał nie zależy od sygnału wyjściowego==brak
sprzężenia zwrotnego w nim==jest nierekursywny.

Na skończony sygnał zawsze daje odpowiedź skończoną (=>zawsze jest stabilny).

Rodzaj filtru cyfrowego



Reakcja układu na wyjściu jest skończona gdy pobudzenie jest skończonej długości



W tego typu filtrach nie ma pętli sprzężenia zwrotnego



Jest zawsze stabilny



Do uzyskania bieżącej próbki sygnału wyjściowego wykorzystuje bieżącą i poprzednie próbki sygnału

wejściowego nie korzystając z poprzednich próbek sygnału wyjściowego (filtr nierekursywny)



Filtr o liniowej fazie opóźnia wszystkie składowe sygnału w jednakowym stopniu



Mają dużą złożoność obliczeniową

210. Główna metoda projektowania filtrów FIR opiera się na

Czort wi. Z wykładu wywnioskowałem, że na minimalizacji odchylenia otrzymywanej charakterystyki filtru od
założonej.
(na podstawie opracowania dr Korohody) Projektowanie filtru typu FIR, czyli o skończonej odpowiedzi impulsowej,
polega najczęściej na wyznaczeniu ciągu odpowiedzi impulsowej, który przez operację splatania liniowego z sygnałem
wejściowym da pożądany rezultat. Zazwyczaj przez określenie “pożądany rezultat” rozumie się odpowiednią zmianę w
charakterystyce częstotliwościowej sygnału, przy czym powinna to być charakterystyka w rozumieniu D-TFT (splot
liniowy).

Projektowanie filtrów FIR, może wydawać się zadaniem prostym. Wystarczyłoby w dziedzinie częstotliwości
zdefiniować pożądaną charakterystykę, wyznaczyć odwrotną transformatę Fouriera i w ten sposób otrzymać
odpowiedź impulsową realizującą projektowany filtr. Rozwiązanie takie nie jest jednak zwykle stosowane z dwóch
zasadniczych, powiązanych wzajemnie, powodów:

1. filtr realizowany za pomocą odpowiedzi impulsowej splatanej z nadchodzącym na bieżąco ciągiem sygnału nie

realizuje splotu kołowego, lecz splot liniowy, natomiast powyższa propozycja wiąże się z wykorzystaniem
odwrotnej wersji FFT, czyli byłaby odpowiednia dla filtracji właśnie poprzez splot kołowy;

2. w pewnych przypadkach można by uznać, że widmo filtru określone w dziedzinie DFT jest dostatecznie dobrym

przybliżeniem widma w dziedzinie D-TFT - widmo DFT można otrzymać przez spróbowanie jednego okresu widma
D-TFT - jednak, by tak można było przyjąć, to ilość próbek , czyli długość ciągu transformaty DFT, a zatem i
odpowiedzi impulsowej, musiałaby być zbyt długa dla większości praktycznych zastosowań.

Najczęściej stosowane rozwiązania można podzielić na dwie grupy:

a. przez podejście identyczne do opisanego powyżej dla dostatecznie długiego ciągu transformaty DFT - by

można ją było uznać, za dobre przybliżenie transformaty D-TFT - i następnie skracanie wyznaczonej
odpowiedzi impulsowej w taki sposób, by w wyniku tego zabiegu widmo filtru ulegało jak najmniej
szkodliwym zmianom;

b. przez wykorzystanie teorii aproksymacji, dzięki czemu zdefiniowanie widma tylko w wybranych punktach

częstotliwości może prowadzić do spełnienia odpowiednich założeń w każdym punkcie częstotliwości.

212. Akronim 2-D FIR oznacza

Filtr o skończonej i zarazem dwuwymiarowej odpowiedzi impulsowej (funkcja dwóch zmiennych).

63

213. Filtr o nieskończonej odpowiedzi impulsowej



ang. infinite impulse response (IIR)



filtry, w strukturze których nie występuje pętla sprzężenia zwrotnego



każda próbka odpowiedzi zależy od poprzednich



odpowiedź impulsowa może mieć nieskończoną liczbę próbek



Filtry te charakteryzują się lepszymi charakterystykami amplitudowymi przy niższym rzędzie filtru niż filtry

FIR



potencjalne zagrożenie utraty stabilności (odpowiedź filtru w sposób niekontrolowany narasta do

nieskończoności); niestabilność może mieć miejsce wtedy, gdy bieguny transmitancji (miejsca zerowe
wielomianu w mianowniku) znajdą się poza okręgiem jednostkowym



wrażliwe na błędy zaokrągleń: zaokrąglenia wartości współczynników mogą znacząco zmienić

charakterystykę, zaokrąglenia wartości sygnału i wyników pośrednich wprowadzają szum



Nie da się ich zaimplementować jako filtrów o liniowej fazie, czyli takich, które wprowadzają takie samo

opóźnienie dla wszystkich składowych częstotliwościowych przepuszczanego sygnału

214. Filtry IIR

(Infinite

Impulse

Response)Na

skończony

sygnał

mogą

dawać

nieskończoną

odpowiedź.

Odpowiedź zależy od sygnału wejściowego i wyjściowego==posiadają sprzężenie zwrotne==są rekursywne.
Są stabilne, gdy bieguny transmitancji leżą w kole jednostkowym (lub w lewej półpłaszczyźnie po przejściu do dziedziny
s, metoda Hurwitza też działa)

215. Dyskretna transformacja falkowa

Jest używana np. do kompresji sygnałów cyfrowych, ich dekompozycji i rekonstrukcji, co np. ułatwia ich przesyłanie.

Transformacja falkowa to operacja analogiczna do transformacji Fourier'a, z tym że rdzeniem transformacji nie są
funkcje sinusoidalne, a falki.
Przewaga transformacji falkowej polega na tym, że daje informację nie tylko o zawartości częstotliwościowej sygnału,
ale także czas wystąpienia zmian w sygnale lub ich miejsce na obrazie w przypadku transformacji 2D.

216. Podpróbkowanie

Polega na zachowaniu co M-tej próbki, i odrzuceniu pozostałych z sygnału cyfrowego (w naszych zadaniach wybierało
się co drugą)

Dodatkowo:
wiąże się z niebezpieczeństwem powstania aliasingu (ze względu na obniżenie częstotliwości próbkowania), o ile
pasmo sygnału przed decymacją (podpróbkowaniem) nie będzie odpowiednio ograniczone przy pomocy filtru
antyaliasowego

217. Kodowanie różnicowe

Ogólnie: polega na kodowaniu nie samych wartości sygnału, ale różnic pomiędzy kolejnymi wartościami.
Mniej ogólnie:



pozwala na bardziej niezawodne wykrywanie zmian niż poziomów,



jest przykładem kompresji stratnej



przy złożonych modelach kodowania jest niebezpieczeństwo całkowitej utraty znaczenia danych

64

218. Bezstratna kompresja sygnałów

Nie zmniejsza ilości informacji w sygnale (nie zmienia jego entropii). Polega na zmniejszeniu ilości bitów kodujących
jakiś komunikat (informację) w taki sposób, że da się je dokładnie odtworzyć. Np. kodowanie Huffmana.

65

Elektroniczna Aparatura Medyczna

219. W skład jakiego rodzaju nadzoru wchodzi badanie elektrohisterograficzne?

elektrohisterografia (EHG) - monitorowanie elektrycznej aktywności skurczowej macicy;
wykorzystywane jest przy monitorowaniu ciąży, w szczególności do określenia ryzyka przedwczesnego porodu
żródło: http://www.wbc.poznan.pl/Content/177804/index.pdf

220. Na czym polega rozszerzenie możliwości diagnostycznych oferowanych przez wektokardiografię w porównaniu do
elektrokardiografii?

elektrokardiografia 12-odprowadzeniowa i HR-ECG:



ocena rytmu i osi serca



detekcja zaburzeń drogi przewodzenia



ocena stanu i lokalizacja zawału



wykrywanie mikropotencjałów komorowych



detekcja zaburzeń repolaryzacji

Wektorkardiografia:



detekcja zaburzeń drogi przewodzenia



ocena stanu i lokalizacja zawału



detekcja zaburzeń repolaryzaji



ocena reakcji na leki

Wektokardiografia – badanie obrazujące zmianę w czasie położenia przestrzennego wektora elektrycznego serca.



Pozwala diagnozować stan mięśnia sercowego



Pozwala określić gdzie dokładniej nastąpił zawał serca



Pozwala określić zmianę ułożenia serca ( np. przy porodzie)



Pozwala wyeliminować zmiany pozakardiologiczne mające wpływ na badanie (typu inne ułożenie elektrod,
zmiany w obrębie przepony spowodowane wysiłkiem fizycznym)

Rejestracja holterowska 3-kanałowa -rejestracji sygnału wektokardiograficznego, a następnie bezstratna transformacja
do 12-odprowadzeniowego EKG. Wada: rejestracja 3-kanałowa wrażliwa na zakłócenia
Archiwizacja sygnałów EKG/tylko 3 kanały/
Geometria trójwymiarowa poszczególnych pętli (załamek P, T; zespół QRS). Po ich automatycznej superpozycji
pozbywamy się takich błędów jak: odmienne ułożenie elektrod, zmiany w warunkach rejestracji, zmiany wywołane
odmiennym ułożeniem serca - np. ciąża. Dzięki temu możemy np. wcześniej wykrywać niektóre choroby.

źródło: http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0060/augustyniak.pdf, str 188

221. Jaka transformacja sygnału będzie poprawnie spełniać rolę funkcji detekcyjnej zespołów QRS elektrokardiogramu?

Transformacja falkowa sygnału

Problematyka jest dośd rozbudowana. Przede wszystkim, powstała w wyniku transformacji funkcja musiałaby dawad:



Jak największe wartości w obrębie zespołów QRS.



Jak najmniejsze wartości poza owymi zespołami.



Dokładnie jedno maksimum na zespół QRS.

66

W słowach kluczowych macie najważniejsze, najczęściej stosowane dwie transformacje.
Polecam jednak zapamiętać te trzy cechy. Nie mam pojęcia, jakie szalone przekształcenia pojawią się w odpowiedziach
na egzaminie, ale jeśli mniej więcej będziemy umieli sobie wyobrazić ich efekt oraz wiedzieli, jakiego efektu
oczekujemy, mamy szansę nawet na poczekaniu to przeliczyć.

Można zerknąć na: http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0060/augustyniak.pdf

222. Jakie znaczenie diagnostyczne ma liczba typów skurczów serca?

Uwaga: Nie ma czegoś takiego jak liczba typów skurczów serca.

Alternatywna odpowiedź:



systematyczna analiza rytmu EKG pozwala na dokładną ocenę zaburzeo rytmu w stopniu wystarczającym do
podjęcia bezpiecznego i skutecznego leczenia.



zapis wszelkich zaburzeo rytmu jak i monitorowanie rytmu zatokowego może dostarczyd istotnych
informacji diagnostycznych i przyczynid się do podjęcia właściwego leczenia długoterminowego.



wykrywanie szmerów nad sercem, oceniane przy pomocy stetoskopu lekarskiego, są akustycznymi efektami
zaburzonego przepływu krwi w jamach serca (szmery czynnościowe związane z zaburzeniami
ogólnoustrojowymi i szmery organiczne serca związane z wadami budowy w obrębie aparatu zastawkowego
lub samego mięśnia serca)



wykrywanie arytmii- jest to zaburzenie pracy serca polegające na jej przyśpieszeniu, zwolnieniu lub
nieregularności. Postacie arytmii:

Zaburzenia rytmu:



tachykardia - kiedy liczba uderzeń na minutę przekracza wartość 100 na minutę.



bradykardia - liczba uderzeń poniżej 50 na minutę.



arytmia - nieregularne skurcze serca



migotanie - niebezpieczna odmiana arytmi polegająca na bezładnym skurczu poszczególnych części
mięśniówki serca

223. Podaj typową wartość opóźnienia w ms V fali wczesnej odpowiedzi wywołanej z pnia mózgu oraz kierunek jego zmian
ze zmniejszaniem natężenia bodźca.

Typowa wartośc 5,2-6ms. Wraz ze zmniejszaniem się natężenia bodźca zmniejsza się także amplituda fali V i zwiększa
czas opóźnienia.

224. Jakie parametry urządzenia dla słabo słyszących podlegają regulacji na podstawie wyników badania
audiometrycznego?

Podstawowym celem dopasowywania protez słuchu jest takie dobranie urządzenia korygującego oraz takie ustawienie
jego charakterystyki, aby w możliwie optymalny sposób poprawid komfort słyszenia, a w szczególności poprawid
stopieo rozumienia mowy.
Na podstawie wyników badania audiometrycznego dla każdego pacjenta indywidualnie dopasowywane są parametry
charakterystyki wzmocnienia w funkcji częstotliwości, tj.:

1. Punkt włączenia automatycznej regulacji wzmocnienia (AGC)
2. Współczynnik kompresji
3. Punkt włączenia układu zabezpieczającego PC

225. W jaki sposób można wywołać obrotowy ruch endolimfy w jednym kanale półkolistym błędnika?

Ruch endolimfy w kanale półkolistym błędnika wywoływany jest podczas próby kalorycznej (cieplnej), poprzez
pośrednie miejscowe ogrzanie lub ochłodzenie. Konwekcyjny ruch endolimfy powoduje reakcję systemu nerwowego i

67

ruch gałek ocznych typu oczopląsu. Pobudzenia kaloryczne dokonuje się zazwyczaj poprzez wprowadzenie do
przewodu słuchowego wody o temperaturze różniącej się od temperatury ciała. Powszechnie do drażnienia błędnika
stosuje się wodę o temperaturze 30 °C (zimną) i 44°C (ciepłą). Te wartości są wystarczająco odległe od średniej
temperatury ciała badanego, aby na skutek limfokinezy wywołać oczopląs.
Reakcja oczopląsowa na wlanie ciepłej wody do prawego ucha (lub zimnej do lewego) jest następująca: wolny ruch
gałki ocznej w prawo, następnie szybki ruch w lewo, określane jako faza wolna i szybka oczopląsu. Reakcja
oczopląsowa na wlanie zimnej wody do prawego ucha (lub ciepłej do lewego) jest przeciwna.

226. Jaka jest zasada fizyczna pomiaru elektronystagmograficznego?



Gałka oczna to dipol elektryczny (ruch płynu śródgałkowego transportującego jony, różne ładunki
elektryczne siatkówki i rogówki), którego oś elektryczna pokrywa się z osią optyczną.



Różnica potencjałów zależy od oświetlenia, w ciemności jest stała (Kierownik: 18 – 25 mV, inne źródła: 10
– 30 mV).



Linie pola elektrostatycznego przesuwają się wraz z ruchem oka, pomiaru dokonuje się elektrodami
umieszczonymi na zewnętrznych kątach oka.

227. Co to są prądy diadynamiczne?

Prądy diadynamiczne stosuje się w elektroterapii. Są to wyprostowane prądy sinusoidalnie zmienne o częstotliwości
prądu sieciowego 50 Hz. Poszczególne rodzaje prądów (DF, MF, CP, LP, RS, MM) powstają poprzez modulowanie lub
przerywanie prądu podstawowego. W prądach diadynamicznych wyróżnia się dwie składowe: galwaniczną i zmienną,
gdyż wyprostowany jednopołówkowo prąd sinusoidalnie zmienny o częstotliwości 50Hz nałożono na prąd
galwaniczny. Czas trwania każdego impulsu wynosi 10ms i jest równy czasowi przerwy.

Prądy diadynamiczne stosuje się w celu:



zmniejszenia bólu,



usprawnienia krążenia,



obniżenia napięcia mięśniowego,



normalizacji aktywności układu wegetatywnego.

228. Jaka jest reakcja tkanki mięśniowej i nerwowej na przepływ prądu stałego?

Przepływ prądu stałego przez tkankę mięśniową i nerwową powoduje zmiany w ich pobudliwości (na katodzie - stan
wzmożonej pobudliwości, na anodzie – obniżenie pobudliwości) ze względu na przemieszczanie się jonów i zmiany
polaryzacji błon komórkowych

229. Jaka jest zaleta wykorzystywania oprogramowania w systemie alternatywnej komunikacji człowiek-komputer?



łatwość porozumiewania się z komputerem.



brak męczących elementów (takich jak np joystick sterowany brodą lub językiem),



zwiększona szybkość i sprawność posługiwania się komputerem,



możliwość korzystania z komputera bez dodatkowego sprzętu,



możliwość korzystania z dowolnego komputera,



poprawienie czytelności informacji wyświetlanych na ekranie,



korzystanie z komputera bez monitora, klawiatury bądź mysz lub ułatwienie korzystania z nich,



sygnalizacje dźwiękowe,



ułatwienie skupienia się na pisaniu i czytaniu.

68

żródło: opracowania na egzamin z EAMu



Rozszerzenie możliwości interfejsu komunikacyjnego –do obsługi pewnych zdarzeń nie trzeba używać np.
dodatkowych przycisków, a wykorzystać wsparcie programowe w postaci obsługi gestów, czy sekwencji
kliknięć.



Szybka i łatwa modyfikacja interfejsu w celu przystosowania go do indywidualnych wymagań
konkretnego użytkownika.



Możliwość dowolnej modyfikacji funkcji wcześniej zaprogramowanych w urządzeniu



W aplikacji mogą być zapisane różne profile

230. Jakie urządzenia są stosowane alternatywnie dla klawiatury i myszy w celu umożliwienia komunikacji człowieka z
komputerem?



alternatywy dla myszki: drążki sterowe, manipulatory kulowe, łatwiejsze w kontrolowaniu i sterowaniu,



system rozpoznawania głosowego,



interaktywne myszki 'hovers' aktywujące się, gdy ktoś znajdzie się w ich pobliżu



wskaźniki, które mogą być przymocowane do głowy danej osoby umożliwiające wciskanie klawiszy



myszonka



FootTime Foot Mouse - obsługa za pomocą obu stóp



Fingertip Digitizer - obsługa za pomocą palca wskazującego



Ocz Nia (Neural Impulse Actuator) prototyp sterowania za pomocą fal mózgowych



Brainfingers - wykorzystuje ruchy oczu i twarzy, EEG



Visioboard



Head i VisualMouse



Dasher



alternatywna klawiatura



Twiddler - połączenie myszki i klawiatury

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

231. Jakie metody pomiaru przepływu stosowane są w badaniu wydolności układu oddechowego?



pomiar statyczny - klasyczny



pomiar dynamiczny

głowica Fleischa – w rurce przez którą przepływa strumieo gazu jest przewęzenie z sitkiem – strumieo zwalnia,
pojawia się różnica ciśnieo, liniowo zależna od prękości przepływu.

turbinka - na drodze strumienia jest turbinka – jak się dmie, to ona się kręci – z prędkością obrotową proporcjonalną
do prędkości przepływu. Pomiar następuje na niecentrycznej osi na którejs zamontowany jest fototranzystor i LED –
jest skrzydełko – jest sygnał – jest jedynka na wyjściu prostego przetwornika – jest zliczenie.

Przetwornik obrotowy - występują komplikacje w podawaniu i odbieraniu gazu powodowane silnymi zawirowaniami
powietrza, nie ma możliwości prowadzenia badania w obie strony (muszą byd osobne przetworniki do wdechu i
wydechu)

Przetwornik ultradźwiękowy – działa w oparciu o efekt dopplera. W poprzek rurki przez którą się potem dmie
puszczane sa na przemian fale ultradźwiękowe. Jeżeli nie ma przepływu powietrza, to predkosci obu fal są jednakowe,

69

jeżeli natomiast pojawia się strumieo, to zmiana prędkości tych dwóch fal jest powiązana z prędkością tego
strumienia.

232. Co to jest badanie przepływ-objętość i jaki jest jego cel?

Badanie przepływ objętość jest dynamicznym badaniem czynnościowym płuc wykorzystującym manewr natężonego
wydechu po uprzednim natężonym wdechu. W wyniku otrzymujemy krzywą, która przedstawia w układzie
współrzędnych maksymalny przepływ wydechowy i zmiany objętości oznaczane w czasie natężonego wdechu i
wydechu. Pozwala ona na zaobserwowanie już w trakcie badania ograniczonego przepływu wydechowego dla
dowolnej objętości płuc.

Cel: wyznaczenie szeregu parametrów oraz wyciągnięcie wielu wniosków na podstawie kształtu krzywej przepływ-
objętość.



Krzywa zależności maksymalnego przepływu od objętości pozwala na wykrycie obturacji drobnych oskrzeli.



Część wdechowa krzywej FV pozwala na wykrycie obturacji dużych oskrzeli, w tym tchawicy i krtani.



Obturacja górnych dróg oddechowych daje charakterystyczne zmiany w części wdechowej i wydechowej

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

233. Na czym polega błąd stymulacji (w kardiostymulatorze)?

Błąd stymulacji, stymulator dopuścił do powstania pauzy dłuższej niż zadana. Prawdopodobnie czułość detektora jest
za duża i zakłócenia wykrywane jako aktywność endogenna blokują stymulację. (Długość interwału RR, RI, IR lub II jest
większa niż FTP_lim).

234. Na czym polega histereza czasowa kardiostymulatora?

Parametrem włączanym u pacjentów, u których przeważa własny rytm serca, pozwalającym na procentowe
ograniczenie stymulacji, jest histereza. Pozwala ona na „wstrzymanie” stymulacji, jeżeli własna częstość rytmu serca
nie obniży się poniżej dozwolonej wartości. O tę wartość wydłuża się czas oznaczony jako minimalna częstość
stymulacji. Np:

Jeżeli stymulator zostanie zaprogramowany na przykład na 60/min (najwolniej będzie stymulował 60 uderzeń na
minutę) i dodatkowo aktywna będzie histereza 50/min (zielona strzałka), to w zakresie częstości rytmu serca od 50 do
60/min stymulator będzie pozostawał w trybie „czuwania”, a komórki robocze serca będą pobudzane przez własny
układ bodźcoprzewodzący. Jeżeli serce zwolni poniżej 50/min, włączy się stymulator i będzie pracował z
zaprogramowaną częstością, czyli 60/min.

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

236. Z jakich składników składa się elektroencefalogram dorosłej osoby zdrowej w stanie czuwania?



Fale alfa (α) mają częstotliwośd od 8 Hz do 13 Hz. Fale alfa są dobrze widoczne przy braku bodźców
wzrokowych. Pojawiają się tuż przed zaśnięciem lub zaraz po przebudzeniu. Występują podczas
pozytywnego myślenia, planowania, marzeo łącząc się z uwolnieniem od stresu i ogólnym wyciszeniem
organizmu.

70



Fale beta (β) mają częstotliwośd od 12 Hz do około 28 Hz. Fale beta o małej amplitudzie występują podczas
koncentracji uwagi. W tym stanie mózg nastawiony jest na uwagę i świadomy odbiór bodźców
zewnętrznych za pomocą wszystkich zmysłów.



Fale gamma(γ)mają częstotliwośd powyżej 40 Hz. . Rytm gamma towarzyszy działaniu i funkcjom
motorycznym.

Pozostałe składniki elektroencefalogramu:



Fale delta(δ) mają częstotliwośd 0-4Hz. Występują w stanie najgłębszego snu.



Fale teta (θ) mają częstotliwośd 4-7Hz. Aktywnośd teta może byd zaobserwowana podczas stanów
hipnotycznych takich jak trans, hipnoza, lekki sen, ale również podczas intensywnego marzenia ,czy
intensywnych emocji.

237. Dlaczego współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego jest istotnym parametrem we wzmacniaczach wstępnych
EKG?

Wartość współczynnika jest parametrem określającym przydatność wzmacniacza do pomiarów i określa stopień
tłumienia sygnału współbieżnego ( w tym przypadku: z racji tego, że szumy pochodzące z elektrod są takie same
zostają one wytłumione)

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

238. Jakie są metody realizacji bariery galwanicznej w rejestratorze EKG?

Bariera galwaniczna realizowana jest w praktyce na kilka sposobów:



optoelektronicznie – nieelektrycznym medium transmitującym informację jest światło, (transoptor = dioda
+ fotodioda/fototranzystor),



magnetycznie - nieelektrycznym medium transmitującym informację jest pole magnetyczne, (transformator,
więcej wad niż optyczna – pole mag.),



logicznie – urządzenie w czasie rejestracji zasilane jest z akumulatora, natomiast podłączenie go do sieci
zasilającej uruchamia ładowanie akumulatora i uniemożliwia rejestrację. (zasilanie z akumulatora, kiedy
podłączamy urządzenie do sieci rozłącza obwód EKG i ładuje akumulator).

239. Jakie zjawisko reprezentuje długość odcinka PQ elektrokardiogramu? – podaj wartość typową.

Odcinek PQ wyraża czas przechodzenia impulsu przez układ bodźcoprzewodzący od AV przez pęczek Hisa do włókien
Purkinjego. Wartość PQ powinna być stała i wynosić 100-180ms (średnio 120ms)

Chociaż kiedyś na wykładzie kierownik podawał, że jest to opóźnienie przedsionkowo-komorowe, więc taka może też
być prawdopodobna odpowiedź.

Odcinek PQ reprezentuje czas przewodzenia depolaryzacji przez węzeł przedsionkowo – komorowy. Czas jego trwania
wynosi od 0,04 do 0,10 s, zazwyczaj około 80 ms.

240. Co to jest elektrokardiografia holterowska, jaki jest najczęściej używany zestaw elektrod?

EKG holterowskie: to rejestracja czynności elektrycznej serca wykonywana bez przerwy przez 24–48
godzin,pozwalająca na nieskrępowaną aktywność badanego w tym czasie. Zmuszony jest on jednak prowadzić

71

dziennik, w którym odnotowuje zarówno większe swoje aktywności fizyczne, jak i również odczuwane dolegliwości.
Rejestracja – taśma magnetyczna (dawniej) lub elektronicznie (obecnie).

Elektrody: W systemach holterowskich używa się wyłącznie odprowadzeń przedsercowych zapewniających większą
odporność na zakłócenia spowodowane aktywnością mięśniową podczas ruchu. Najczęstszy zestaw elektrod – 3 lub 5
lub 7-elektrodowe odprowadzenie.

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

241. Dlaczego w badaniu NMR po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego badana materia uwalnia energię?

Ponieważ spiny ze stanu uporządkowanego indukowanego przez zewnętrzne pole magnetyczne po jego wyłączeniu
wracają do stanu o najniższej energii.

żródło: opracowania na egzamin z EAMu

242. Co oznacza pojęcie „funkcjonalnego badania NMR”?

Funkcjonalny rezonans magnetyczny fMRI jest techniką wizualizacji aktywności mózgu. Pozwala na obrazowanie
funkcji żyjącego organu, a nie tylko jego struktury. W fMRI źródłem sygnału jest zachowanie się hemoglobiny w polu
magnetycznym (obszar o większej ilości oksyhemoglobiny jest źródłem silniejszego sygnału). Analiza odbieranych
sygnałów daje możliwość uzyskania informacji o intensywności przepływu utlenowanej krwi, a zatem o obszarach
mózgu biorących udział w wykonywaniu konkretnej aktywności.

243. W jaki sposób uzyskiwane jest promieniowanie wykorzystywane w tomografii komputerowej?

Źródłem promieniowania w TK jest lampa rentgenowska. Wysokie napięcie przyłożone do katody przyspiesza
elektrony, które odrywają się z katody. Cząstki te bombardując anodę, emitują promieniowanie hamowania, będące
strumieniem kwantów promieniowania X o ciągłym widmie energetycznym.

244. Czy możliwe jest zwiększenie rozdzielczości geometrycznej obrazu tomograficznego poprzez poprawienie czułości
detektorów promieniowania?

Nie jest możliwe. Rozdzielczość obrazu jest ograniczona liczbą zarejestrowanych pod różnymi kątami profili oraz liczbą
detektorów mierzących każdy profil, więc nie jest możliwe.

245. Jakim regułom podlega wyświetlanie obrazu w ultrasonograficznej prezentacji B?

Prezentacja B (Brightness) polega na wizualizacji dwuwymiarowego przekroju. Cechy:



wartość chwilowa odbieranego sygnału moduluje jaskrawość (brightness) kolejnych punktów obrazu



sygnał odbieramy ze zbioru punktów ośrodka, który jest iloczynem zbiorów punktów pobudzonych przy
nadawaniu i odsłuchanych przy odbiorze. W taki sposób formowany jest jeden promień akustyczny. Po
odsłuchaniu i zapamiętaniu wszystkich ech z tego promienia głowica ultradźwiękowa emituje kolejny
promień. Po zapamiętaniu ech ze wszystkich promieni ( 100 do 400), aparat wyświetla zapamiętany obraz

72



obraz może być tworzony we współrzędnych biegunowych i kartezjańskich (w zależności od stosowanej
głowicy),



Obraz prezentacji B jest obrazem stacjonarym co jest spowodowane mała prędkością propagacji
ultradźwięków w tkance

źródło: http://www.ire.pw.edu.pl/~arturp/Dydaktyka/aus/paus_3.pdf

246. Na jakiej zasadzie fizycznej działa głowica ultrasonograficzna?

Wykorzystanie zjawiska piezoelektrycznego i odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego:



zjawisko piezoelektryczne (odbiór): wytwarzanie potencjału elektrycznego przy mechanicznym
oddziaływaniu na kryształ



odwrotne zjawisko piezoelektryczne (nadawanie): bezpośrednie przekształcenie potencjału elektrycznego w
drgania mechaniczne kwarcu

247. W jaki sposób kontrolowany jest skład płynu dializacyjnego?

Skład płynu dializacyjnego jest kontrolowany pod kilkoma względami:



Konduktometr służy do kontroli prawidłowego składu jonowego płynu. Mierzy on przewodność roztworu, a
dzięki temu istnieje możliwość określenia zawartości w nim jonów.



Czujniki ultradźwiękowe – służą do wykrywania pęcherzyków powietrza we krwi.



Detektor fotometryczny służy do wykrywania wycieku krwi do płynu dializacyjnego.

248. Jaki jest wzajemny kierunek przepływu krwi i płynu dializacyjnego w dializatorze?

Kierunek przepływu krwi i płynu dializacyjnego w dializatorach zwojowych i kapilarnych jest przeciwbieżny
(przeciwprądowo), wynika to z potrzeby utrzymania stałej różnicy stężeń mocznika w krwi oraz dializacie.

73

Fizyka Medyczna

249. Wyjaśnij dlaczego mniej krwi płynie przez zimne stopy?

ze spadkiem temperatury rośnie lepkość i tym samym spada prędkość przepływu

źródło: Wyklad

250. Jaka jest dolna granica zakresu częstotliwości dla ultradźwięków?

16 kHZ, a w diagnostyce medycznej 300 kHZ

źródło :wykład

251. Które wypowiedzi są prawdziwe dla opisu zjawiska piezoelektrycznego wykorzystywanego w ultrasonografii?

Zjawisko nieparzyste, liniowe, odwrotne

źródlo:wykład

252. Na czym polega zjawisko kawitacji?

Tworzenie miejscowej próżni

Jest to jeden z efektów mechanicznych wywoływanych przez falę ultradźwiękową.



Źródłem efektów mechanicznych są generowane w ośrodku przez falę ultradźwiękową siły i ciśnienia.



Kawitacja może mied miejsce szczególnie dla częstotliwości zbliżonych do 100Hz.



Pęcherzyki kawitacyjne są to małe, miejscowe próżnie, które powstają w strefie obniżonego ciśnienia na
skutek parowania cieczy lub wydzielania się gazów rozpuszczalnych

253. Wymień cechy promieniowania laserowego

monochromatyczność, kierunkowość rozchodzenia się, spójność, znaczna gęstość mocy, polaryzacja.

ŹRÓDŁO Wykłady

254. Podaj cechy charakterystyczne tomografii optycznej:

tomografia optyczna – nowoczesna technika otrzymywania obrazów przekrojów badanych obiektów poprzez analizę
światła podczerwonego rozproszonego w elementach struktury tego obiektu



technika bezinwazyjna i bezkontaktowa



przestrzenna rozdzielczość 6-15 (4-25) mikrometrów



zastosowanie ograniczone do ośrodków, w których światło rozchodzi się bez nadmiernego pochłaniania lub
rozpraszania, m.in. w okulistyce do obrazowania przedniego i tylnego odcinka oka



metoda przypomina ultrasonografię (B-mode)



rejestrowana odbita wiązka światła

74



w zależności od charakterystyki tkanki na rozpraszanie mogą być obrazowane struktury
do głębokości 0.5 – 1.5 mm



źródło światła: półprzewodnikowa dioda superluminoscencyjna 800 nm (+/- 10 nm)

Główne wskazania do badania OCT:



Otwory plamki



Błony przedsiatkówkowe



Zwyrodnienie plamek związane z wiekiem



Centralna retinopatia surowicza

255. Scharakteryzuj krótko termografię



Termografia to metoda detekcji i obrazowania w paśmie średniej podczerwieni. Polega na rejestracji
promieniowania podczerwonego lub mikrofalowego wysyłanego przez ciało.



Istnieją 2 rodzaje termografii - statyczna – bada rozkład temperatury badanego ciała. Wykorzystuje się ją do
określenia głębokości i rozległości oparzeń; dynamiczna – określa własności ciała podczas zjawisk takich jak
np. chłodzenie i grzanie.



Zakres temperatur: -20 - 1600°C



Nieinwazyjna



Stosowana w onkologii, ortopedii, ginekologii, położnictwie, dermatologii, farmakologii i internie



Pomiar w czasie rzeczywistym



Obraz w 2D i 3D

Używa się: pirometru (do pomiaru punktowego temperatury), termografu (obrazuje rozkład temperatur na całej
powierzchni obiektu) oraz kamery IR

256. Jakie stwierdzenia odnoszą się do poprawnego opisu czasu relaksacji podłużnej?

Czas relaksacji podłużnej (T1) to czas ustalania się orientacji spinowych momentów magnetycznych atomów w sieci
krystalicznej, w obecności pola magnetycznego. To inaczej czas potrzebny aby magnetyzacja podłużna (Mz) osiągnęła
63% swojej początkowej wartości. Dla tkanek ludzkich to 0,08-2,5s

257. Na czym polega efekt Comptona?

Efekt Comptona to rodzaj oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią - rozproszenie kwantu
promieniowania o energii h na elektronach swobodnych. Foton padający na elektron przekazuje mu część swojej
energii, przez co zmienia kierunek propagacji.

(Są jeszcze równania do tego, ale nie mam jak ich wpisać -

http://oen.dydaktyka.agh....fy/wyklad3.pdf)

258.Na czym polega teleterapia?

Jest to forma radioterapii polegająca na leczeniu nowotworów napromienianiem z dużej odległości wiązką
zewnętrzną.

Używa

się

aparatów

rentgenowskich,

bomb

cezowych

i

kobaltowych.

ŹRÓDŁO Jakieś notatki do egzaminu

75

259.Jakie kolimatory są wykorzystywane w technice IMRT?

Stosujemy kolimatory wielolistkowe MLC, dostosowują kształt, rozmiar wiązki promieni. Kolimator, który jest
sterowany komputerowo, składa się z indywidualnie ustawionych metalowych listków, które blokują dostęp do tkanek
narządów krytycznych oraz różnicują intensywność wiązki.

ŹRÓDŁO Jakieś notatki do egzaminu

260.Jaki sposób planowania leczenia jest wykorzystywany w technice IMRT (Intensity-Modulated Radiation Therapy)?

Odwrotny

źródło:wykład

261. Do jakiego materiału konstrukcyjnego zbliżony jest moduł Younga kości?

do betonu

źródło:wykład

262. Podaj założenie charakterystyczne dla przepływu Venturiego w prawie Bernoulliego

Założenie jest takie, że pomijamy wysokość obiektów, przyjmując, że h1=h2, czyli:

p1 + (ro1 v1^)/2 = p2 + (ro2 v2^)/2

263. Do badania jakich parametrów wykorzystywane są testy oddechowe?

badanie: parametry

1. PEF: szczytowy przepływ objętościowy

2. Badanie spirometryczne:

VC(In) [l] Vital Capacity. Pojemność życiowa płuc. Największa ilość powietrza jaką można wciągnąć do płuc.
Parametr ten jest obliczany tylko wówczas jeśli wykonano najpierw wydech a następnie wdech.
VC(Ex) [l] Vital Capacity. Pojemność życiowa płuc. Największa ilość powietrza jaką można wydmuchać z płuc.
Parametr ten jest obliczany tylko wówczas jeśli wykonano najpierw wdech a następnie wydech.
IC[l] Inspiratory Capacity. Pojemność wdechowa płuc. Największa ilość powietrza wciągniętego do płuc podczas
powolnego

wdechu

z

poziomu

spokojnych

wydechów

do

szczytu

największego

wdechu.

ERV[l] Expiratory Reserve Volume. Wydechowa objętość rezerwowa. Ilość powietrza znajdująca się w płucach
w czasie swobodnego wydechu, która może być usunięta po wykonaniu maksymalnego wydechu.
TV[l] Tidal Volume. Objętość oddechowa. Objętość powietrza wciąganego do płuc i wydmuchiwanego podczas
wydechu

w

czasie

spokojnego,

spoczynkowego,

jednostajnego

oddychania.

MV[l/min] Minute Ventilation. Objętość minutowa wentylacji. Ilość gazu wentylowanego przez płuca w czasie 1

76

minuty.
BF[1/min] Breathing Frequency. Częstotliwość oddechów. Liczba oddechów w czasie 1 minuty.
FEV1%VC [%] Tiffeneau Index. Wskaźnik Tiffeneau. Parametr ten obliczany jest wyłącznie podczas badania
łączonego, w którym wykonywane jest badanie spirometryczne i przepływ-objętość.

3. Test odwracalności obturacji oskrzeli, test nadreaktywności oskrzeli : FEV1
4. Eozynofilia we krwi obwodowej : liczba/poziom eozynofilów, stężenie IgE
5. Izotop C13/C14 wykrywający zakażenie Helicobacter pylori : ilość C13/C14 w wydychanym powietrzu
6. Wodorowy test oddechowy: stężenia wodoru w powietrzu wydychanym

ŹRÓDŁO
wykład EAM, http://www.ibp.pwr.wroc.p...czenie%2008.pdf (str. 3)
http://www.przychodnia.pl...t=26&oc=5#ocena , http://www.gastroland.czd...we_dorosli.html

264. Jak zmienia się ciśnienie parcjalne tlenu w organizmie i w powietrzu atmosferycznym?

NOTATKI Z FIZJOLOGII - powietrze atmosferyczne to około 21% tlenu (21% * 760 mmHg = 150 mmHg) - z tych 150
mmHg z powietrza, do pęcherzyków płucnych dostaje się 2/3 objętości, czyli 100 mmHg O2

pO2 we krwi wpływającej do pęcherzyka to 0 - 40 mmHg
pO2 krwi wypływającej z płuc to 100 mmHg
pO2 w kapilarach to 98 mmHg
no i ponownie, pO2 wypływającej krwi z kapila to 0 - 40 mmHg

WYKŁADY Z FIZYKI MEDYCZNEJ (2010.10.28 - wykład 4):

powietrze wdychane 150 mmHg pO2
powietrze w pęcherzykach 100 mmHg O2
powietrze wydychane 116 mmHg O2

265. Jakie modele matematyczne są najczęściej wykorzystywane do opisu układu oddechowego?

1. Mechaniczny model liniowy (podejście uproszczone, przypadek jednowymiarowy) dwie przymocowane sprężyny,
dwa klocki, połączone równolegle linką, do której przyłożona siła wypadkowa

F=Fs+Ft+Fb
F=kx+u(dx/dt)+m(dx/dt)^2

F-siła wypadkowa
Fs- sprężystość układu oddechowego

77

Ft-tarcie
Fb-bezwładność poruszanych mas

2.Model objętościowo-ciśnieniowy odpowiednikiem ruchu jest objętość(przemieszczenie), a siły ciśnienie. Ciśnienie p
przyłożone do układu stanowi różnicę ciśnienia wewnętrznego pw i zewnętrznego pz.

p=pw-pz=V/C+R(dV/dt) +I(dV/dt)^2

R-opór dróg oddechowych
I-bezwładność poruszających się elementów
C-podatność układu oddechowego

3. Model elektryczny. Połączone szeregowo rezystor, kondensator, cewka. Odpowiednikami wielkości mechanicznych
są wielkości elektryczne:


E=Q/C+R(dQ/dt)+L(dQ/dt)^2

R-opór dróg oddechowych
C-podatność układu oddechowego
L-bezwładność układu oddechowego
E-siła elektromotoryczna
Q-ładunek elektryczny, jako odpowiednik pompowanego przez układ powietrza

Okres procesu oddychania zależy od podatności i oporności (analogia do układu RC)

Źródło: wykład

266. Jakie obszary wyróżniamy w polu ultradźwiękowym?

[strefa Fresnela] występuje w obszarze gdzie odległość jest mała w porównaniu ze stosunkiem źródła (r) do długości
fali (λ) długość pola bliskiego L :

Pole ultradźwiękowe dalekie: [strefa Fraunhofera] wiązka ma kształt stożka. Rozwartość wiązki w polu dalekim dla
płaskiego przetwornika kołowego zależy od jego promienia i długości fali

żródło:wykład

267. Co to jest rozkład antyboltzmanowski?

Rozkład Boltzmanna określa prawdopodobieństwo, że cząsteczka poddana działaniu sił zajmie pewne położenie w
przestrzeni lub posiada jedną z dopuszczalnych przez warunki energii. Może to być cząsteczka gazu umieszczona w
polu grawitacyjnym, jon w polu elektrycznym lub skwantowany oscylator harmoniczny.( N1 jest liczbą obiektów w
stanie niższym (odpowiadających energii E1)) – małej energii odpowiada duża liczba rozsadzeń i odwrotnie.

78

Rozkład antyboltzmanowski : Odwrócony rozkład boltzmanowski – w stanie nierównowagi termodynamicznej -
czyli małej energii odpowiada mała liczba rozsadzeń itd.

http://www.imif.ap.siedlce.pl/laborki/CWICZ_48.pdf

268. Na czym polega fotokoagulacja

Wytworzenia zmian termicznych w chorych tkankach za pomocą końcówki emitującej promieniowanie
elektromagnetyczne w zakresie fal optycznych (przekaz energii w formie ciepła)

1. przebieg: wolne grzanie (fotokoagulacja), szybkie grzanie – powyżej 100 stopni (fotowaporyzacja)



niszczenie białek



uszkodzenie kolagenu i odparowanie (łatwość usunięcia)

2 gęstość mocy:



średnia <10-100 W/cm2



wysoka>100 W/cm2

3. działa powierzchniowo
4. własności hemostatyczne: hamowanie krwawienia poprzez kurczenie białek w ścianie naczyń, zmniejszenie
dostępności tlenu
5. martwa tkanka – obszar fotokoagulacji w chirurgii

79

269.Jaki rodzaj dyspersji występuje w światłowodach jednomodowych?

W światłowodach jednomodowych występuje dyspersja chromatyczna, na którą składa się dyspersja materiałowa oraz
falowodowa.
Dyspersja materiałowa jest związana z rozmywaniem się impulsu świetlnego w funkcji długości fali ( spowodowane
przez zmianę współczynnika załamania światła materiału).
Dyspersja falowodowa częściowo spowodowana jest wędrowaniem wiązki przez płaszcz światłowodu, jej prędkość
zależy od właściwości materiału.

ŹRÓDŁO Wykład z 9.12.2010

270. Gdzie jest wykorzystywana tomografia optyczna?



Okulistyka (badanie jaskry, obrazowanie komory przedniej, kąta przesączenia oka, siatkówki, plamki żółtej,
dopasowanie soczewek kontaktowych)



Dermatologia (obrazowanie linii papilarnych, obserwowanie warstwy brodawkowej)



Stomatologia ( tomogramy zęba - przy użyciu dłuższej fali, bo takie światło lepiej przeniknie)



Badanie starych obrazów ( mikropęknięcia, zadrapania itd.)

271.Podaj różnicę między diagnostyką i terapią fotodynamiczną

Fotodynamiczna diagnostyka PDD
metoda służąca określeniu stopnia zaawansowania nowotworu, tkanki wzbudzone światłem o odpowiedniej długości,
w których nastąpiła akumulacja fotouczulacza, świecą.

Fotodynamiczna terapia PDT
metoda terapeutyczna, forma światłoterapii, polega na aplikacji substancji fotouczulającej, która pod wpływem
światła o odpowiedniej długości zmienia swoje właściwości i następuje selektywne niszczenie komórek
nowotworowych poprzez aktywację procesów fotobiochemicznych.

ŹRÓDŁO jakieś opracowanie do egzaminu

272. Co jest wykorzystywane w opisie odbicia zwierciadlanego światła?

Opis ilościowy zjawiska odbicia zwierciadlanego wymaga wprowadzenia pojęcia płaszczyzny padania. Płaszczyzna
padania wyznaczona jest przez powierzchnię rozdzielającą dwa różniące się ośrodki materialne, a dokładniej przez
płaszczyznę styczną do powierzchni rozdziału w punkcie padania) i promień padający. Dla ośrodków izotropowych
promień załamany i odbity leżą w płaszczyźnie padania.
Zgodnie ze schematem promień świetlny P zwany promieniem padającym pada w punkcie O na granicę ośrodków (A) i
odbija się jako promień odbity Q.
Prostopadła do powierzchni odbijającej w punkcie padania promienia zwana jest normalną padania.
Kąt padania to kąt między promieniem padającym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni) θi.
Kąt odbicia to kąt między promieniem odbitym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni) θr.
Prawo odbicia Kąt odbicia jest równy kątowi padania, a promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni
odbicia leżą w jednej płaszczyźnie. W wyniku odbicia zmienia się tylko kierunek rozchodzenia się fali, nie zmienia się jej
długość.

ŹRÓDŁO wiki, www.fizyka.umk.pl/~andywo...lad_1_05-06.doc (str.2-4)

80

273.Jakie detektory są wykorzystywane w termografii?

Detektory termiczne i fotonowe.

Detektory termiczne - pochłaniają promieniowanie dochodzące do powierzchni detektora zgodnie ze
współczynnikiem absorpcji powierzchni detektora. Wzrost temperatury skutkuje pojawieniem się sygnału
elektrycznego U proporcjonalnego do wzrostu T.
Źródło sygnału:



termopary - SEM,



bolometry - zmiana R,



czujniki piroelektryczne - zmiana wewnętrznej polaryzacji elektrycznej.

NIESELEKTYWNE
Detektory fotonowe - foton padający na fotoczuła powierzchnię detektora powoduje zmiany jej właściwości
elektrycznych, polegający na zwiększeniu liczby nośników ładunku przez efekt fotoelektryczny lub generację par
dziura-elektron w półprzewodnikach.

NATYCHMIASTOWE pojawienie się sygnału napięciowego.

ŹRÓDŁO Wykłady

274.Jakie źródła stosowane są w termografii dynamicznej?

Żarowe promienniki podczerwieni, lampy halogenowe, lampy wyładowcze ksenonowe, źródła laserowe, generatory
mikrofal,ultradźwięków.

ŹRÓDŁO Wykłady

275. Czym się charakteryzują skutki deterministyczne działania promieniowania jonizującego na organizm?

Skutki deterministyczne to reakcja tkanek zaraz po napromieniowaniu.



występują po przekroczeniu pewnej dawki



częstość, stopień natężenia, ostrość rosną wraz ze wzrostem przyjętej dawki



mogą występować u potomstwa osobnika napromieniowanego



zazwyczaj dla dawek >0,5 Gy



dawka progowa zależna od indywidualnego organizmu

Skutki deterministyczne



Poparzenia popromienne



Uszkodzenia narządów lub choroba popromienna prowadząca w ostateczności do skutków letalnych



Występują przy dużej ekspozycji i są następstwem śmierci pewnej liczby komórek

Biologiczne następstwa działania promieniowania jonizującego dzieli się na dwie kategorie:



skutki deterministyczne (niestochastyczne), czyli takie, których zarówno częstość, jak i stopień ciężkości
ulegają wzrostowi wraz z dawką promieniowania. Można określić dla nich dawkę progową. Należą do nich
np. wszystkie dobrze znane powikłania w radioterapii



skutki stochastyczne, czyli te, których częstość występowania ulega jedynie zwiększeniu wraz ze wzrostem
dawki. Są to zjawiska probabilistyczne. Nie istnieje dla nich dawka progowa. Należą do nich np. nowotwory
złośliwe.

Tak więc, jedną z podstawowych cech odróżniających skutki stochastyczne od niestochastycznych
(deterministycznych) jest konieczność przekroczenia, w celu wywołania tych ostatnich, określonej dawki, zwanej
dawką progową.

81

276.Jakie typy detektorów są najczęściej używane w dozymetrii indywidualnej?



TLD - detektor termoluminescencyjny,



detektor filmowy,



detektor półprzewodnikowy,



detektor alaninowy.

ŹRÓDŁO Wykłady

277. Na czym polega brachyterapia?

Jest jedną z technik leczenia w radioterapii. Metoda ta polega na bezpośrednim napromienianiu zmian chorobowych
przez umieszczenie źródła promieniowania w guzie lub jego sąsiedztwie. Dzięki umieszczeniu źródła
promieniotwórczego bezpośrednio w okolicy guza (lub nawet w jego wnętrzu) możliwa jest tzw. konformalizacja
terapii, tzn. zwiększenie dawki, która trafia w zmianę, przy jednoczesnym zmniejszeniu narażenia zdrowych organów
na radiację.
Najczęściej wykorzystuje się izotopy: irydu, kobaltu, cezu, tantalu i radu
Źródło promieniotwórcze w brachyterapii jest najczęściej umieszczane w plastikowej rurce, lub rzadziej jako kulki lub
igły wykonane z radioaktywnego izotopu jodu o krótkim okresie półtrwania. Źródło takie jest umieszczane w ciele
pacjenta na stałe i uszkadza komórki nowotworowe, po czym stopniowo traci na aktywności.

ODMIANY:

1. brachyterapia wewnątrztkankowa: umieszczenie źródła promieniowania w guzie,
2. brachyterapia wewnątrzjamowa: umieszczenie źródła promieniowania w bezpośrednim sąsiedztwie guza

przy użyciu naturalnych otworów w ciele (jama ustna, drogi rodne etc.)

3. brachyterapia powierzchniowa: umieszczenie źródła promieniotwórczego na skórze w celu wyleczenia

zmian powierzchniowych.

4. brachyterapia śródnaczyniowa: źródła promieniotwórcze umieszczane są w naczyniach krwionośnych
5. brachyterapia śródoperacyjna

Podział ze wzglądu na czas i dawkę napromieniowania:

1. HDR (wysoka dawka) – sesja napromieniowania trwa dość krótko (kilka minut), lecz używane jest źródło o

bardzo wysokiej aktywności promieniowania.

2. LDR (niska dawka) – zabieg jest długotrwały (najczęściej trwa około doby), lecz stosowane są źródła o

znacznie niższej aktywności promieniotwórczej, metoda skuteczna, ale powodująca znaczny dyskomfort

3. PDR (dawka pulsująca) – aplikator jest umieszczony w ciele pacjenta przez długi czas, lecz źródło

promieniotwórcze jest na zmianę wpuszczane do niego i wyciągane z powrotem (cała procedura jest z góry
programowana przez człowieka i realizowana przez komputer). Dawka stosowana w PDR ma wartość
pośrednią pomiędzy tą stosowaną w HDR i LDR.

4. Ultra LDR - nazwa odnosi się do terapii niskoaktywnymi izotopami umieszczanymi na stałe w ciele pacjenta.

Źródło: wykład i wiki

278. Jakie są zalety tomoterapii?



ciągłe napromieniowanie, zamiast ograniczonej liczby wiązek -dokładne określenie wielkości, kształtu i
intensywności wiązki w stosunku do rozmiaru, kształtu i lokalizacji nowotworu



integruje obrazowanie z leczeniem (3-wymiarowa informacja) – możliwość dokładnego pozycjonowania
pacjenta

Źródło: wykład

82

Grafika Komputerowa

279. Na czym polega rendering obiektu w grafice

W skrócie: Rendering - Proces komputerowego tworzenia obrazów 3D, który bazuje na modelach geometrycznych.
Komputer kalkuluje położenie źródła światła względem danego obiektu i oblicza, jak wpłynie to na odblask, cień i
zmiany barwy. Realizm renderingu może być bliski obrazom fotograficznym

źródło lub szerzej: wiki

280. Proszę podać która wersja etapów w tzw. „graphics pipeline” jest poprawna.

Pipeline - termin opisujący etapy, przez które muszą przejść dane (geometria, tekstury, materiały, światła, kamera,
świat), aby mógł powstać obraz. Zaliczają się do nich takie operacjie jak:



transformacje



culling (określanie, czy dany poligon jest widoczny)



oświetlenie



rasteryzacja

Lub trochę rozbudowane:



Transformation



Per-vertex lighting



Viewing transformation or normalizing transformation



Primitives generation



Projection transformation



Clipping



Viewport transformation



Scan conversion or rasterization



Texturing, fragment shading



Display

281. Proszę podać jakie są podstawowe (dziś) typy grafiki komputerowej.



rastrowa



wektorowa

źródło

282. Czym różni się OpenGL od Direct3D.



OpenGL jest multiplatformowy w przeciwieństwie do Direct3D, który działa niemal wyłącznie Windowsem



OpenGL to biblioteka podstawowych funkcji (około 250). Podstawowym założeniem biblioteki OpenGL była
jej prostota. W związku z tym nie posiada ona gotowych mechanizmów obsługi skomplikowanych obiektów
3D, nie udostępnia także informacji o ustawieniu obiektów na scenie. Nie da się więc w sposób
automatyczny generować skomplikowanych modeli, czy osiągnąć takich efektów jak cienie lub odbicia od
lustrzanych powierzchni.



Direct3D - komponent, część biblioteki DirectX firmy Microsoft, zajmująca się wyświetlaniem grafiki
trójwymiarowej. Umożliwia wykorzystanie funkcji rysowania obiektów 3D oferowanych przez karty
graficzne.

83



OpenGL działa na zasadzie maszyny stanów, która kontroluje potok (pipeline czyli kolejność wykonywania
czynności) renderowania obiektów,



D3D jest oparty na interfejsach COM, co oznacza, że programista musi tworzyć wskaźniki do klas i potem z
nich korzystać. Jest to dość zawiła operacja, która dodatkowo zmniejsza czytelność kodu programu.

Obie bliblioteki mają w gruncie rzeczy takie same możliwości, służą do renderowania grafiki 3d, korzystając z zasobów
karty graficznej. Obie działają zarówno w trybie fixed-pipeline jak i pozwalają na obsługę shaderów. Nie ma znaczych
różnic

jakościowych.

Różnice:
OGL - C, ładne czyste proceduralne C, bez żadnych obiektów i innego dziadowstwa. Dostępne także
(bindingi/wrappery) dla praktycznie wszystkich współczesnych języków programowania. Dostępny na dosłownie
wszystkie platformy sprzętowe. Język GLSL (oparty na C) dla programowania karty graficznej. Nomen omen otwarte
oprogramowanie.
DX3D - C++ (działa w oparciu o COM, ale nie wpływa to znacznie na sposób pisania programów w C++!), w pełni
obiektowe API, oficjalnie wydany przez Microsoft jest także wrapper na platformę .NET - Managed DirectX (obecnie
nie wspierany) oraz framework XNA, pozwalający na pisanie gier komputerowych też na platformie .NET. Wszystko to
dostępne na platformy Microsoftu: Windows, Windows Phone, Xbox. Język HLSL (oparty na C) dla programowania
karty graficznej. Naturalnie oprogramowanie bardzo zamknięte.

283. Jakie są 3 podstawowe transformacje w grafice komputerowej i jaki aparat matematyczny jest używany do liczenia
transformacji obiektów na scenie.



transformacja obserwacji



transformacja modelowania



transformacja projekcji

Przeliczając transformacje na scenie korzystamy z mnożenia macierzy.

Źródło: transformacje. matematyka

284. Co to jest Ray Tracing.

Śledzenie promieni (ang. ray tracing) – technika generowania fotorealistycznych obrazów scen trójwymiarowych.
Opiera się na analizowaniu tylko tych promieni światła, które trafiają bezpośrednio do obserwatora. W rekursywnym
śledzeniu promieni bada się dodatkowo promienie odbite zwierciadlane oraz załamane.

285. Jakim skrótem oznacza się powszechnie procesor graficzny.

GPU (ang. Graphics Processing Unit)

286. Co to jest fraktal.

Fraktal (łac. fractus – złamany, cząstkowy) w znaczeniu potocznym oznacza zwykle obiekt samo-podobny (tzn. taki,
którego części są podobne do całości) albo "nieskończenie subtelny" (ukazujący subtelne detale nawet w wielokrotnym
powiększeniu).

84

287. NURBS oznacza.

NURBS (ang. Non-Uniform Rational B-Spline) jest to sposób wektorowego przedstawienia krzywych, płaszczyzn i
obiektów w grafice komputerowej. Krzywe Beziera to specyficzny rodzaj NURBS

288. Co to jest Z-buforowanie.

W grafice komputerowej Z-buforowanie jest zarządzaniem współrzędnymi głębokości w obrazach 3D. Rozwiązuje ono
problem widzialności (przesłaniania jednych obiektów przez drugie)

85

Implanty i Sztuczne Narządy

289. Membrana to:

Membranę stanowi faza rozdzielająca dwie inne fazy, która działać może w transporcie materii jako pasywna lub
aktywna przegroda. Za pomocą membrany można rozdzielać fazy w zakresie skali makro-, mikro-, nano- aż do poziomu
molekularnego.
Ciekła lub stała przegroda rozdzielająca dwie fazy ciekłe lub gazowe, w której transport wywołany jest odpowiednia
siłą napędową np. różnicą stężeń (aktywności), ciśnień, potencjałów chemicznych.

ŹRÓDŁO wykład

290. Jeśli siłą napędową procesu membranowego jest różnica aktywności chemicznych to omawianym procesem jest:

Perwaporacja, Separacja gazów, Dializa, Membrany ciekłe, Membrany katalitczne

ŹRÓDŁO wykład

291. Do sztucznych narządów należy:

Wg definicji: część tkanki lub narządu, ktory może sam pracować, często zawiera element mechaniczny (sztuczne
serce, płucoserce) sztucznym narządem nie jest endoproteza stawu, oka. np.: hemodializatory, rozruszniki serca,
zastawki, oksygenatory, pozaustrojowe wspomaganie krążenia krwi, sztuczne serce, insulinowe pompy, protezy
ślimaka, wspomaganie pęcherza moczowego

ŹRÓDŁO opracowanie A.Sowy

292. Membrany polimerowe otrzymuje się na drodze:

Metody otrzymywania membran organicznych



Metody spiekania - prasowanie proszku polimerowego (termoplastu) w bliskiej Tm – membrany
mikroporowate o dużym rozrzucie wielkości porów i porowatości ok. 40%



Metoda rozciągania folii polimerowych – semikrystaliczne polimery w postaci cienkich folii (PP, PTFE, PE) w
których w trakcie naciągania następuje porządkowanie krystalitów



Metody napromieniowywania i trawienia – degradacja łańcuchów polimerowych wzdłuż drogi
promieniowania (α) a następnie trawienie ługiem sodowym (typowe pory cylindryczne)



Formowanie dynamiczne – warstwa membrano twórcza nanoszona jest w postaci żelu na mikroporwatą
przegrodę (może być to przegroda nieorganiczna np. ceramiczna)

ŹRÓDŁO wykład

293. Jeśli do procesu plazmoferezy zastosowano membrany których punkt odcięcia wynosi 80 kDa to z plazmy krwi
zostaną usunięte:

Kreatynina, witamina B12, insulina, albumina, globulina czyli hormony, enzymy

ŹRÓDŁO wykład

86

294. Objawem polaryzacji stężeniowej jest:

polaryzacja stężeniowa – przy powierzchni membrany tworzy się warstwa roztworu o większym stężeniu substancji
zatrzymywanej przez membranę, co zmniejsza efekt rozdzielania.

ŹRÓDŁO wykład

295. Ze względu na właściwości reologiczne krew należy do grupy cieczy:

krew jest cieczą quasi-newtonowską



1+10 N/m2 - komorki układają się wzdłuż strumienia, lepkość cieczy obniża się



10 N/m2 - komorki wydłużają się



150 N/m2 - membrany komorkowe odkształcają się i osłabiają tracąc jony co prowadzi do (hemo)lizy

ŹRÓDŁO opracowanie A.Sowy

296. Charakter przepływu krwi w żyłach można określić mianem:

Przepływ krwi w żyłach ma charakter laminarny czyli warstwowy.
Prędkość przepływu krwi w tętnicach ustroju zmienia się pulsacyjnie, zgodnie z czynnością serca. W skurczu krew
płynie odsercowo, w rozkurczu zaś zależnie od oporu naczyń oporowych na obszarze zaopatrywanym przez tętnicę
(płynie

albo

wyłącznie

odsercowo,

albo

przepływ

jest

dwukierunkowy).

Profil prędkości na przekroju poprzecznym naczynia zależy od odległości od serca. W aorcie wstępującej stwierdza się
profil płaski, w tętnicy na obwodzie zaś paraboliczny. Przy przepływie laminarnym (tj. wówczas, gdy krwinki
przepływają naczyniem w sposób uporządkowany, wzdłuż linii równoległych do ścian naczynia) krew płynie najszybciej
w centrum, a warstwa krwi w bezpośrednim sąsiedztwie ściany naczynia się nie porusza (prędkość przepływu krwi przy
ścianie maleje do zera). Przepływ laminarny występuje w większości prawidłowych tętnic oraz w dużych żyłach.
Prędkości poszczególnych warstewek płynu przepływającego tętnicą na obwodzie różnią się zarówno pod względem
maksimów prędkości, jak i czasowych proporcji fazy przepływu odsercowego do fazy przepływu dosercowego.
Przepływ turbulentny cechuje się ruchem niejednolitym i nieuporządkowanym. W obszarze turbulencji krwinki
"koziołkują", tworzą się lokalne zawirowania - rejestruje się przepływy zarówno w kierunku fizjologicznym, jak i
wsteczne oraz duże zróżnicowanie prędkości. Przepływ taki obserwuje się tuż za znacznymi zwężeniami naczyń.
Miejscowe zawirowania (turbulencje) przepływu tworzą się również na wysokości podziałów naczyń oraz tam, gdzie
naczynie nagle się poszerza. Zawirowania te zwężają strumień efektywnego przepływu w kierunku obwodowym i
stanowią przyczynę zwiększenia maksymalnej prędkości przepływu w stosunku do dalszego odcinka naczynia.
Praktyczne znaczenie tego faktu dla badań doplerowskich polega na występowaniu w stanach fizjologii lokalnego
zwiększenia maksymalnej prędkości przepływu w odejściu naczynia w stosunku do jego dalszego odcinka (co ma
znaczenie przy ocenie zwężeń tętnic - patrz: niżej). Przypuszcza się, że zmiany prędkości i turbulencje przyczyniają się
do powstawania zmian miażdżycowych w okolicy podziału tętnic.

ŹRÓDŁO http://www.mp.pl/artykuly/index.php?aid=17890&_tc=3934B013E37F4FD4A6EBF60863FBDD93


297. Transport masy w membranach najlepiej opisuje:



Prawo Darcy’ego dla przepływu konwekcyjnego



Prawo Ficka dla przepływu dyfuzyjnego



Prawo Fouriera dla transportu energii i ciepła



Prawo Ohma dla transportu ładunku

87

Przepływ dyfuzyjny:

Transport dyfuzyjny cząstek obojętnych związany jest bezpośrednio z potencjałem chemicznym związku (składnika).
Przepływ wynika z gradientu aktywności pomiędzy dwoma stronami membrany (na wejściu i na wyjściu)

I prawo Ficka: opisuje dyfuzję w układach, gdzie siła napędowa jest stała w czasie (stężenia związku dyfundującego są
stałe, gradient potencjałów jest stały, środowisko procesu bez zmian)

II prawo Ficka: opisuje dyfuzję w układzie, w którym siła napędowa zmienia się w czasie (np. związek dyfunduje do
stałej objętości stąd zmianie ulega gradient potencjałów, stężenie)

ŹRÓDŁO wykład

298. Narząd hybrydowy to:

Narząd hybrydowy to specjalnie wyselekcjonowane i spreparowane fragmenty obcych tkanek pochodzące od dawcy
tego samego gatunku co biorca (narząd allo-hybrydowy) lub odmiennego (narząd kseno-hybrydowy). Preparowanie
taknek lub komórek z narządów polega najczęściej na połączeniu metod trawienia enzymatycznego oraz
mechanicznego rozdrabniania tkanki. Wyselekcjonowane w ten sposób tkanki , komórki izoluje się od środowiska
zewnętrznego półprzepuszczalnymi błonami, membranami pozwalającymi z jednej strony zapobiegać odrzuceniu
(immunoizolacji), a z drugiej zapewniać opłaszczonym komórkom i tkankom swobodną wymianę gazów, substancji
odżywczych, produktów przemiany materii, czynników wzrostu i hormonów ze środowiskiem zewnętrznym.

ŹRÓDŁO skrypt

299. Płatki protez zastawek przedsionkowo - komorowych:

Na początku były zastawki kulkowe, ale wycofano je ze wzgledu komplikacji po implantaji, potem wprowadzono
zastawki jedno i dwudyskowe ( dyski zawieszone na pierścieniu), następnie dwupłatkowe ( dwa półokrągle dyski
zawieszone na pierścieniu, jak dotad najlepsza konstrukcja) a jeśli chodzi o zastawki biologiczne to albo wszczepia się
wieprzowe zastawki aortalne albo zszyste z tkanek osierdzia wołowego.

300. Przykładem (bio)sztucznej wątroby są:



bioreaktory z systemami pustych włokien, przez ktore przepływa osocze pacjenta: ELAD, LLS, HepaAssist



bioreaktory bezpośredniej dyfuzji, osocze ma bezpośredni kontakt z osadzonymi na matrycy hepatocytami
(RFB, AMC)



bioreaktory, wykorzystujące enkapsulowane hepatocyty (poli-L-lizyna)

ŹRÓDŁO opracowanie A.Sowy

301. Sztuczna mechaniczna zastawka serca charakteryzuje się:

Generalnie mechaniczne zastawki serca cechują się dobra wytrzymałością, ale w porównaniu z zastawkami
biologicznymi (np. wołowe i wieprzowe) są bardziej trombogenne i mniej biozgodne przez co wymagana jest
długoterminowa terapia antykoagulacyjna. W sumie tyle bo reszta zależy od materiału z jakiego jest zrobiona

Żródło Różne artykuły, które wykorzystuje do inżynierki

88

302. Materiały stosowane na parę trącą główka-panewka to:

główka endoprotezy: stopy metali, ceramiczne materiały inertne Al2O3, ZrO2 panewka: ceramika jw. lub polietylen

Przykład:



tlenek cyrkonu - polietylen



ceramika korundowa - polietylen

ŹRÓDŁO opracowanie A. Sowy

303. Podłoża dla inżynierii tkankowej powinny charakteryzować się:

Wymagania stawiane podłożom dla różnych rodzajów tkanek:



powinny posiadać system połączonych porów o odpowiednich dla danego typu komórek kształcie,
rozmiarach i rozkładzie wielkości



wykonanie z materiału o kontrolowanym czasie biodegradacji czy bioresorpcji, dzięki czemu po spełnieniu
roli rusztowań mogą ulegać samoistnemu rozkładowi nie powodując przy tym negatywnych dla organizmu
konsekwencji



odpowiednia chemiczna charakterystyka powierzchni sprzyjająca adhezji, róznicowaniu oraz proliferacji
komórek



odpowiednie właściwości mechaniczne, stosowne do planowanego miejsca oraz sposobu implantacji



powinne wywoływać akceptowalną odpowiedź gospodarzy po implantacji



łatwe i stosunkowo tanie do wytworzenia w różnych kształtach i rozmiarach

ŹRÓDŁO opracowanie zagadnień

304.W typowaniu dawcy do transplantacji wątroby istotna jest:

Zgodność grup krwi. Wątroba jest narządem o niskiej immunogenności, więc zgodność tkankowa nie jest stosowana.

ŹRÓDŁO wiki: http://pl.wikipedia.org/wiki/Przeszczepienie_w%C4%85troby

305 Zewnętrzne wspomaganie serca (funkcja pompująca) zapewnione jest przez:

ECMO – technikę oksygenacji krwi i eliminacji CO2 w oksygenatorze, z wykorzystaniem krążenia pozaustrojowego.
Wykorzystuje się pompę bezokluzyjną.

ŹRÓDŁO opracowanie A. Sowy

306. Rusztowania kompozytowe; polimerowo-ceramiczne stosuje się do wypełniania ubytków:

kostnych

ŹRÓDŁO skrypt

89

307. Klirens nerkowy:

Klirens (współczynnik oczyszczania) - ilość osocza całkowicie oczyszczonego z danej substancji w ciągu danego okresu
czasu. Wyraża sprawność, z jaką osocze zostaje oczyszczone z danej substancji. Klirens danej substancji obliczamy ze
wzoru:

Cx=D/P

Cx - klirens danej substancji [dowolna jednostka objętości/dowolną jednostkę czasu]
D - ładunek danej substancji usunięty z osocza w przyjętej jednostce czasu (dowolna jednostka miary ilości danej
substancji)
P - stężenie danej substancji w osoczu (ta sama jednostka miary ilości danej substancji jak wyżej/ta sama jednostka
objętości jak wyżej)

ŹRÓDŁO Wikipedia

308. W konstrukcji sztucznej komory serca stosuje się:

Komora składa się z korpusu wykonanego z poliwęglanów, poli(tetrafluoroetylenu) lub poli(metakrylanu metylu).
Wnętrze komory jest przedzielone błoną z odpowiednio usieciowanego kauczuku silikonowego. Powierzchnia komory
stykajaca się z krwią pokryta jest welurową tkaniną poliestrową, najczęściej z poli( tereftalanu etylenu) lub warstwą
poliuretanową.

ŹRÓDŁO (biomateriały, seminarium VIII)

309. Przygotowanie do krążenia pozaustrojowego polega na:

Przygotowanie do krążenia pozaustrojowego polega na:



kardioplagina + hipotermia



Płyn izotoniczny (o takim samym jak krew pH), izoosmolarny (zawierający taką samą jak krew ilość
elektrolitów)i łatwy do wydalenia z organizmu. Do płynu dodaje się heparynę w celu uniknięcia
powstawania skrzepów.



Cewnikowanie naczyń

Pierwszym etapem jest przygotowanie sprzętu do krążenia pozaustrojowego. Cały obieg wypełnia się specjalnie
przygotowanym płynem oraz odpowietrza. Ponieważ płyn ma stanowić rodzaj substytutu krwi, musi posiadać
odpowiednie właściwości: być izotoniczny (o takim samym jak krew pH), izoosmolarny (zawierający taką samą jak krew
ilość elektrolitów)i łatwy do wydalenia z organizmu. Do płynu dodaje się heparynę w celu uniknięcia powstawania
skrzepów.
Zanim przystąpi się do podłączania pacjenta do krążenia pozaustrojowego, podaje się mu środki przeciwkrzepliwe
(heparynę). Procedura ta ma na celu zapobieganie krzepnięciu krwi pacjenta po przetoczeniu jej do aparatury.
Wykrzepianie krwi jest fizjologicznym mechanizmem uruchamiającym się po wynaczynieniu jej z naturalnego łożyska
naczyniowego lub po kontakcie z obcymi materiałami. nPotem lekarz przystępuje do cewnikowania naczyń. Z reguły
uzyskuje się dostęp do części wstępującej aorty oraz przez prawy przedsionek do żyły głównej górnej i dolnej.
Po podłączeniu pacjenta do aparatury rozpoczyna się krążenie pozaustrojowe. Przepływ właściwy dla powierzchni ciała
pacjenta uzyskuje się powoli, aby uniknąć przesunięć objętości płynów. Po kontroli natlenowania krwi zatrzymuje się
czynność oddechową pacjenta. Cały czas kontroluje się ciśnienie krwi w naczyniach pacjenta, ciśnienie w systemie
pozaustrojowym oraz kolor krwi. Następnie rozpoczyna się schładzanie pacjenta. Bardzo istotne jest osiągnięcie
odpowiednio niskiej temperatury w obrębie mięśnia sercowego. Uzyskuje się to za pomocą chłodzenia z zewnątrz.

ŹRÓDŁO echirurgia.pl, opracowanie A. Sowy

90

Języki Programowania

310. Wskaż ten identyfikator, który nie jest nazwą typu prostego w języku C++.

Nazwa (identyfikator) jest oznaczeniem zmiennej, funkcji, etykiety (innych obiektów zdefiniowanych przez
użytkownika).

Zasady nadawania nazw:



Nazwa może składać się z: liter, cyfr i znaku podkreślenia, przy czym nie może zaczynać się od cyfry.
Rozróżnianych jest 31 pierwszych znaków. W C++ nie ma ograniczenia na długość.



W języku C/C++ rozróżniane są wielkie i małe litery.



Nazwa nie może być identyczna ze słowem kluczowym (słowa kluczowe stanowią alfabet języka
programowania). W C nie może także być identyczna z nazwą funkcji własnej użytkownika lub znajdującej
się w bibliotece.

Słowa kluczowe w C/C++: asm, auto, bool, break, case, catch, char, class, const, const_cast, continue, default, do,
double, else, enum, explicit, extern, false, float, for, friend, goto, if, inline, int, long, mutable, namespace, new,
operator, private, protected, public, register, reinterpret_cast, return, short, signed, sizeof, static, static_cast, struct,
switch, template, this, throw, true, try, typedef, typeid, typename, union, unsigned, using, virtual, void, volatile,
wchar_t, while.

W C++ wyróżniamy kilka typów danych typu prostego:



char,



int,



float,



double,



void,



bool,



wchar_t,



wskaźniki (UWAGA: tu różnie źródła podają, wg wykładów istnieje typ wskaźnikowy jak osobny typ danych,
ani prosty, ani złożony[chyba]).

Modyfikatory typów, czyli long, short, signed, unsigned, const i volatile NIE ZMIENIAJĄ typu danych z prostego na
złożony (ani tym bardziej w drugą stronę).

Złożone typy danych to:



tablice i macierze wszelkich typów, w tym również łańcuchy znaków (UWAGA: wg wykładów tablice są
typem pochodnym!),



struktury (struct),



unie (union),



klasy (class), w tym również string;



typ wyliczeniowy (enum) (UWAGA: tu źródła różnie podają),



typedef (teoretycznie jest to tzw. typ pochodny, więc trudno powiedzieć jak go zaklasyfikować).



Prawidłowymi odpowiedziami będą wszystkie, które:



posiadają DOBRĄ nazwę (spełniają zasady nazewnictwa),



są typu złożonego.

91

Źródła: http://www.ita.wat.edu.pl/~lgrad/pi/wyklad_c2.pdf
http://pl.wikibooks.org/w...C5%82o%C5%BCone

311. Wskaż nazwę, który nie jest nazwą typu złożonego w języku C++.

Prawidłowymi odpowiedziami będą wszystkie, które:



posiadają DOBRĄ nazwę (spełniają zasady nazewnictwa),



są typu prostego.

312. Wskaż ten z operatorów, który jest operatorem przypisania w języku C++.

Operatorem przypisania jest POJEDYNCZY znak równości, czyli = .

313. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności instrukcji while.

Oficjalna składnia pętli while:

while (warunek_pętli)
instrukcja;

Najczęściej używana składnia pętli while:

while (warunek_pętli)
{
instrukje;
}

Pętla while nie posiada inicjalizacji i aktualizacji (jak pętla for), jest tylko sam warunek pętli. Jest on sprawdzany
zawsze przy wejściu do pętli – jeśli jest prawdziwy (TRUE), program wykonuje instrukcje zawarte w pętli; jeśli nie
(FALSE), treść nie jest wykonywana. Program wyznacza wartość warunku pętli za każdym razem, gdy próbuje do niej
wejść, aż do momentu uzyskania wartości FALSE. Jeśli pętla ma być kiedykolwiek przerwana, w treści warunku
powinna pojawić się zmienna, która może ulec zmianie podczas wykonywania pętli. Jeśli na samym początku warunek
pętli będzie fałszywy, pętla nie wykona się ani razu.

Jeśli w treści warunku występuje co najmniej jeden z operatorów porównania (czyli: <, <=, >, >=, ==, != ), to spełnienie
warunku daje wynik TRUE. Jeśli w treści warunku nie ma ani jednego operatora porównania, np. (1), to warunek pętli
jest zawsze porównywany do wartości NULL, czyli ‘\0’. W przypadku, gdy treść warunku NIE JEST nullem, warunek jest
prawdziwy. Czyli wyrażenie domyślne (1 != ‘\0’) jest zawsze prawdziwe. Jeśli warunkiem jest tylko zmienna, czyli np.
(i), pętla będzie się wykonywać aż do momentu, w którym zmienna i osiągnie wartość null.

Źródło: Prata

314. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności instrukcji do while.

Oficjalna składnia pętli do while:

do
instrukcja;
while (warunek_pętli);

92

Najczęściej używana składnia pętli do while:

do

{
instrukcje;
}
while (warunek_pętli);

Pętla do while różni się od pętli while tym, że jej warunek jest sprawdzany po wykonaniu instrukcji zawartych w treści
pętli. W związku w tym, za pierwszym razem treść pętli jest wykonywana niezależnie od spełnienia, bądź nie, warunku
i dopiero potem warunek jest wartościowany i podejmowana jest decyzja, czy pętla ma się wykonać jeszcze raz. Jeśli
warunek będzie nieprawdziwy, działanie pętli zostanie przerwane. Tego typu pętle wykonują się co najmniej raz.
Wartościowanie warunku pętli do while odbywa się tak samo, jak w przypadku pętli while. Do while korzysta się na
przykład w przypadku, gdy żądamy podania danych przez użytkownika – program musi te dane odczytać, zanim będzie
mógł je sprawdzić.

Źródło: Prata

315. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności instrukcji for.

Oficjalna składnia pętli for:

for (inicjalizacja; warunek_pętli; aktualizacja)
instrukcja;

Najczęściej wykorzystywana składnia pętli for:

for (inicjalizacja; warunek_pętli; aktualizacja)
{
instrukcje;
}

Pętla for podejmuje akcje krok po kroku w pewnej określonej kolejności:

a) ustawienie wartości początkowych (inicjalizacja) – tylko raz, na początku,
b) wykonanie testu, w celu sprawdzenia, czy pętla ma być dalej wykonywana (warunek_pętli) – przy każdym

wejściu do pętli,

c) Wykonanie działań objętych pętlą (instrukcje) – każdorazowo,
d) Aktualizacja wartości używanej (używanych) w teście (aktualizacja) – każdorazowo po wykonaniu wszystkich

instrukcji.

W inicjalizacji następuje zwykle przypisanie wartości początkowych dla zmiennych używanych w pętli. W tym miejscu
można deklarować nową zmienną, jednak zostaje ona usunięta po zakończeniu działania pętli for.

Warunek_pętli decyduje, czy treść pętli będzie wykonywana. Zwykle jest to porównanie dwóch wartości. Jeśli
porównanie da wynik pozytywny (TRUE), program wykona treść pętli. C++ nie ogranicza warunku pętli do wyrażeń
logicznych, można użyć dowolnego wyrażenia, którego wynik daje rzutowanie na typ bool. Zatem wyrażenie o
wartości 0 będzie konwertowane na wartość false i spowoduje zakończenie wykonywania pętli. Jeśli wynik wyrażenia
nie będzie zerem, rzutowanie go na typ bool da TRUE i wykonywanie pętli będzie kontynuowane. Pętla for to pętla z

93

uprzednim sprawdzaniem warunku, co znaczy, ze warunek pętli jest sprawdzany przed każdym cyklem pętli. Jeśli
warunek w ogóle nie będzie spełniony, pętla nie wykona się ani razu.

Aktualizacja jest wykonywana po zakończeniu każdego kolejnego cyklu pętli. Zwykle zwiększana lub zmniejszana jest
tutaj wartość zmiennej sterującej wykonaniem pętli, ale może to być dowolne poprawne wyrażenie C++.

W treści inicjalizacji i aktualizacji można dodać dłuższe niż jednoczęściowe wyrażenie, oddzielając części przecinkami.
Przykładowo linijka „for(i=0, j=1; i>j; i++, j--)” jest poprawna. W takich przypadkach przecinek określa kolejność
wykonywania działań, czyli najpierw wykona się i=0, a dopiero później j=1. Ponadto, wartością całego wyrażenia z
przecinkami jest wartość ostatniej części. Czyli wartością wyrażenia i=0, j=1 jest 1. W warunku pętli nie można
korzystać z przecinka - należy używać tylko operatorów logicznych.

Nawiasy klamrowe mogą być pominięte w składni, jeśli pętla ma wykonywać tylko jedną instrukcję. Jednak gdy
chcemy, by pętla wykonywała więcej niż jedną instrukcję klamry są niezbędne. Wynika to ze składni pętli for, zgodnie z
która pętla może wykonać tylko jedną instrukcję. Jednak wprowadzenie tzw. bloku, czyli użycie nawiasów klamrowych,
który ze składniowego punktu widzenia jest tylko jedną instrukcją.

Pętla for jest wykorzystywana w przypadkach, gdy należy wykonać pewne instrukcje określoną ilość razy, dlatego
bardzo dobrze się nadaje np. do operacji na łańcuchach znakowych.

Źródło: Prata

316. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności instrukcji break.

Instrukcja break umożliwia programowi omijanie części kodu. Znajduje zastosowanie wewnątrz instrukcji switch lub
dowolnej pętli. Instrukcja break powoduje przerwanie np. pętli, powodując ignorowanie przez program wszystkich
instrukcji z pętli następujących po instrukcji break, przechodząc do instrukcji znajdujących się poza pętlą. Zwykle
instrukcję break zamieszcza się w taki sposób, aby była wykonywana po spełnieniu jakiegoś warunku w trakcie
wykonywania pętli.

Źródło: Prata

317. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności instrukcji continue.

Instrukcja continue umożliwia programowi omijanie części kodu. Wykorzystywana jest w pętlach i powoduje, że
program pomija resztę treści pętli i zaczyna nowy cykl pętli. Oznacza to, że w przypadku wykonania instrukcji continue
program ignoruje wszystkie instrukcje zamieszczone w pętli po instrukcji continue, ale tylko dla danego cyklu pętli.
Wykonanie instrukcji continue NIE powoduje pomijania aktualizacji pętli for; wręcz przeciwnie – powoduje
natychmiastowe przejscie bezpośrednio do aktualizacji. W przypadku pętli while instrukcja continue powoduje
natychmiastowe sprawdzenie warunku pętli i rozpoczyna nowy cykl pętli.

Źródło: Prata

94

318. Dana jest funkcja typu void. Zaznacz odpowiedź, która opisuje poprawne użycie instrukcji return w takim przypadku.

Typy danych:

– Typ void – typ pusty void oznacza brak wartości. Żadna zmienna nie mo ze być
typu void. Jeżeli wynik funkcji jest typu void, to oznacza to, że funkcja nic nie
zwraca.(wykłąd 2-strona 9)

Obliczona przez funkcje˛ wartość jest przekazywana na zewnątrz za pomocą instrukcji return. Po słowie kluczowym
return powinno się umieścić wartość lub wyrażenie o wartości zgodnej z określonym typem funkcji. Instrukcja return
bez zwracanej wartości oznacza, że do miejsca wywołania przekazywane jest tylko
sterowanie. Konstrukcja taka używana w innych sytuacjach nich w przypadku funkcji typu void, powoduje
generowanie błędu przez kompilator.

Przykład:

Funkcja odwracająca elementy w tablicy:

08 void odwroc(int a[], int ile)
09 {
10 int i, j, k, p;
11 j = ile / 2;
12 k = ile - 1;
13
14 for(i = 0; i < j; ++i)
15 {
16 p = a[i];
17 a[i] = a[k - i];
18 a[k - i] = p;
19 }
20 }
(wykład 3-strona 22)

Funkcje czytaj tablicę, wypisz tabicę oraz sumuj elementy tablicy:

4 void czytaj(int tab[], int ile)
5 {
6 int i;
7 char c;
8 cin >> c >> tab[0] >> c;
9 for(i = 1; i < ile - 1; ++i) cin >> tab[i] >> c;
10 if(ile > 1) cin >> tab[ile - 1] >> c;
11 }
12
13 void wypisz(int tab[], int ile)
14 {
15 int i;
16 cout << "[";
17 for(i = 0; i < ile - 1; ++i) cout << tab[i] << ",";
18 cout << tab[ile - 1] << "]";
19 }

95

20
21 void suma(int a[], int b[], int ile)
22 {
23 int i;
24 for(i = 0; i < ile; ++i) a[i] += b[i];
25 }

źródło: (wykład 3-strona 17)

( przy funkcji typu void generalnie nie pisze się komendy return->nie nastąpi błąd przy kompilacji)

319. Zaznacz tą z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwe własności składowych klasy umieszczonych po etykiecie
private.

Wystąpienie etykiety private: oznacza, że składowe występujące po niej są dostępna jedynie dla funkcji składowych
klasy i tzw. funkcji zaprzyjaźnionych klasy, w której są zadeklarowane.

źródło: (wykład 5-strona 9)

320. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa nieprawdziwą własność składowych klasy umieszczonych po
etykiecie protected.

Wystąpienie etykiety protected: oznacza, że składowe występujące po niej są dostępne jedynie dla funkcji
składowych klasy i tzw. funkcji zaprzyjaźnionych klasy, w której są zadeklarowane, a także dla funkcji składowych
klas pochodnych.

źródło: (wykład 5-strona 9)

321. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa nieprawdziwą własność składowych klasy umieszczonych po
etykiecie public.

Prosty przkład zastosowania:

1 #ifndef POINT_H
2 #define POINT_H
3
4 class Point {
5 private:
6 int x;
7 int y;
8 char name;
9
10 public:
11 int getX() { return x; }
12 int getY() { return y; }
13 char getName() { return name; }
14 void setX(int i) { x = i; }
15 void setY(int i) { y = i; }
16 void setName(char c) { name = c; }
17 double distance();

96

18 };
19
20 #endif

Konstruktory i destruktory należą do grupy specjalnych funkcji składowych. Grupa ta obejmuje: konstruktory i
destruktor, konstruktor kopiujący oraz operator przypisania. Konstruktor jest funkcją składową o takiej samej nazwie,
jak nazwa klasy. Nazwa˛ destruktora jest nazwa klasy, poprzedzona znakiem tyldy (#). Każda klasa zawiera
konstruktor i destruktor, nawet gdy nie są one jawnie zadeklarowane. Jeżeli w klasie nie zadeklarowano konstruktora
i destruktora, to zostaną one wygenerowane przez kompilator i automatycznie wywoływane podczas tworzenia i
destrukcji obiektu.

źródło (wykład 5-strona 16)

322. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność konstruktorów

Konstruktor jest specjalną funkcą˛ składową. W trakcie definiowania obiektu, przydziela mu się miejsce w pamięci, a
następnie (automatycznie) uruchamiany jest jego konstruktor. Konstruktor sam nie przydziela pamięci na obiekt,
może ja˛ jedynie zainicjalizować.

Cechy konstruktorów



Konstruktor może być przeładowany.



Konstruktor nie ma wyspecyfikowanego żadnego typu wartości zwracanej, nie zwraca nic - nawet typu void!



Nie można posłużyć się adresem konstruktora.



Konstruktor jest wywoływany przy tworzeniu obiektów chwilowych.



W przypadku obiektów globalnych, których zakres ważności obejmuje cały plik, konstruktor takiego obiektu
jest uruchamiany na samym początku, jeszcze przed uruchomieniem funkcji głównej (main).



Konstruktory i destruktory nie sa dziedziczone



Parametrami formalnymi konstruktora nie mogą być obiekty własnej klasy.

Przykład:

class Vector {
2 private :
3 double *data;
4 int size;
5
6 public :
7 Vector();
8 Vector(int size, int ini = 0);
9 Vector(const Vector &source);
10 ~Vector();
11 double getItem(int i);
12 int setItem(int i, double x);
13 int getSize();
14 };

(wykład 5-strona 20)

97

323. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa nieprawdziwą własność destruktorów

Destruktor jest wywoływany automatycznie zawsze, gdy obiekt jest likwidowany. Klasa nie musi mieć obowiązkowo
destruktora. Destruktor nie likwiduje obiekt ani nie zwalnia obszaru pamięci, który obiekt zajmował. Destruktor
przydaje się wtedy, gdy przed zniszczeniem obiektu trzeba jeszcze dokonać jakiś działań. Destruktor jest potrzebny,
gdy konstruktor danej klasy dokonał na swój użytek rezerwacji dodatkowej pamięci (operatorem new). Wtedy w
destruktorze umieszcza się instrukcje˛ delete zwalniającą pamięć.

Cechy destruktora



Destruktor jako funkcja nie może zwracać ˙zadnej wartości (nawet typu void).



Destruktor nie jest wywoływany z żadnymi argumentami. W związku z tym nie może być także
przeładowany.



Destruktor jest automatycznie wywoływany, gdy obiekt automatyczny lub chwilowy wychodzi ze swojego
zakresu ważności.



Destruktor można wywołać jawnie: obiekt.klasa();

przykład:

1 Vector::~Vector()
2 {
3 if(data) delete [] data;
4 }

(wykład 5-strona 16)

324. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność klas pochodnych w relacji dziedziczenia

Mówimy, że klasa pochodna dziedziczy wszystkie cechy swojej klasy bazowej.
Mechanizm dziedziczenia wzbogacony jest o następujące możliwości:



W klasie pochodnej można dodawać nowe zmienne i funkcje składowe.



W klasie pochodnej można redefiniować funkcje składowe klasy bazowej.

Sensownie określone klasy pochodne zawieraja˛ cechy klasy (lub kilku klas) bazowej oraz nowe cechy, które wyraźnie
odróżniaja˛ je od klasy bazowej. Klasę pochodna˛można wykorzystać jako klasę bazową dla nastąpnej klasy
pochodnej. Schemat dziedziczenia pozwala budowac hierarchiczne, wielopoziomowe struktury klas. Jeżeli klasa
pochodna dziedziczy cechy tylko jednej klasy bazowej, to otrzymuje się strukturę drzewiastą. Jeżeli klasa pochodna
dziedziczy cechy wielu klas bazowych, to otrzymujemy graf acykliczny.

(wykład 6-strona 2)

325. Zaznacz ten z poniższych składowych klasy, który podlega dziedziczeniu

Klasa pochodna nie dziedziczy: konstruktorów, destruktora, operatora przypisania, operatorów << i >>. Nie dziedziczy
się również przyjaźni.

Konstruktory i destruktory
Konstruktory i destruktory nie są dziedziczone (podobnie jak funkcje i klasy zaprzyjaźnione). Natomiast konstruktory
niejawne są zawsze generowane przez kompilator dla obiektów każdej klasy w hierarchii dziedziczenia. Są to zawsze
funkcje, poprzedzone domyślnym specyfikatorem public.

98

Gdy klasy bazowa i pochodna mają konstruktory i destruktory zdefiniowane przez użytkownika, to konstruktory są
wykonywane w porządku dziedziczenia (najpierw jest wykonywany konstruktor klasy bazowej, a następnie
pochodnej). Destruktory sa˛wykonywane w kolejności odwrotnej.

326. Zaznacz tę z poniższych instrukcji, która jest poprawną deklaracją wskaźnika do funkcji w języku C++ .

Ogólnie wskaźnik do funkcji wygląda tak:

typ_wskazywany (*wskaznik)(argumenty_funkcji);

Przykłady wskaźników do funkcji:
void (*a)(); --> a jest wskaźnikiem do funkcji bezargumentowej, której wynik jest typu void
int (*b)(float x, int n);
float (*c)(int *x);
int *(*d)();
float **(*e)(int ***x);

To NIE są wskaźniki do funkcji:
void *a(); --> a jest funkcją bezargumentową, której wynikiem jest wskaźnik typu void
int *b(float x, int n);

ŹRÓDŁO Wykład 4, slajd 2

327. Zaznacz tę z poniższych instrukcji, która jest poprawną deklaracją tablicy w języku C++ .

Ogólnie deklaracja tablicy wygląda tak:

typ nazwa[rozmiar];

Na przykład:
int tablica[4]; --> tablica jednowymiarowa
float macierz[2][2]; --> tablica dwuwymiarowa (macierz)
int a[3] = {1, 3, 12}; --> deklaracja tablicy z jednoczesną inicjalizacją zbiorczą elementów tablicy

Dynamiczne tworzenie tablicy (nie wiem, czy to też się zalicza do pytania ):
Ogólnie:
wskaznik = new typ_wskazywany[rozmiar];

Na przykład:
wsk = new float[n];
(wartość n wprowadza się dopiero po kompilacji, podczas wykonywania programu)

ŹRÓDŁO Wykład 3, slajdy 14 i 36

328. Zaznacz tę z poniższych instrukcji, która jest poprawną deklaracją funkcji w języku C++

Ogólnie deklaracja funkcji wygląda tak:

typ_zwracanego_wyniku nazwa_funkcji(lista_argumentow);

99

Przykłady:
float srednia(float a, b, c);
int pierwiastek(int x);
void nic();

Deklaracja z jednoczesną definicją funkcji:
typ nazwa(argumenty)
{ deklaracje i instrukcje; }

Przykłady:
int main()
{ /* Ten program nic nie robi */ }

float dlugosc(float x, float y)
{
float z;
z = sqrt(x*x + y*y);
return z;
}

ŹRÓDŁO Wykład 3, slajd 4

329. Wskaż to zagadnienie/sytuację, do której nie odnosi się mechanizm funkcji wirtualnych w języku C++

Na chłopski rozum: Funkcja wirtualna to taka, która najpierw sprawdza, na jaki obiekt aktualnie wskazuje wskaźnik
(tzn. na obiekt jakiej klasy), a następnie wywołuje funkcję z tej klasy, na którą wskaźnik właśnie wskazuje.
Czyli ich adres nie jest znany w momencie kompilacji, tylko jest poznawany podczas wykonywania programu.
Ponadto:



Funkcje wirtualne mogą występować jedynie jako funkcje składowe klasy (niedopuszczalne jest użycie
extern).



Specyfikatora virtual nie wolno używać w deklaracjach statycznych funkcji składowych.



Funkcja wirtualna może być zadeklarowana jako przyjacielska w innej klasie.



Funkcja wirtualna zdefiniowana w klasie bazowej nie musi być redefiniowana w klasie pochodnej. W takim
przypadku wywołanie z obiektu klasy pochodnej będzie korzystać z definicji zamieszczonej w klasie bazowej.



Jeżeli definicja funkcji wirtualnej z klasy bazowej zostanie przesłonięta nowa definicją w klasie pochodnej, to
funkcja przesłaniająca jest również uważana za wirtualną.



Wymagana jest dokładna zgodność deklaracji pomiędzy funkcją wirtualną w klasie bazowej a funkcją, która
ją przesłania w klasie pochodnej.

ŹRÓDŁO Wykład 6, slajd 14

330. Zaznacz tę z poniższych struktur dynamicznych, której nie zaliczamy do

liniowych struktur danych

NIEliniowe struktury danych:



drzewa



grafy

100

Liniowe struktury danych:



listy jednokierunkowe, dwukierunkowe i cykliczne



pierścienie jednokierunkowe i dwukierunkowe



stosy



sekwencje



kolejki i kolejki priorytetowe

ŹRÓDŁO http://chomikuj.pl/k.s29/C*2b*2b/Algorytmy+i+struktury+danych+C*2b*2b,652978785.pdf

331. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa nieprawdziwe własności funkcji main wywoływanej z
argumentami.

Funkcja main może być wywołana z parametrami (argumentami). Parametry te są wysyłane z lini wywołania
programu.

Wygląda ona tak:
int main(int argc, char *argv[])
{ /* Treść programu */ }

argc - licznik argumentów. Wynosi co najmniej 1, bo pierwszym argumentem wysłanym do programu jest jego nazwa.
argv - wskaźnik do tablicy argumentów. Elementy tej tablicy są typu char (napisy) i żeby móc wykorzystać je w
programie jako liczby, należy je odpowiednio przekształcić za pomocą atoi ('ask to integer').

Przykład:
W linii wywołania programu piszemy:
./rok 2010

Wtedy:
rok - argv[1]
2010 - argv[2]

A w programie mamy:
int main(int argc, char *argv[])
{
r = atoi(argv[1]);
/* Treść programu */
}

ŹRÓDŁO Wykład 4, slajd 11

332. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność przeładowania operatorów w języku C++ .

Przeładowanie operatora to po ludzku stworzenie nowej definicji dla tego operatora.



Przeciążony operator nie może mieć argumentów domyślnych.



Nie jest możliwa zmiana priorytetu, reguł łączności, ani liczby argumentów operatora.



Operatory: & * - + mogą być przeładowane zarówno w swojej wersji jednoargumentowej, jak i
dwuargumentowej (&& ** -- ++).



NIE można wymyślać i przeładowywać własnych operatorów.

101



NIE można przeładowywać operatorów . .* :: ?: 'sizeof' oraz symboli # i ##.



Operatory = [] () mogą być przeładowane tylko jako niestatyczne funkcje składowe klasy.



Funkcja definiująca operator nie może posługiwać się wyłącznie wskaźnikami.



Funkcje definiujące operatory są dziedziczone (z wyjątkiem funkcji operator=() ).



Funkcja definiująca operator musi być funkcją składową klasy albo mieć co najmniej jeden argument będący
obiektem lub referencją do obiektu klasy (poza



funkcjami redefiniującymi operatory new i delete).



Operator @ jest zawsze przeciążany względem klasy, w której jest zadeklarowana jego funkcja operator@.
Zatem w innych kontekstach operator nie traci żadnego ze swych oryginalnych znaczeń, ustalonych w
definicji języka.



Operatory: ’=’ (przypisania), ’&’ (pobrania adresu) i ’,’ (przecinkowy) mają predefiniowane znaczenie w
odniesieniu do obiektów klas (o ile nie zostały na nowo zdefiniowane).

(Przykro mi, ale na slajdach jest aż tyle własności)

ŹRÓDŁO Wykład 5, slajdy 25, 30 i 35

333. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa nieprawdziwe własności funkcji zaprzyjaźnionych z klasą

Przedstawiam to co jest na temat funkcji zaprzyjaźnionych i tu są PRAWDZIWE WŁASNOŚCI FUNKCJI
ZAPRZYJAŹNIONYCH Z KLASĄ (czyli odwrotnie niż w treści pytania):

Funkcje zaprzyjaźnione
Funkcja operatorowa może być zwykłą, globalną funkcją lub funkcją składową klasy. Jeśli operator definiujemy jako
funkcję składową, to ma ona o jeden argument mniej niż ta sama funkcja napisana w postaci globalnej (ze względu na
wskaźnik this). Jeżeli chcemy, by operator mógł pracować na niepublicznych składnikach klasy, to musimy
zadeklarować ją jako funkcję zaprzyjaźnioną z klasą, tzn. we wnętrzu definicji klasy umieszczamy deklarację tej funkcji
poprzedzoną słowem kluczowym friend. Funkcja zaprzyjaźniona ma dostęp do wszystkich, nawet prywatnych
składników klasy. Funkcja zaprzyjaźniona nie jest składnikiem klasy i nie zawiera ukrytego wskaźnika this. Zasięg
funkcji zaprzyjaźnionej jest inny niż funkcji składowych klasy, jest ona widziana w zasięgu zewnętrznym, tak jak klasa,
w której została zadeklarowana.

1 double operator*(const Vector &x, const Vector &y)
2 {
3 if (x.size == y.size)
4 {
5 double s = 0;
6 for(int i = 0; i < x.size; ++i) s += x.data[i] * y.data[i];
7 return s;
8 }
9 // else
10 return -1.0;
11}

źródło: wykład 5 (slajd 31/42)

102

334. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność dziedziczenia chronionego

Specyfikator protected używamy, gdy chcemy pozostawić element klasy bazowej prywatnym, ale udostępnić go klasie
pochodnej, np.

1 class bazowa {
2 int prywatna;
3 protected:
4 int chroniona;
5 public:
6 int publiczna;
7 };

Jeżeli tak zadeklarowana klasa bazowa jest dla klasy pochodnej:



publiczna, to zmienna chroniona staje się elementem chronionym w klasie pochodnej;



prywatna, to zmienna chroniona stanie się prywatnym elementem klasy pochodnej (podobnie publiczna);



chroniona, to chronione i publiczne elementy klasy bazowej staną się chronionymi elementami klasy
pochodnej.

źródło: wykład 6 (slajd 7/20)

335. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność dziedziczenia publicznego

Zastosowanie specyfikatora public oznacza, że wszystkie elementy publiczne i chronione w klasie bazowej będą także
odpowiednio publicznymi i chronionymi elementami klasy pochodnej. Wszystkie elementy prywatne klasy bazowej
pozostają jej wyłączną własnością i nie są bezpośrednio dostępne w klasie pochodnej.

źródło: wykładu 6 (slajd 6/20)

336. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność dziedziczenia prywatnego

Zastosowanie specyfikatora private oznacza, że wszystkie elementy publiczne i chronione klasy bazowej stają się
prywatnymi elementami klasy pochodnej. Wszystkie elementy prywatne klasy bazowej pozostają jej wyłączną
własnością i nie są bezpośrednio dostępne w klasie pochodnej.

Specyfikator private jest specyfikatorem domyślnym; jeżeli przed nazwą klasy bazowej nie umieścimy żadnego
specyfikatora, to kompilator przyjmie private.

źródło: wykład 6 (slajd 6/20)

Uwagi:



Wszystkie elementy publiczne każdej klasy w hierarchii są dostępne dla każdej klasy, leżącej niżej w
hierarchii, i dla dowolnej funkcji, nie mającej związku z daną hierarchią klas.



Elementy prywatne pozostają własnością klasy, w której zostały zadeklarowane.



Elementy chronione są równoważne prywatnym w danej klasie bazowej, ale są dostępne dla jej klas
pochodnych.

źródło: wykładu 6 (slajd 8/20)

103

337. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność funkcji w języku C++

Funkcje
W języku C++ wszystkie podprogramy są określane terminem funkcja. Ogólna postać funkcji w języku C++ jest
następująca:
typ nazwa(lista-argumentów)
{deklaracje i instrukcje}
Obliczona przez funkcję wartość jest przekazywana na zewnątrz za pomocą instrukcji return. Po słowie kluczowym
return powinno się umieścić wartość lub wyrażenie o wartości zgodnej z określonym typem funkcji. Instrukcja return
bez zwracanej wartości oznacza, że do miejsca wywołania przekazywane jest tylko sterowanie. Konstrukcja taka
używana w innych sytuacjach nich w przypadku funkcji typu void, powoduje generowanie błędu przez kompilator.

Deklaracje funkcji
1 float kwadrat(float x);
2 void zamien(int n, int m);
3 int numer();

Definicja funkcji Kod:
1 float dlugosc(float x, float y)
2 {
3 float z;
4 z = sqrt(x*x + y*y);
5 return z;
6 }

Argumenty funkcji
Argumenty występujące w deklaracji i definicji funkcji nazywane są argumentami formalnymi, a argumenty, z którymi
funkcja jest wywoływana argumentami aktualnymi lub argumentami wywołania funkcji.

Przesyłanie argumentów do funkcji
Argumenty mogą być przesyłane do funkcji przez wartość lub przez referencję. Przy przekazywaniu argumentów przez
wartość, funkcja pracuje na kopii oryginalnej zmiennej. Przy wyjściu z funkcji, wszystkie kopie (również lokalne
zmienne) są niszczone, a zatem zmiany wykonane przez funkcję na argumentach przekazywanych przez wartość nie są
widoczne w programie.
Przy przekazywaniu argumentów przez referencję, funkcja pracuje na oryginale zmiennej. Zmiany te są widoczne w
programie. W opisie argumentów funkcji, przed argumentem przekazywanym przez referencję umieszcza się znak &.

Definicje i deklaracje funkcji



Przed użyciem funkcji jej nazwa powinna zostać zadeklarowana. Definicja funkcji (treść) może znajdować
się w innym miejscu.



Definicja funkcji jest jednocześnie jej deklaracją. Jeżeli definicja funkcji występuje przed jej pierwszym
użyciem, to oddzielna deklaracja jest zbędna.



W języku C++ nawiasy okrągłe określane są terminem operator funkcji i wskazują na nazwy funkcji.



Puste nawiasy okrągłe oznaczają, że funkcja nie przyjmuje żadnych argumentów.



Definicje funkcji mogą pojawić się w dowolnej kolejności w jednym lub kilku plikach źródłowych, przy czym
żadna funkcja nie może być podzielona między plikami.

źródło: wykład 3 (slajd 4-8/39)

104

338. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która określa prawdziwą własność dziedziczenia wielokrotnego

Wielodziedziczenie:
Sytuacja gdy: klasa pochodna ma dwie lub więcej bezpośrednich klas bazowych, które z kolei mogą mieć tą samą
bezpośrednią klasę bazową, lub różne klasy bazowe. Kod:

1 class Pochodna: dostęp Bazowa1,
2 dostęp Bazowa2,
3 ...,
4 dostęp BazowaN
5 { ... };

Przy dziedziczeniu od kilku klas bazowych konstruktory są wykonywane od lewej do prawej, a więc w takiej kolejności,
w jakiej podano klasy bazowe. Destruktory są wykonywane w kolejności odwrotnej.



dana klasa bazowa może na liście dziedziczenia pojawić się tylko raz



definicja klasy bazowej na liście pochodzenia musi być umieszczona przed definicją klasy pochodnej



na liście pochodzenia przed nazwami klas podstawowych mogą stać określenia sposobu dziedziczenia
(private, protected, public)

źródło: wykład 6 (slajd 9/20)

105

339. Zaznacz tę z poniższych odpowiedzi, która opisuje czynności niezbędne do skorzystania z mechanizmu obsługi
wyjątków w języku C++

Z sytuacją wyjątkową mamy do czynienia wówczas, gdy z pewnych powodów (np. brak pliku z danymi,
nieprawidłowych danych itp.) nie jest możliwe wykonanie określonej funkcji lub ciągu instrukcji. Aby uniknąć
gwałtownego przerwania wykonywania się programu można obsłużyć sytuację wyjątkową definiując odpowiedni
fragment kodu, który jest wykonywany przy zajściu określonej sytuacji wyjątkowej.

W celu skorzystania z mechanizmu obsługi wyjątków należy:



Określić kiedy zaczyna się obszar, gdzie spodziewane jest wystąpienie sytuacji wyjątkowej (blok try).



W odpowiednim momencie, gdy zajdzie sytuacja wyjątkowa, zasygnalizować ją (instrukcja throw).



Przygotować fragment kodu, który zajmie się reakcję na wykrytą sytuację wyjątkową (blok catch).

ponadto inne źródła:
1) źródło 1
2) źródło 2

cytując ze źródła 2:
Technikę obsługi wyjątków można streścić w trzech punktach, które od razu wskażą nam jej najważniejsze elementy.
Tak więc, te trzy założenia wyjątków są następujące:



jeżeli piszemy kod, w którym może zdarzyć się coś wyjątkowego i niecodziennego, czyli po prostu sytuacja
wyjątkowa, oznaczamy go odpowiednio. Tym oznaczeniem jest ujęcie kodu w blok try (‘spróbuj’). To
całkiem obrazowa nazwa: kod wewnątrz tego bloku nie zawsze może być poprawnie wykonany, dlatego
lepiej jest mówić o próbie jego wykonania: jeżeli się ona powiedzie, to bardzo dobrze; jeżeli nie, będziemy
musieli coś z tym fantem zrobić…



załóżmy, że wykonuje się nasz kod wewnątrz bloku try i stwierdzamy w nim, że zachodzi sytuacja
wyjątkowa, którą należy zgłosić. Co robimy? Otóż używamy instrukcji throw (‘rzuć’), podając jej
jednocześnie tzw. obiekt wyjątku (ang. exception object). Ten obiekt, mogący być dowolnym typem danych,
jest zwykle informacją o rodzaju i miejscu zainstniałego błędu



rzucenie obiektu wyjątku powoduje przerwanie wykonywania bloku try, zaś nasz rzucony obiekt „leci” sobie
przez chwilę - aż zostanie przez kogoś złapany. Tym zaś zajmuje się blok catch (‘złap’), następujący
bezpośrednio po bloku try. Jego zadaniem jest reakcja na sytuację wyjątkową, co zazwyczaj wiąże się z
odczytaniem obiektu wyjątku (rzuconego przez throw) i podjęciem jakiejś sensownej akcji

106

A zatem mechanizmem wyjątków żądzą te trzy proste zasady:



Blok try obejmuje kod, w którym może zajść sytuacja wyjątkowa.



Instrukcja throw wewnątrz bloku try służy do informowania o takiej sytuacji przy pomocy obiektu wyjątku.



Blok catch przechwytuje obiekty wyrzucone przez throw i reaguje na zainstaniałe sytuacje wyjątkowe.

źródło: wykład 7 (slajd 25/32)

107

Materiałoznawstwo

340. Odporność na pękanie materiałów kruchych podwyższa obecność:



Kompozytow ziarnistych, włóknistych (blokowanie propagacji pęknięcia)



Tworzenie mikropęknięc(relaksacja naprężen)



Zmniejszenie szczeliny krytycznej



Podwyższanie energii efektywnej



Jednorodny rozkład wielkości defektów



Modyfikacje struktury krystalicznej – zmiana wielkości, rozkładu i kształtu ziaren



Mostkowanie makropęknięc



Wydłużanie ziaren



Rozszczepianie pęknięc



Usuwanie defektów powierzchni



Wprowadzenie naprężen ściskających w warstwy powierzchniowe



Dewitryfikacja – zwiększenie zawartości fazy krystalicznej



Wprowadzenie cząstek plastycznych, zwiększenie plastycznośc

341. Szkło:



ma uporządkowanie bliskiego zasięgu



nie jest fazą termodynamiczną, tylko stanem nietrwałym materii



powstaje poprzez stopienie odpoiednich skladnikow i przechłodzenie stopu do osiagniecia stanu
stalego bez krystalizacji



brak określonej temperatury topnienia



przeobrazenia strukturalne przechodza w sposob ciagly



NIE stosuje się do 3 zasady termodynamiki



izotropia właściwości



duża wytrzymałośc na ściskanie (dziesiątki i setki MPa), mała na rozciąganie (kilka MPa)



wiązania: jonowe (szkła nieorganiczne), dyspersyjne (szkła organiczne), metaliczne (szkła metaliczne)



im więcej wiązan kowalencyjnych w szkle, tym większa jego lepkośc



nazywany jest stanem niestabilnym, „zamrożonego nieporządku”, wysoki poziom energetyczny



generalnie bardziej reaktywny od krystalicznego



jest cialem stalym, sztywnym, twardym (ale kuchym) i obdarzone jest sprezystoscia postaci



teorie budowy szkieł :

o

sieci nieuporzadkowanej

o

krystalitowa

o

Mieszana

Warianty odpowiedzi z egzaminu 2009:
a. jest materiałem krystalicznym
b. wykazuje uporządkowanie bliskiego zasięgu
c. ma stałą temperaturę topnienia
d. ...
Oczywiście spośród podanych dobry jest tylko b).

108

342. Najniższą odpornośc termiczną wykazują:

Polimery

343. Ułożenie atomów w krysztale idealnym jest uwarunkowane:



energetycznie i geometrycznie



atomy dążą do minimalizacji energii



gęstym upakowaniem przestrzeni

344. Tworzenie kompozytów o osnowach metalicznych ma na celu głównie:



wzrost sprezystosci



wzrost wytrzymalosci na rozciaganie



w niektorych przypakach rowniez wzrost energii pekania



obnizenie gestosci



Jupi : $ zabezpieczenie fazy modyfikującej przed mechanicznym uszkodzeniem

345. W półprzewodnikach tlenkowych dodatkowe poziomy energetyczne w strefie energii wzbronionej są
wynikiem:

obecności defektów w związkach niestechiometrycznych (nie jestem pewna na 100%)

346. W światłowodach wykorzystuje się zjawisko:

Całkowitego wewnętrznego odbicia światła ( które występuje na granicy dwóch ośrodków o różnych
współczynnikach załamania). Światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku
załamania pod kątem większym niż kąt graniczny nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu
odbiciu.

347. Poniżej temperatury zeszklenia Tg polimery odkształcają się:

liniowo lub lekko sprężyście, są twarde, kruche i szkliste. Dalsze ochładzanie powoduje zmiany własności
polimeru

348. Na obecność defektów punktowych szczególnie czułe są:

najprawdopodobniej metale

349. Cechą kryształu idealnego jest:

109

uporządkowanie bliskiego i dalekiego zasięgu oraz brak defektów

350. Wzrost odporności na pękanie materiałów kruchych uzyskać można drogą:



podwyższenia efektywnej energii pękania



jednorodnego rozkładu wartości defektów



zmniejszenie d (krytycznej szerokości szczeliny)

351. Przewodnictwo elektryczne półprzewodników wraz ze wzrostem temperatury:

ponieważ elektrony przechodzą z poziomów zapełnionych na poziomy puste

352. Największą gęstość wykazują metale z powodu:



największego rozmiaru promienia atomowego- co wpływa na objętość komórki elementarnej



masy atomowej, większej niż inne pierwiastki



gęstego upakowania atomów- czyli większej liczbie atomów w komórce elementarnej

353. Materiały magnetycznie miękkie wykazują:

Utratę namagnesowania po usunięciu pola magnetycznego, zachowując jedynie namagnesowanie resztkowe
znacznie mniejsze od namagnesowania maksymalnego

354. Materiał inteligentny zawiera:

Stosując terminologię informatyki - materiał inteligentny powinien spełniać funkcję czujnika (sensora), procesora i
"urządzenia" uruchamiającego - aktuatora (przekazującego uzyskany efekt), a jednocześnie właściwości te powinny
wykazywać cechy sprzężenia zwrotnego (feed back and feed forward).

Materiały te posiadają dwie stabilne fazy: fazę wysokotemperaturową (austenit) i niskotemperaturową (martenzyt).
Dodatkowo, faza martenzytyczna występuje w dwóch formach: zbliźniaczonej i zbliźniaczonej zniekształconej.

355. Do głównych kryteriów wg których dokonuje się doboru materiałów na włókna
należą:



duża wytrzymałość



mała gęstość



wysoki moduł sprężystości E

356. Największą wytrzymałość właściwą wykazują włókna:

Włókna Kevlar

110

357. Polaryzacja elektryczna występuje w:

dielektrykach (np. piezoelektryki, ferroelektryki, gazy)

358. Podstawowym mechanizmem przewodzenia ciepła w materiałach niemetalicznych jest:

Konwekcja

359. Najwyższy moduł Younga wykazują materiały o wiązaniu:

konwekcyjnyn

360. Równanie Griffitha podaje zależność:

Teoria Griffitha stosuje się dla materiałów:



idealnie kruchych



gdzie grubość płyty jest pomijalna



gdzie szczelina umieszczona centralnie

Ogolnie: Rownanie Griffitha podaje zależność przyłożonego obciążenia zewnętrznego, od wielkości szczeliny
krytycznej. Im większe obciążenia, tym mniejsze szczeliny mogą spowodować katastrofalne zniszczenia. Stałe
materiałowe E i y zależą od materiału.

361. W łańcuchach typowych polimerów występują wiązania:

W łańcuchach typowych polimerów występują wiązania kowalencyjne, pomiedzy łańcuchami występują wiązania
wodorowe, dipol-dipol lub Van der Waalsa.

362. Podstawowym założeniem w modelu równoległym dla materiałów kompozytowych jest:

c- kompozyt, f- włókno, m-osnowa
Dodatkowe założenia:
$ idealna więź osnowa- włókno
$ włókna jednorodne, ułożone w jednym kierunku, nie stykają się ze sobą
$ jednakowe liczby Poissona
Ec= EfVf + EmVm, gdzie Vm+Vf=1

363. Naprężenia cieplne II-go rodzaju są wynikiem:

Nierównomiernego rozkładu temperatury w objętości materiału.

111

364. W półprzewodnikach niesamoistnych dodatkowe poziomy energetyczne tworzą się:



ponieważ półprzewodnik jest domieszkowany, co daje nadmiar elektronów, które kumulują się w dodatkowym

poziomie donorowym, tuż pod pasmem przewodnictwa lub w nim



gdy domieszkowanie powoduje niedobór elektronów, dodatkowe pasmo przewodnictwa

powstaje tuż nad poziomem walencyjnym lub w nim

365. Materiały ceramiczne pękają w zakresie:

Materiały kruche ulegają zniszczeniu w zakresie sprężystym(w zakresie stosowalności prawa Hooke'a)

366. Przyczyną występowania pętli histerezy materiałów magnetycznych jest:

Materiały magnetyczne, posiadające niesparowane momenty magnetyczne, po przyłożeniu zewnętrznego pola
magnetycznego przeorientowują momenty ustawiając się w kierunku zgodnym z działaniem pola. Pole pod
wykresem obrazuje ilość energii jaka może zostać wydzielona w postaci ciepła. W przypadku gdy zewnętrzne
pole magnetyczne przestaje działać, momenty wracają do stanu niewzbudzonego. Cały proces zamyka się w
pętli histerezy.

367. Metale są nieprzezroczyste w świetle widzialnym ze względu na:

Brak przerwy energetycznej (pomiędzy pasmem przewodnictwa a pasmem podstawowym), który powoduje, że
możliwe jest pochłanianie (absorpcja) kwantów energii promieniowania praktycznie w całym zakresie światła
widzialnego. Materiał może absorbowad jedynie kwanty energii większe od wartości energii przerwy
energetycznej. Absorpcja fotonów zachodzi przez wzbudzenie (przejście) układów energetycznych w materiale
do wyższych stanów energetycznych. Niektóre metale mogą mied barwę wskutek selektywnego odbicia światła
(złoto, miedź).

368. Efekt umocnienia w metalach jest możliwy drogą:



ograniczenia ruchu dyslokacji poprzez ich blokowanie, np. przez inne dyslokacje lub przeszkody takie
jak: wydzielenia, atomy obce, granice ziaren.



umocnienie polega na zmniejszeniu zdolności przemieszczania się dyslokacji

369. Równowagowa odległość międzyatomowa występuje, gdy:



siły przyciągania między atomami równoważą się z siłami odpychania, dzięki czemu siły wzajemnych
oddziaływań są równe 0.



Odległość ta jest stała dla określonego materiału w danych warunkach.

112

Projektowanie Wspomagane Komputerem

370.Minimalna i konieczna liczba rzutów przy odwzorowywaniu przedmiotów obrotowych to:

Minimalna ilość rzutów – element należy pokazać tylko w takiej liczbie rzutów, która jest konieczna do
przejrzystego przedstawienia jego postaci oraz zwymiarowania.

Dodatkowo:
Potrzebny jest jeden rzut. Wynika to z definicji bryły obrotowej – powstaje ona w wyniku obrotu figury płaskiej
dookoła prostej. Więc do odwzorowania potrzebujemy rzut z boku. Mogą być tez potrzebne przekroje czy kłady
do zaznaczenia tego co jest w środku, ale to już nie są rzuty.

371. Jak należy usytuować przedmiot względem płaszczyzn rzutowania (w metodzie rzutowania prostokątnego)

Przedmiot ustawiamy tak, by, rzut główny (widok z przodu) przedstawiał możliwie najwięcej informacji o
kształcie przedmiotu, z uwzględnieniem na przykład położenia pracy, obróbki lub montażu.
Rozróżnia się dwie metody rzutowania prostokątnego:
wg metody europejskiej,
wg metody amerykańskiej.
Rzutowanie wg metody europejskiej (oznaczane literą E) polega na wyznaczaniu rzutu prostokątnego
przedmiotu przy założeniu, że przedmiot rzutowany znajduje się pomiędzy obserwatorem i rzutnią.
Rzutowanie metodą amerykańską (oznaczenie literą A) cechuje się tym, że rzutnia znajduje się pomiędzy
obserwatorem a przedmiotem rzutowanym co powoduje przestawienie położenia niektórych rzutów w stosunku
do metody E.

372.Osie układu współrzędnych w rzucie izometrycznym tworzą kąty:

120°

373. Jaką liczbę rzutów powinien wyznaczyć projektant przy jednoznacznym odwzorowaniu elementu przestrzennego na
płaszczyźnie rysunku?

Do jednoznacznego odwzorowania stosujemy układ trzech rzutni wzajemnie prostopadłych (3 rzuty).
Płaszczyzny te nazywamy:
I - rzutnia pionowa zwana główną,
II - rzutnia boczna,
III - rzutnia pozioma.

374. Rzutowanie aksonometryczne, w którym nie następuje skrócenie po żadnej z osi to:

Izometria - zwana także rzutem aksonometrycznym jednomiarowym to rzut modelu na jedną rzutnię w taki
sposób, że jego wymiary równoległe do którejkolwiek z osi nie ulegają skróceniu. Osie zaś ustawione są w
stosunku do siebie pod kątami pokazanymi na rysunku obok.

113

375. Rysunek elementu konstrukcyjnego zawierający wszystkie dane potrzebne do jego wykonania to:

rysunek wykonawczy

Czyli rysunek z odpowiednią ilością rzutów (pokazujących jednoznacznie kształt), wszystkimi wymiarami,
tolerancjami, chropowatością, wymaganiami obróbki.

376. Wymiary znormalizowanego formatu A4 to:

A4: 210 x 297

377. Grubość linii cienkiej w stosunku do linii grubej jest:

gruba: x
cienka: x/3
(bardzo gruba:2x)

378. Do rysowania niewidocznych zarysów elementu konstrukcyjnego stosuje się linię :

kreskowa cienka

379. Do rysowania osi symetrii w elementach konstrukcyjnych stosuje się linię:

linia punktowa cienka (do rysowania osi symetrii i śladów płaszczyzn, linii podziałowych w kołach zębatych,
ślimakach, gwintach, linii wykresowych)

380. Przy rysowaniu zarysu widocznego zarysu elementu konstrukcyjnego stosuje się linię:

ciągła gruba

381. Znormalizowana wysokość pisma rysunkowego zależy od:

1. formatu arkusza
2. od rodzaju napisu:
- napisy główne
- napisy pomocnicze
- napisy podrzędne
- wymiarowanie i uwagi
3. rodzaju pisma (pismo A i B)
4. rozmiaru s, który jest równy grubości linii liter, cyfr i znaków pomocniczych

114

382. Przy wykonywaniu rysunków oprócz podziałki naturalnej 1:1 należy stosować podziałki:

powiększające: 2:1, 5:1, 10:1, 50:1, 100:1
zmniejszające: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20

Podziałka to stosunek wymiarów liniowych przedmiotu na rysunku do jego wymiarów rzeczywistych

383. W grafice inżynierskiej przekroje i kłady stosuje się w celu przedstawienia:

przedstawienie obiektów o niejednorodnym wnętrzu (ograniczenie liczby rzutów zastosowanych do
jednoznacznego przedstawienia obiektu)

384. Odwzorowanie, w którym widoczne są szczegóły przedmiotu leżące za płaszczyzną przekroju to:

Przekrój powstaje wskutek przecięcięcia przedmiotu wyobrażalną płaszczyzną określaną mianem płaszczyzny
przekroju i odrzucenie tej części przedmiotu, która znajduje się przed tą płaszczyzną. W ten sposób odsłonięta
zostaje część wnętrza przedmiotu, znajdująca się poza płaszczyzną przekroju. Przekrój ma za zadanie przedstawić
zarys figury leżącej w płaszczyźnie przekroju oraz widoczne zarysy i krawędzie przedmiotu leżące za tą
płaszczyzną.

385. W połączeniach gwintowych (widocznych na rysunku, w rzucie równoległym do osi gwintu) linię zarysu obrazującą
dna wrębów rysuje się linią:

w rzucie na płaszczyznę równoległą do osi gwintu linie obrazujące dna wrębów gwintu są liniami cienkimi

386. W połączeniach gwintowych (widocznych na rysunku, w rzucie prostopadłym do osi gwintu) linię obrazującą dna
wrębów rysuje się:

Gwint oznacza się w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi gwintu cienkim łukiem o długości około 3/4
obwodu, przy czym ta linia nie powinna ani zaczynać się, ani kończyć na liniach osi chyba, że gwint jest
przedstawiony w półwidoku lub półprzekroju.

387. W przypadku graficznego przedstawienia współpracy gwintu zewnętrznego z wewnętrznym (w przekroju) gwintem
dominującym jest:

w połączeniach gwintowych dominuje gwint zewnętrzny, który zawsze zasłania gwint wewnętrzny (w otworze)

388. Aby można było zrealizować połączenie gwintowe obydwa elementy muszą posiadać gwint o:

O takim samym skoku i średnicy

115

389. Pięć podstawowych parametrów gwintu to:

Do podstawowych parametrów gwintu należą:
1) d – średnica gwintu śruby (średnica trzpienia, na którym nacięto gwint)
D – średnica dna wrębów nakrętki
2) d1 – średnica rdzenia śruby
D1 – średnica otworu nakrętki
3) d2 – średnica podziałowa śruby
D2 – średnica podziałowa nakrętki; D2 = d2
4) P – podziałka gwintu, odpowiadająca podziałce linii śrubowej (w gwintach jednokrotnych P = Ph)
Ph – skok gwintu w gwintach wielokrotnych (Ph = nxP, gdzie n to krotność gwintu)
5) α – kąt gwintu, mierzony między bokami zarysu

390. Parametry konstrukcyjne śrub tworzących połączenie dwóch płaskowników (ze śrubami luźno osadzanymi w
otworach) obliczane są z warunku:

"Siłę działającą na jedna śrubę wyznaczono z fizycznej zależności wynikającej z charakteru pracy połączenia z
luźno osadzanymi śrubami (śruba w takim przypadku przenosi siłę wzdłużna wynikającą z zapewnienia siły tarcia
miedzy łączonymi blachami)" - projekt z PWK (5.0)

Głównym parametrem konstrukcyjnym jest średnica rdzenia śruby, obliczana z warunku na rozciąganie.

391. W połączeniu dwóch płaskowników (ze śrubami luźno osadzanymi w otworach) z warunku na rozciąganie obliczana
jest średnica:

Jak wyżej - obliczana jest średnica rdzenia śruby.
Jednak czepiając się, można dojść do wniosku że także średnica otworu na śrubę wierconego z płaskowniku
jest wyliczana z warunku na rozciąganie - po określeniu wielkości śruby trzeba określić wielkość otworu.
Czepiając się nadal, można zauważyć, że szerokość płaskownika też jest liczona z warunku na rozciąganie - tylko
że płaskownik nie posiada średnicy

392. Podstawą przeniesienia obciążenia rozciągającego przez złącze dwóch płaskowników skręconych luźnymi śrubami
jest warunek aby:

podstawą przeniesienia siły jest wytworzenie śrubami tak dużego docisku, aby powodowana przez niego siła tarcia
między płaskownikami mogła zrównoważyć siłę rozciągającą

Lub:

Wydaje mi się, że chodzi tu o warunek na rozciąganie.

393. Przy obliczeniu momentu dokręcenia śrub (w połączeniu dwóch płaskowników ze śrubami luźno osadzanymi
otworach) uwzględniane są momenty tarcia:

MT1 – moment oporów ruchu na powierzchniach gwintu

116

MT2 – moment tarcia między nakrętką a przedmiotem lub między ruchomym końcem śruby a nieruchomym
przedmiotem

394. Tolerancją nazywamy różnicę między dwoma wymiarami:

Wymiar tolerowany określają jednoznacznie dwa wymiary graniczne:
o wymiar górny B (większy wymiar graniczny)
o wymiar dolny A (mniejszy wymiar graniczny.
Wymiary graniczne są to dwa wymiary, których nie może przekroczyć wymiar zaobserwowany
produktu, jeżeli ma on być uznany za poprawnie wykonany.

Tolerancja T jest różnicą między wymiarem górnym B a wymiarem dolnym A.
T = B – A

395. Algebraiczna różnica między górnym wymiarem granicznym B i wymiarem nominalnym N nazywana jest:

Odchyłka górna es (ES) jest różnicą między górnym wymiarem granicznym B i odpowiadającym mu wymiarem
nominalnym N
es = Bw – N oraz ES = Bo – N
(w – wałek, o - otwór)

396. Algebraiczna różnica między dolnym wymiarem granicznym A i wymiarem nominalnym N nazywana jest:

Odchyłka dolna ei (EI) jest różnicą między wymiarem dolnym A i odpowiadającym mu wymiarem
nominalnym N
ei = Aw – N oraz EI = Ao – N
(w – wałek, o - otwór)

397. Przy realizacji pasowania na zasadzie stałego otworu - wartość zerową przyjmuje odchyłka:

odchyłka dolna EI
Pasowanie na zasadzie stałego otworu – gdzie wymiar wałka (zewnętrzny) jest dopasowywany do wymiaru
otworu (wewnętrznego). W tym wypadku średnicę otworu toleruje się zawsze w głąb materiału, a więc EI=0, a
żądane pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek dla wałka.

398. Przy realizacji pasowania na zasadzie stałego wałka wartość zerową przyjmuje odchyłka:

odchyłka górna es
pasowanie na zasadzi stałego wałka – wymiar otworu (wewnętrzny) jest dopasowany do wymiaru wałka
(zewnętrznego). W takim wypadku średnicę wałka toleruje się zawsze w głąb materiału, es=0, a żądane
pasowanie uzyskuje się poprzez dobranie odchyłek otworu

399.Przy realizacji pasowania na zasadzie stałego otworu - wymiar nominalny jest równy wymiarowi granicznemu:

N=Ao, czyli dolnemu wymiarowi granicznemu otworu.

117

Sensory i Pomiary Wielkości Nieelektrycznych

400. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących rejestracji sygnałów z żywych sieci neuronowych jest prawdziwe:



rejestrację sygnałów można prowadzić wewnątrzkomórkowo lub zewnątrzkomórkowo;



rejestracja wewnątrzkomórkowa prowadzi do uszkodzenia komórki i jej obumarcia po kilkunastu minutach;



w rejestracji wewnątrzkomórkowej otrzymuje się sygnały rzędu mV;



w rejestracji wewnątrzkomórkowej bada się pojedyncze komórki;



do rejestracji zewnątrzkomórkowej wykorzystuje się matrycę elektrod;



rejestracja zewnątrzkomórkowa nie prowadzi do uszkodzeń komórek;



w rejestracji zewnątrzkomórkowej otrzymuje się sygnały rzędu µV;



do pomiarów wykorzystuje się elektrody ze złota lub platyny - wymaganie biokompatybilności;



aby nie otruć komórek sygnał przekazywany jest przez pojemność zastępczą;



do pomiarów używa się elektrod płaskich o wymiarach 30-40µm;

401. Podstawowymi problemami przy budowie wielokanałowych systemów odczytowych do rejestracji
zewnątrzkomórkowych sygnałów neuronowych są:



zachowanie jednorodności parametrów (dla np. 64 kanałów)



zachowanie niskiego poziomu szumów, przy jednoczesnym zachowaniu stałej temperatury i wydłużeniu
czasu pracy z zasilania;



minimalizacja przesłuchów spowodowanych przekazywaniem sygnałów pomiędzy kanałami;



Sygnał ma małą amplitudę (50 –500 uV) dodatkowo obarczony jest składową stałą rzędu miliwoltów –
konieczne jest jej odcięcie



Częstotliwośd 20-2000 Hz –problemy z filtracją, częstotliwosc graniczna musi byd bardzo niska -trzeba
stosowad duże kondensatory i duże rezystory co jest trudne z powodu po pierwsze dużych rozmiarów
takich elementów, a dodatkowo rezystory zwiększają znacznie zaszumienie sygnału



Potrzeba dużo elementów –na każdy kanał po 10 kondensatorów i rezystorów, do tego 3 wzmacniacze
operacyjne –pojawiają się problemy z rozmiarem, poborem mocy, dlatego

402. Pomiary aktywności i stymulacja żywych sieci neuronowych nie mają na celu:

pomiary te MAJĄ na celu:



wspomaganie budowy neuroprotez;
badanie funkcji mózgu;



tworzenie interfejsów BMI (Brain Machine Interface) dla osób sparaliżowanych;



tworzenie protez oka - modelowanie siatkówki;

403. Istota zjawiska piezoelektryczngo polega na:

Polega na powstawaniu na przeciwległych ścianach kryształu ładunków elektrycznych o przeciwnych znakach w
wyniku jego deformacji (tzw. prosty efekt piezoelektryczny). Odwrotny efekt piezoelektryczny polega na
odkształceniach mechanicznych kryształu zachodzące w wyniku działania zewnętrznego pola elektrycznego.

118

404. Spektrofotometr to urządzenie, które służy do:



analizy spektralnej światła;



pomiaru przepuszczalności/absorpcji promieniowania;

źródło:Wikipedia

405. Chemisensory fizyczne to urządzenia, które:



ustalają właściwości chemiczne na podstawie pomiarów cech fizycznych;



niekoniecznie muszą posiadać chemiczny lub biochemiczny interfejs;

Chemisensory- urządzenia pomiarowe wykorzystujące biologiczne lub chemiczne reakcje do wykrywania i analizy
ilościowej specyficznej substancji lub zdarzenia (reakcja chemiczna)



urządzenia zamieniające stan chemiczny na sygnał elektryczny



urządzenia lub instrumenty wykrywające obecnośd, stężenie lub ilośd danej substancji

406. W wyniku skoku temperatury odpowiedź termometru może być:



liniowa -w przypadku termometru rezystancyjnego, ale tylko w niewielkim przedziale temperatur



nieliniowa w przypadku termistorów



liniowa przypadku złącza p-n. Wzrost temperatury = spadek napięcia UBE

407. Przy pomiarze temperatury wykorzystuje się:



rozszerzalność cieplną ciał stałych, cieczy i gazów: termometry gazowe



zmianę objętości gazu –tutaj dokonuje się pomiaru zmiany objętości gazu, najczęściej za pomocą elementu
sprężystego, na który rozszerzający się gaz wywiera ciśnienie



termometry cieczowe - zmianę objętości cieczy –ciecze (rtęd, alkohole) rozszerzają się pod wpływem temp.,
typowe wykorzystanie tego zjawiska to zwykłe termometry okienne



zmianę rezystancji w skutek temperatury



zmianę energii promieniowania

pirometr –pomiar temp. na odległość –mierzona jest energia, jaką wydziela dane ciało (im wyższa temp. tym większa
ta energia); przy wysokich temp. energia wypromieniowywana przez obiekt powoduje, że świeci on w danym zakresie
widma –pirometr porównuje tę jasnośd z wzorcowymi jasnościami i na tej podstawie podaje temp. obiektu
kamerę termowizyjną –również bada temp. obiektu na odległość, ale ocenia stopieo jego promieniowania w
podczerwieni

408. Napięcie na krzemowej diodzie półprzewodnikowej, przez którą płynie stały prąd w zakresie temperatur 250 K - 350
K, charakteryzuje się:

W pytaniu –„przez diodę płynie prąd stały” sugeruje, że dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, dla
napięć (-6V do ok. 0 ,7) płynie prąd bliski wartości zerowej.

zależnością od koncentracji domieszek i od temperatury; jeśli utrzymywana jest stała wartośd prądu płynącego
przez złącze, to ze wzrostem temperatury maleje spadek napięcia na złączu o ok. 2,3 mV/K

119

409. Różnica napięć na dwóch diodach krzemowych pracujących z różną gęstością prądu w zakresie temperatur 250 K - 350
K charakteryzuje się:

Tym, że jest wprost proporcjonalna do temperatury.
Założenia: obie diody pracują w tej samej temperaturze, są identyczne (chodzi o identyczny prąd nasycenia), zależność
między prądami: I2=n*I1.
Wtedy z równania Schockleya wyprowadza się:

ŹRÓDŁO:notatki z wykładu o pomiarach temperatury.

410. Cienkie membrany w technologii MEMS wykonuje się:

Techniką głębokiego anizotropowego trawienia

411. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących wytwarzania struktur typu MEMS
jest poprawne:

Fotolitografia wykorzystuje zmianę właściwości warstwy fotorezystywnej w wyniku naświetlania.



Trawienie jest procesem selektywnym i kierunkowym (szybkość trawienia różnych substancji jest różna,
szybkośd trawienia wzdłuż różnych płaszczyzn krystalograficznych jest różna)



Typowy roztwór trawiący składa się z 250 g KOH, 200g propanolu, 800g wody, trawienie odbywa się w
temp. 80oC



Krzem wysokodomieszkowany p++ zatrzymuje proces trawienia

412. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących procesu trawienia mokrego przy
produkcji czujników MEMS jest prawdziwe:



jest realizowane w wodnych roztworach kwasów i ługów;



jest tanie;



przy jego stosowaniu istnieje duża możliwość uszkodzenia delikatnych struktur przestrzennych;
posiada względnie słabą jednorodność trawienia na całej płycie;



trudno w ten sposób tworzyć submikrometrowe wzory
jest selektywne (np. Si(100) 1 µm/min, a Si p++ nie jest trawiony);



jest kierunkowe (stosunek szybkości trawienia dla kierunków 111:110:100 w przybliżeniu wynosi
1:600:400);



w skład substancj trawiącej wchodzi: 250g KOH, 600g H2O i 200g propanolu, a to wszystko w temperaturze
80C

120

413. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących procesu trawienia suchego przy
produkcji czujników MEMS jest prawdziwe:



jest realizowane w plazmie aktywnych gazów szlachetnych, lub przy zastosowaniu wiązki jonowej;
jest droższe od trawienia mokrego;



wymaga złożonej aparatury;



można uzyskać wymiary wzorów mniejsze niż 1µm;



istnieje możliwość tworzenia delikatnych struktur;



uzyskane profile są niezależne od krystalografii podłoża;



może przebiegać poprzez mechanizm chemiczny (reakcje wolnych rodników z materiałem, następnie
"odpompowanie" wolnych produkcji reakcji z reaktora) lub poprzez mechanizm fizyczny (wybijanie atomów
lub cząstek materiału przy pomocy wysokoenergetycznych jonów);

414. Fotolitografia nie jest:

Fotolitografia JEST:



procesem polegającym na odtworzeniu wzorów (masek) na podłożu półprzewodnikowym;



fotolitografia może być przeprowadzona z wykorzystaniem emulsji pozytywowej lub negatywowej;



w procesie fotolitografii wykorzystuje się trawienie;



jest procesem polegającym na nałożeniu na płytkę krzemową warstwy emulsji fotorezystywnej, a następnie
naświetleniu jej przez maskę fotolitograficzną;



służy do selektywnego trawienia krzemu, domieszkowania, tworzenia ścieżek przewodzących;

ŹRÓDŁO: klik

415. Uzysk w produkcji układów scalonych jest:

stosunkiem liczby dobrych układów na waferze do liczby wszystkich wyprodukowanych układów

416. Mikromechaniczny czujnik przyspieszenia ADXL działa w oparciu o:

pomiar zmian pojemności

417. Czujniki pojemnościowe wykorzystywane są przy:



Produkcji czujników przyspieszenia (np. czujniki ADXL używane przez nas za zajęciach):



Sensor zawiera międzypalczasty kondensator różnicowy. W ADXL ma on konfigurację lateralną -
mikromechanika powierzchniowa w polikrzemie. Podczas przyspieszenia mierzona jest pojemnośd.



Wskazywaniu pozycji, ruchu lub jako czujniki impulsowe.



Bezdotykowym wyczuwaniu wszelkiego rodzaju materiałów. Typowe zastosowania to liczenie ilości detali,
nadzór nad poziomem cieczy lub wskazanie położenia materiału.



Wykrywaniu metalu, szkła, drewna etc.

121

418. Które ze stwierdzeń dotyczące systemu GPS jest poprawne:

funkcje systemu GPS:



podawanie współrzędnych geograficznych;



podawanie odległości i kierunku pomiędzy dwoma punktami



podawanie raportu z podróży



dokładny pomiar czasu

cechy:



system GPS składa się z 3 segmentów -



segment kosmiczny (24 satelity na 6 orbitach (+około 6 satelitów "zapasowych"),



segment użytkownika ( przenośny odbiornik GPS)



segment stacji naziemnych (anteny, stacje monitorujące)
depesza nawigacyjna zawiera 1500 bitów podzielonych na 5 ramek
sygnał nadawany jest na dwóch częstotliwościach (L1=1,5GHz i L2=1,2GHz)

Sposób wyznaczania pozycji użytkownika:



pierwszy pomiar z pierwszej satelity zawęża nasze położenie na powierzchni sferycznej o promieniu 12 000
mil,



w odbiorniku mierzony jest czas przebiegu sygnału od satelity do anteny odbiornika oraz wyznaczane
współrzędne miejsca, gdzie znajdował się satelita w chwili wysłania sygnału,



drugi pomiar z drugiej satelity zawęża nasze położenie do koła będącego częścią wspólną dwóch sfer (druga
sfera ma promień 11 000 mil),



trzeci pomiar z trzeciej satelity zawęża nasze położenie do dwóch punktów (trzecia sfera ma promień 11
500 mil).



pomiar odcinka czasu w którym sygnał przebywa drogę z satelity do odbiornika wymaga dokładnego
pomiaru czasu, satelity posiadają zegary atomowe, odbiorniki są mniej dokładne.



w celu minimalizacji błędu związanego z niedokładnością czasu odbiornika traktuje się go jako dodatkową
zmienną w układzie 4 równań, gdzie trzema niewiadomymi są współrzędne XYZ a czwartą błąd pomiaru
czasu.



w celu rozwiązania równań potrzebny jest odczyt z czwartej satelity. Pozwala on na minimalizację błędu
niedokładności pomiaru czasu w odbiorniku

419. System GPS stosowany jest:

ZASTOSOWANIA CYWILNE:



na lądzie (archeologia, budownictwo, geodezja, geologia, górnictwo, kartografia, infrastruktura techniczna,
meteorologia,



ochrona środowiska oraz ochrona mienia, radiokomunikacja, ratownictwo, transport drogowy)



w powietrzu (fotogrametria, lotnictwo, ratownictwo lotnicze)



w wodzie (hydrografia, żegluga, batymetria)

ZASTOSOWANIA WOJSKOWE:



aktualizacja map,



akcje ratunkowe,



niszczenie strategicznych celów nieprzyjaciela,



pociski samonaprowadzające

122

420. Błędy w systemie GPS wynikają z:



Zegarów satelitów (1,5 –3,6m)



Błędy orbitalne –utrzymanie zadanej orbity przez satelitę (< 1m)



Jonosfera (5 –7m)



Troposfera (0,5 –0,7m)



Szumy odbiornika (0,3 –1,5m)



Multipath –sygnał dociera do odbiornika różnymi drogami, a przez to impulsy są odbierane w różnych
chwilach czasowych (0,6 –1,2m)



Różna dostępnośd usługi w zależności od miejsca (zależy od map które posiadamy, jakości sprzętu itp.)



Błąd użytkownika (nawet do kilometra i więcej)



PDOP –wpływ geometrii satelitów, który zwielokrotnia sumaryczny błąd

421. Które z poniższych twierdzeń dotyczących szumów jest prawdziwe:

źródła nieredukowalnych szumów w MOS to: szumy termiczne układu (pochodzące od wolnych elektronów), szumy
migotania/strukturalne/ szumy 1/f (od wad technologicznych);

422. Do odbioru sygnału z detektorów półprzewodnikowych promieniowania X stosuje się często wzmacniacze
ładunkowe, które:

są układami całkującymi;
w odpowiedzi na impuls prądowy formują na wyjściu impuls o amplitudzie proporcjonalnej do niesionego przez impuls
prądowy ładunku;

423. Detektory półprzewodnikowe stosowane w detekcji promieniowania X mogą być wykorzystywane do pomiaru:



energii;



rozkładu (rozdzielczość pozycyjna);



czasu;



Zawartości pierwiastków ciężkich w organizmie człowieka



Aplikowanej pacjentowi dawki promieniowania



Promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z kosmosu



Rozproszenia promieniowania w kryształach

424. Układ detektor krzemowy i elektronika odczytu pracujący w trybie pojedynczego zliczania fotonów pozwala na:



mierzenie energii każdego wpadającego fotonu



liczenie ile fotonów o określonej energii ładunku padło na dany piksel

425. Foton o energii 8 keV, który zdeponował swoją energię w krzemowym detektorze, generuje około

2222 pary elektron-dziura

WZÓR dla krzemu:
energia fotonu/3,6eV=liczba par elektron-dziura;

123

426. Porównując detektory półprzewodnikowe wykonane z Si oraz CdZnTe można powiedzieć, że:



wydajność detekcji detektorów CdZnTe jest wyższa niż detektorów krzemowych;



energia powstawania par elektron-dziura dla Si (3,6eV) jest niższa niż dla CdZnTe (4,6eV);



technologia wytwarzania detektorów krzemowych jest bardziej zaawansowana (dla detektorów CdZnTe
istnieją nadal nierozwiązane problemy technologiczne związane z: pułapkowaniem ładunków w detektorze,
niejednorodnościami, polaryzacją, jakością kontaktów);



detektory wykonane z krzemu są tańsze;

427. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących uszkodzeń radiacyjnych jest prawdziwe:



uszkodzenia mogą pochodzić od całej dawki promieniowania;



SiO2 jest wrażliwy na promieniowanie jonizujące - generowane są pary elektron - dziura. Elektrony są
usuwane, ale dziury zostają powodując przestawienie punktów pracy tanzystorów MOS;



aby uniknąć negatywnego wpływu promieniowania - powstawania dziur - stosuje się cieńsze warstwy
tlenku, dzięki czemu dziury mogą tunelować;



uszkodzenia mogą pochodzić od pojedynczej ciężkiej cząstki;



aby uniknąć błędów pamięci (zmiana stanu 0 na 1 w kości pamięci, przez protony lub ciężkie jony) stosuje
się potrójne komórki pamięci;

428. W mikroczujnikach do pomiaru ciśnienia nie stosuje się:

W mikroczujnikach do pomiaru ciśnienia STOSUJE się:



Efekt piezoelektryczny.



Mostek Wheatstone’a.

membrany - mierzymy ich ugięcie poprzez:



wykorzystanie piezo-rezystorów położonych na membranie



wykorzystanie pomiaru pojemności



odbicie światła

429. Które z poniższych stwierdzeń dotyczących chromatografii jest prawdziwe:

To technika rozdzielania składników mieszaniny, wykorzystując ich różny podział pomiędzy poruszającym się
strumieniem płynu, zwanym fazą ruchomą i sąsiadującą fazą stacjonarną.



Fazą stacjonarną może być ciało stałe, ciecz na nośniku lub żel a fazą ruchomą może byd gaz, ciecz oraz gaz
lub ciecz



Efekt rozdziału chromatograficznego jest wykreślany w postaci krzywej Lucji- chromatografu



Chromatograf dostarcza informacji:

o

Jakościowych- rodzaj rozdzielanych substancji

o

Ilościowych- mierząc wysokość piku lub obliczając całkę po powierzchni piku można wnioskować o
stężeniu lub masie analitu

o

Substancje rozdzielane w kolumnie chromatograficznej są wykrywane przez detektor w momencie
opuszczania kolumny. Detektor w odpowiedzi na obecność analizowanej substancji w gazie nośnym
reaguje generując sygnał elektryczny.

124

Techniki Obrazowania Medycznego

430. Które techniki obrazowania medycznego uważane są za nie niosące bezpośredniego zagrożenia dla pacjenta?

Pewno USG, MRI (z wyjątkiem ludzi z implantami ferromagnetycznymi), badania fotogrametryczne (FGM)
i termograficzne (TG)

źródło Wiki

431. Jakie cechy ma technika MRI (obrazowania wykorzystującego zasadę magnetycznego rezonansu jądrowego NMR)?



wykorzystuje oddziaływania między momentem magnetycznym jądra, a falą magnetyczną. Polega na
umieszczeniu pacjenta w silnym, stałym polu magnetycznym i działaniu na niego zmiennym polem
magnetycznym. Atomy wodoru, pod wpływem zjawiska precesji wywołanym tymi polami wysyłają sygnały,
które rejestrować możemy jako fale radiowe



rozróżnienie tkanek źle obrazowanych przez inne metody (zwłaszcza w przypadku mózgu), jedyna metoda
pozwalająca zobrazować bezpośrednio rdzeń kręgowy



nie wymaga podawania środków kontrastowych (choć pomagają)



umożliwia obserwację czynności tkanek i narządów (przykład – obserwacja natlenowanej i odtlenowanej
hemoglobiny w functional MRI)

432. Jakie cechy ma rentgenowska tomografia komputerowa (CT)?



wykorzystuje zjawisko pochłaniania promieni X przez poszczególne tkanki w innych stopniu, więcej o tym w
pytaniu 433



dookoła pacjenta krąży lampa wysyłająca skolimowaną wiązkę promieni X, które po przejściu przez ciało
odbierane są przez detektory promieniowania, mierzące stopień ich osłabienia. W przeciwieństwie do
klasycznego RTG badania dokonuje się przekrojami ciała, a nie całego obszaru naraz. Wymaga to wielu
skanowań i przesuwania pacjenta



ruch obrotowy lampy jest konieczny, by ominąć problem przesłaniania jednych tkanek przez drugie, na
podstawie odczytów zebranych z różnych kierunków stwarza się rekonstrukcję obrazu będący tylko
reprezentacją obrazu, z którego usunięto zbędne dane, a pozostałe odpowiednio przeskalowano



rekonstrukcja jest matematyczną operacją, gdzie dla każdego voxela (jest to niewielki fragment ciała
pacjenta wyznaczony dla celów obliczeniowych) wyznacza się z sumarycznego wyniku pochłaniania
promieniowania RTG wzdłuż linii przecinających każdy voxel w różnych kierunkach



bardzo dobre rozróżnienie tkanek nawet o niewielkiej różnicy pochłaniania promieni X, jednak oferowana
rozdzielczość (w stopniach szarości) jest zbyt duża dla człowieka do postrzeżenia (rozróżniamy 60 stopni
szarości, a CT daje nawet ułamki ze skali -1000 do 1000 jednostek i tyluż stopni szarości)

433. Jakie cechy ma klasyczna rentgenografia (RTG)?



źródłem jest lampa próżniowa zasilana bardzo wysokim napięciem, z którego wychodzi wiązka
promieniowania rentgenowskiego. Elektrony wpierw są przyśpieszane napięciem, a następnie
wyhamowywane na tzw. antykatodzie i tracąc energię kinetyczną wypromieniowują promieniowanie

125

rentgenowskie. Im większą miały prędkość na początku, tym krótsze promieniowanie (krótsze tzn. że ma
więcej energii).



napięciem można sterować w celu uzyskania różnych długości fal (a zarazem sterować jak bardzo przenikają
tkanki, dla miękkich daje się od 17kV, a dla kości już od 60kV trzeba dawać)



promieniowanie przechodzi przez pacjenta i rejestrowane jest na kliszy fotograficznej w negatywie. W
miejscach gdzie promieniowanie było bardziej pochłonięte pojawiają się cienie widoczne jako jasne
elementy (np. kości), a tam gdzie tkanki nie było lub jest miękka klisza zostaje ciemna



wyrażane w skali Hounsfielda (0 jednostek dla wody, -1000 dla powietrza i +1000 dla kości, im wyżej tym
bardziej pochłania tkanka promieniowanie)



obecnie stosuje się czujniki CCD zamiast klisz (lepsza czułość czyli mniejsza dawka wymagana do badania, od
razu cyfrowy obraz do obróbki, tańsze i wydajniejsze w przechowywaniu)



obrazowane narządy mogą się nawzajem przysłaniać, co prowadzić może do utrudnienia lub niemożności
poprawnej diagnozy, do tego bardzo trudno rozróżnić tkanki o podobnym stopniu pochłaniania
promieniowania (wymaga to często stosowania środków kontrastujących)



praktycznie najtańsza metoda diagnostyczna (za wyjątkiem pewnych metod USG)

434. Jaką rolę odgrywają w medycynie zobrazowania medyczne?



Diagnoza, decyzja o terapii



Planowanie leczenia



Lokalizacja narządów, pomiary narządów, gęstości tkanek



Weryfikacja planu leczenia



Symulacje- rozwój nauki



Weryfikacja poprawności i skuteczności leczenia

źródło: http://www.hitecpoland.eu/kurs2007/files/15._skrzynski_-_obrazowanie.pdf

435. Jakie cechy ma medyczny obraz ultrasonograficzny ?

Wiązki ultradźwięków odbijając się od powierzchni narządów pozwalają na ich obrazowanie (metoda echa).
Intensywności echa przyporządkowane są odpowiednim odcieniom ze skali szarości od tonu najciemniejszego
(czarnego) dla braku lub bardzo małej intensywności echa, do białego przy bardzo dużym jego natężeniu.



przestrzenie wypełnione powietrzem nie dają się zobrazować ()



obrazowaniu podlegają tkanki o rożnych gęstościach, można ocenić wielkość, kształt i strukturę narządów
wewnętrznych, a w szczególności odróżnić zmiany o charakterze litym od zmian o charakterze płynowym



obrazowane narządy wewn. także w ruchu



możliwy pomiar szybkości przepływu, np. krwi



pomiar w czasie rzeczywistym -pomiary objętościowe są dokonywane na podstawie rzeczywistych danych
pomiarowych



powstaje „cień akustyczny” za tkanką kostną



jelita i płuca uniemożliwiają obserwacje tkanek znajdujących się za nimi



dobór częstotliwości jest zawsze kompromisem między głębokością zobrazowania a jego jakością (niska
rozdzielczość)



zakłócenia ziarnowe

126

Możliwość uzyskania obrazu w różnych funkcjach, w zależności od zastosowanej prezentacji:



A (Amplitude) najprostszy rodzaj prezentacji, polega na wyświetleniu wartości chwilowych odbieranego
sygnału USG w funkcji czasu



B (Brightness) polega na wizualizacji dwuwymiarowego przekroju, w której wartość chwilowa



odbieranego sygnału moduluje jaskrawość kolejnych punktów obrazu.



M (Motion) polega na odsłuchu echa z tego samego kierunku w kolejnych chwilach czasowych. Echa
wyświetlane są tak, jak w prezentacji B, to znaczy wartość chwilowa sygnału moduluje jaskrawość
wyświetlanych punktów, kolejne linie wyświetlane są obok siebie, pionowo.



D (Doppler) polega na odbiorze fali USG, rozproszonej na będących w ruchu krwinkach. W zależności od
kierunku ruchu krwinek względem wiązki USG i kierunku propagacji fali następuje dopplerowskie
przesunięcie częstotliwości fali nadawanej i odebranej.

3D ultrasonografia umożliwia szczegółową ocenę przestrzennej
morfologii bez przyjmowania założeń prostych modeli geometrycznych. Chodzi o zapewnienie obserwatorowi
dostępu do dynamiczne anatomicznej informacji poprzez interaktywne wyświetlanie obiektów opisanych w
przestrzeni 3D.

źródło: http://www.pg.gda.pl/chem/Katedry/Leki_Biochemia/dydaktyka/biofizyka/cz6.pdf (str4-6), wykład EAM,
Fiz.med. (wykład 5)

436. Do czego służy binaryzacja obrazu medycznego?



Zwiększenie czytelności obrazu przez ustalenie progu, poniżej którego piksele będą czarne, a powyżej –
białe



Kontrastowanie zmian chorobowych



Wyodrębnienie zmian patologicznych i małych struktur w obrazie Polepsza czytelność partii obrazu, jednak
w innej części zmniejsza jego jakość (artefakty)

437. Jakie cechy ma obrazowanie PET?

Izotopowa tomografia, daje obraz jak CT, zastępuję SPECT, opiera się na wykrywaniu koincydencji- detektory wyłapują
promieniowanie gamma.
Gdy dwa wychwycą je jednocześnie, wtedy mamy rejestracje zjawiska jako koncydencji właśnie. Wykorzystanie
zjawiska anihilacji pozytonów po zderzeniu z elektronami, pomiar zmiany energii. W tworzeniu obrazu
wykorzystywana jest matryca detektorów, która wykrywa promieniowanie gamma powstające w wyniku anihilacji
cząstek. W PET wykorzystywane są w niej krótko życiowe izotopy (11C,13N, 14O). W wyniku oddziaływania
emitowanego przez nie wysokoenergetycznego promieniowania gamma z materia powstają pozytony, których
anihilacji towarzyszy emisja w przeciwnych kierunkach dwóch kwantów gamma o energii 0.511 MeV. Zdarzenia te są
rejestrowane przez zespół detektorów rozmieszczonych wokół pacjenta.



mała rozdzielczość obrazu w porównaniu z MRI



Do diagnostyki płuc i mózgu, można obserwować aktywność poszczególnych części narządów (proces
myślenia, zdenerwowanie)



dokładne lokalizowanie izotopu w kom. przejawiających określoną formę aktywności

127



możliwość skanowania całego ciała



możliwość kontroli rozpływu czynnika w tkance



ogólna dostępność czynników (izotopów promieniotwórczych) koniecznych do wykonania badania



konieczność wprowadzenia czynnika za pomocą iniekcji bądź inhalacji



wykorzystanie czynnika szkodliwego dla zdrowia

źródło: "Pozyskiwanie obrazów medycznych" (od str. 91)

438. Jakie cechy wyróżniają techniki obrazowania izotopowego?



metody te opierają się na wprowadzeniu do ciała pacjenta molekuł biologicznych zawierających atomy
izotopu promieniotwórczego - spontaniczna emisja pr. m.in. gamma. W przeciwieństwie do innych metod
obrazowania, to pacjent jest źródłem promieniowania.



związane z czynnikiem fiz. uważanym za szkodliwy dla pacjentów (często pacjent musi być odizolowany po
badaniu od otoczenia)



wymagane kontrolowanie i minimalizacja dawki pochłoniętej podczas badania (także u personelu)



najbardziej dokładne zobrazowanie - do poziomu molekuł- wręcz niezastąpiona technika



możemy obserwować, jak substancja zawierająca źródło promieniotwórcze jest metabolizowana n badanie
funkcjonalne

źródło: "Pozyskiwanie obrazów medycznych", str. 91-92

439. Jakie metody stosuje się dla usunięcia typowych zakłóceń z obrazu medycznego?

Filtry wszelkiego rodzaju. Najbardziej podstawowym jest filtr uśredniający. Różnią się między sobą metodą działania i
skutecznością, a do tego różne obrazy mają różne zakłócenia i nie ma jednoznacznego kryterium, który gdzie się
stosuje

440. Jakie metody stosuje się dla wydobycia i uwypuklenia konturów narządów i drobnych struktur widocznych na obrazie
ich wnętrza?

Filtry górnoprzepustowe, odcinające elementy niskiej częstotliwości przestrzennej (niezmieniające się).

441. Co można osiągnąć przy automatycznej analizie obrazu?

Ludzkie oko nie wychwytuje na ogół więcej niż 60 poziomów szarości, a komputer bez problemu może określić nawet
ułamkowe jej różnice. Stąd może wyłapać to, co lekarz przegapi. Inaczej -komputer postrzega deterministycznie, lekarz
nie.

128

442. Jakie cechy ma obrazowanie termowizyjne w medycynie?

Obrazuje cieplne promieniowanie skóry Całkowicie nieinwazyjna i bezbolesna Może być stosowana dowolnie często
Brak przeciwwskazań wiekowych i zdrowotnych, można stosować u ciężarnych kobiet Możliwość obserwacji procesów
dynamicznych (przepływ krwi)

443. Jakie zjawiska fizyczne odpowiedzialne są za powstawanie obrazu rentgenowskiego?

Związane z osłabianiem promieniowania X (rentgenowskiego) przy przechodzeniu przez tkanki – rozproszenie i
absorpcja lub bardziej naukowo – efekt Comptona, rozpraszanie Rayleigha oraz zjawisko fotoelektryczne

444. Co powoduje, że badanie za pomocą Pozytronowej Emisyjnej Tomografii (PET) jest takie kosztowne?

Wymaga żeby w pobliżu był uruchomiony cyklotron w trakcie badania, bardzo drogi akcelerator cykliczny cząstek
(chociaż najprostszy i pierwszy historycznie )

źródło: Wiki

445. Jakie techniki pozwalają wydzielać interesujące obiekty na obrazach medycznych?

Są to techniki związane z segmentacją obrazów. Metody segmentacji dzielimy na:
1. metody punktowe



progowanie (thresholding) - np. poprzez dobór progu na podstawie histogramu obrazu, wynikiem jest
uzyskanie obrazu binarnego,



klasteryzacyjne (clustering methods) - tworzenie obszarów na podstawie cech przypisanych do pikseli w
wyniku stosowania algorytmów klasteryzacji (grupowania),

2.metody krawędziowe - stosowanie tego typu metod wymaga zastosowania któregoś z algorytmów wykrywania
krawędzi
3. metody obszarowe



rozrost obszarów (ang. region growing),



łączenie obszarów (ang. region merging),



podział obszarów (ang. region splitting),



metoda podziału i łączenia (ang. split & merge),



segmentacja wododziałowa (ang. watershed segmentation),

Zeszłoroczne pytanie:
Jakie techniki pozwalają wydzielać interesujące obiekty na obrazach medycznych?

a) Użycie progu dyskryminacji (thresholding)
b) Metoda wododziałowa (watershed)
c) Adaptacyjne grupowanie (adaptative clustering)
d) Odwrócona projekcja (reversed projection)

źródło: "Pozyskiwanie obrazów medycznych"str. 153,161-167

129

446. Jakie metody bywają stosowane do scharakteryzowania kształtów obiektów na obrazach medycznych?

Do elementów analizy kształtu obrazów zaliczamy:



pomiary liniowe (długości, odległości na podstawie określenia punktu początkowego i końcowego i wzoru
na długość odcinka; obwodu-metoda zliczania pikseli lub wzór Cauchy'ego)



pomiary powierzchniowe (zliczanie pikseli, wzór Corftona)



pomiary objętościowe (segmentacja->aproksymacja(rekonstrukcja)->zliczanie na podstawie objętości
wokseli)



współczynniki kształtu (inwarianty- bo niezależne od rozmiaru)

* W (zwany czasami współczynnikiem Malinowskiej)- współczynnik uwzględniający relację obwodu rozważanego
obiektu L i powierzchni S

Odporny na zmiany skali i obrót figury, średni zakres zmian wartości, W=0 dla koła dla figur o wydłużonym kształcie -
większa wartość
*W

h

wspł. Danielssona - brak odporności na zmiany skali, już nie jest używany

*W

d

wspł. Haralicka - punkt odniesienia to srodek ciężkości. Bardzo niski przedział zmian (wada), odporny na zmainę

położenia, rozmiaru, obrotu,

-momenty geometryczne - nie są zbyt wrażliwe na zmiany kształtów obiektów, szybki algorytm obliczania, błąd rośnie
wraz ze wzrostem rzędu momentów. (wzoru nie ma sensu nawet przytaczać)
*niezmienniki momentowe - wartości obliczone na podstawie momentów niskich rzędów, które są niezmiennicze ze
względu na obrót, skalowanie, przesunięci

źródło: "Pozyskiwanie obrazów medycznych", str. 185-197

447. Jakie techniki są przydatne przy wyznaczaniu granic (krawędzi) obiektów (narządów i ich części) na obrazach
medycznych?

-filtracja górnoprzepustowa (uwypuklenie krawędzi):

rozpoznają kontury w określonym kierunku



gradient Robertsa



gradient Prewitta



gradient Sobela

bezkierunkowe



laplasjany

Najlepsze efekty daje zastosowanie filtrów kombinowanych - kolejno dwa gradienty w prostopadłych do siebie
kierunkach, a następnie wykonanie nieliniowej kombinacji tych wyników. Przykład: formuła Euklidesowa.

Inne metody:



metoda działów wodnych (wykorzystująca metody segmentacji)



operator Canny'ego (bardzo dobra) - filtracja Gaussa, szukanie maksimów lokalnych, wyszukiwanie silnych i
słabych krawędzi

źródło: "Pozyskiwanie obrazów medycznych", str. 149-153

130

448. Jak można ilościowo opisać teksturę obiektów widocznych na obrazach medycznych?



segmentacja oparta na statystyce



każdemu odróżnionemu obiektowi nadawany jest numer indeksacja obiektów

449. Jakie czynności wchodzą w skład rozpoznawania obiektów na obrazach medycznych?

1. binaryzacja obrazu, wykrywanie krawędzi
2. selekcja obiektów, które mają być wyodrębnione, podział na klasy
3. każdemu wykrytemu obiektowi w segmentacji przydzielany jest numer - indeksacja
4. tworzenie macierzy obiektów o wymiarach równych wymiarom obrazu

450. Jakie metody rozpoznawania obrazów są stosowane do automatycznej interpretacji obrazów medycznych?



całościowe



strukturalne



inteligencji obliczeniowej (sieci neuronowe, zbiory rozmyte i przybliżone)

451. Które badania specjalistyczne można zaliczyć do obrazowania rentgenowskiego?

Tomografia komputerowa, mammografia, tradycyjna rentgenografia, angiografia

452. Jak można przedstawić wynik klasycznego badania tomograficznego (ST)?

Prezentacja 2D – zastosowanie okna 3D-MPR – rekonstrukcja wielopłaszczyznowa – odtworzenie objętości na
podstawie kilku przekrojów 3D-MIP – projekcja największej intensywności, stosowana w angiografii 3D-SSD –
prezentacja cieniowanych powierzchni bocznych

453. W jakich okolicznościach na obrazie ultrasonograficznym mogą się pojawić obrazy obiektów lub ich deformacje,
których naprawdę nie ma (artefakty)?

Artefakty pojawiają się w obrazie usg jako echa od obiektów, które: 1. nie istnieją w rzeczywistości (wielokrotne
odbicia), 2. odwzorowane są w niewłaściwym położeniu (wielokrotne odbicia, załamanie fali), 3. mają zniekształcone
wymiary, kształt i jaskrawość (załamanie fali, aberracja fazy, różna prędkość dźwięku). Większość artefaktów wynika
bezpośrednio z fizycznych własności rozchodzenia się fal w tkankach, niektóre z nich są natomiast wywołane
niewłaściwym ustawieniem aparatury, głównie wzmocnienia, zasięgowej regulacji wzmocnienia i wyboru funkcji pre i
post-processingu.

454. Jakie są warunki uzyskania obrazu jakiejś struktury podczas badania ultrasonograficznego?



Wysłanie fali ultradźwiękowej wygenerowanej przez głowice w głąb badanych tkanek,



Rejestracja odbitych fal ultradźwiękowych ->odpowiedni detektor



Przechodząca przez ciało wiązka ultradźwięków ulega osłabieniu na skutek rozproszenia, odbicia i
pochłonięcia przez tkanki leżące na jej drodze. Fale odbite od poszczególnych granic struktur tkankowych
wracają do przetwornika piezoelektrycznego (emituje on krótkotrwały, silnie tłumiony impuls drgań), który
po wysłaniu impulsu przyjmuje rolę detektora. Przechodząca przez obiekt wiązka fal akustycznych generuje

131

znaczną liczbę ech, które są odbierane w sekwencji czasowej, proporcjonalnej do odległości miejsca odbicia
od przetwornika. Poszczególne echa są wyświetlane na monitorze w postaci pikseli, tworząc obraz złożony z
linii.



impedancję akustyczna obrazowanej struktury różna od tkanek położonych obok,



Gdy tkanki mają zbliżoną wartość impedancji akustycznej, jedynie niewielka część energii padającej fali jest
odbita na ich granicy, a ślad przenikanych tkanek prawie nie pojawia się na ultrasonogramie,



Jeżeli na drodze fali ultradźwiękowej znajdzie się wiele różnych tkanek, każda o innej wartości impedancji
akustycznej, granice między tymi tkankami będą miejscami częściowego odbicia fali. Odbierając fale odbite
można uzyskać zobrazowanie granic tkanek,



Fala akustyczna praktycznie nie przenika przez granicę tkanka – powietrze, co wyklucza obrazowanie
struktur z powietrzem bądź znajdujących się za np. przewodem pokarmowym, płucami ->konieczne jest
stosowanie żelu



dobranie odpowiedniej częstotliwości fali:



Zakres częstotliwości -Rodzaje badania

o

50kHz – 600kHz Badania kości (diagnostyka osteoporozy)

o

200kHz – 5MHz Badania przepływów

o

2MHz – 10MHz Obrazowanie tkanek wewnętrznych

o

20MHz – 100MHz Obrazowanie skóry (operacje plastyczne)

źródło: wykład Fiz. Med

455. Które czynniki decydują o jakości zobrazowania w technikach MRI opartych na zasadzie magnetycznego rezonansu
jądrowego?

Jakość aparatu MRI:



Natężenie pola, im większe tym lepszy obraz (np. dla 3 T)



Jakoś cewki RF, im wyższy stosunek sygnału do szumu tym lepiej



Wysoka samoistna jednorodność, umożliwia tłumienie sygnału od tłuszczu



Cewki gradientowe – wywołujące efekt liniowego spadku wartości pola magnetycznego, im gradient jest
mniejszy, tym więcej przekrojów możemy zobrazować



Ilość pomiarów czasów T1 i T2 – im więcej, tym większa rozdzielczość uzyskanego obrazu



Kompensacja nadprzewodnikowego pola głównego, która zmniejsza wrażliwość na zmiany pola wzbudzane
przez poruszające się żelazne obiekty, umożliwia maksymalne dostosowanie do pomieszczenia, w którym
odbywa się badanie



Wysokie FoV, czyli wielkość pola widzenia, przyspiesza badanie, poprawiając jakość przy MRI z kontrastem



Inne czynniki:



Dopasowanie pola pomiarowego zapobiega powstaniu artefaktów,



Odpowiednie „unieruchomienie” pacjenta podczas badania umożliwia uzyskanie ostrego obrazu, bez tzw.
duchów, czyli artefaktów związanych z ruchem

456. Jacy pacjenci nie powinni być poddawani badaniom z wykorzystaniem obrazowania magnetycznego?

Tacy, którzy mają w sobie cokolwiek, co magnes może przyciągnąć (ferromagnetyki) lub rozstroić (urządzenia
elektroniczne, np. rozrusznik serca itp.)

132

457. Jakie cechy różnicują nieliniową filtrację obrazu (mediana) od filtracji liniowej (konwolucja)?



mediana powoduje usunięcie szumu bez pogorszenia ostrości krawędzi tylko erozja drobnych szczegółów
obrazu, natomiast konwolucja powoduje rozmycie konturów



mediana jest obliczana jako wartość środkowa analizowanego punktu i jego czterech sąsiadów, w
konwolucji jest przechodzenie przez wszystkie punkty obrazu i modyfikacja ich z zastosowaną maską

458. Jakie są powody stosowania radioizotopowych metod obrazowania medycznego?

Najważniejszą zaletą stosowania radioizotopów jest fakt, że pozwalają one obserwować pracę narządów
wewnętrznych, a nie tylko ich kształt czy położenie.

Obszarem, w którym radioizotopowe obrazy oddają szczególne usługi, jest diagnostyka kości. Przy ich pomocy
możemy obrazować miejsca, w których kości w danym momencie rosną. Jest to bardzo cenny element na przykład
przy kontroli prawidłowości procesów rozwoju i wzrostu dzieci.

459. Na czym polega technika automatycznego rozumienia obrazów medycznych?

Rozumienie procesu zawsze bazuje na wiedzy lekarskiej. Obraz medyczny z użyciem metod przetwarzania obrazów
jest parametryzowany (ekstrahowane są z niego konkretne cechy), a następnie parametry te są zamieniane na opis
słowny z użyciem odpowiedniej, zbudowanej wcześniej na bazie wiedzy lekarskiej gramatyki (kompilator tłumaczący
parametry na słowa).

źródło: http://www.wsp.krakow.pl/konspekt/19/tadeusiewicz.html