химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

о рыси не смогут выжить и М = = # = 0 есть единственное стационарное состояние. В природе зайцы могут укрываться от рысей или убегать от них в другие районы.

Мы видим, что анализ стохастического уравнения дает в этом случае новые поучительные результаты.

§ 15.7. Динамика и регуляция

Возникновение упорядоченного во времени и пространстве коллективного поведения открытой системы в результате перехода, подобного фазовому, означает наличие особых регуляторных возможностей у таких систем. Пространственная локализация вещества (см. с. 503) является вероятным механизмом стабилизации диссипативной структуры по отношению к изменениям химического окружения.

Локализованные структуры характеризуются производством больших количеств определенного вещества в ограниченной области пространства. Тем самым система обладает регуляторными свойствами. Концентрационные волны (с. 504) представляют со--бой механизм распространения и передачи информации в форме химических, молекулярных сигналов, а стационарные локализованные структуры хранят информацию.

Биологические макромолекулы, надмолекулярные структуры, клеточные органоиды, клетки, организмы, популяции — сложные •системы, т. е. совокупности элементов, взаимодействующих друг •с другом. Изучение явлений жизни исходит из исследований этих взаимодействий. Вместе с тем физическое рассмотрение сложной системы не может не основываться на изучении составляющих ?ее элементов, взятых порознь, вплоть до молекулярного уровня организации. Сами взаимодействия определяются природой этих элементов. Соответственно мы имеем дело с ферментом и геном, •с аксоном и миофибриллой, с митохондрией и хлоропластом. Эти элементы более сложных систем в свою очередь представляют •собой сложные системы. Анализ явлений жизни на всех уровнях организации требует подходов, согласующихся с представлениями общей теории систем.

Специфические взаимодействия в биологической системе приводят к регуляции ее поведения, к поддержанию постоянных значений жизненно важных параметров у системы, находящейся в •стационарном режиме, и к направленной самоорганизации развивающегося организма. В биологии давно фигурирует понятие го-меостаза, означающее стационарное состояние внутренней среды. Однако, как указал Уоддингтон, следует говорить не о гомеоста-зе, а о гомеорезе — жизненные явления имеют характер динамический и существенна стабилизация потоков. Гомеорез означает наличие стационарного состояния или стационарной замкнутой траектории на фазовом портрете открытой системы, в частности, предельного цикла. Гомеорез поддерживается регуляторными процессами, восстанавливающими фазовые траектории при отклонениях от них, вызванных изменениями условий.

В этой книге не раз подчеркивалось, что организмы представляют собой химические машины, в которых посылка, рецепция ж преобразование сигналов имеют молекулярную природу. В искусственных твердотельных машинах есть лишь один способ борьбы с дефектами или износом деталей — их замена новыми. ^Сколько-нибудь значительные допуски в таких машинах недопустимы. Напротив, химическая машина организма характеризуется большими «люфтами», недостатки преодолеваются посредством целого ряда компенсаторных механизмов, работающих как ма метаболическом, так и на генетическом уровне (см. также § 17.7).

Пользуясь языком теории регулирования, скажем, что открытая система характеризуется наличием входного и выходного сигналов — воздействием на систему и ее ответной реакцией на воздействие. Закон поведения системы определяет зависимость "выходной величины от входного воздействия. Задачи теории систем в их общей формулировке состоят в комбинировании двух

известных факторов с целью нахождения третьего. Эти три фактора — входная величина, закон поведения, выходная величина. Основные проблемы биофизики сводятся к нахождению структуры и законов поведения «черного ящика» — биологической системы. «Черными ящиками» являются и фермент, и клетка, и организм. Инженер создает «белый ящик» — машину, преобразующую входные сигналы в выходные в соответствии с поставленной целью. В биологии «ящики» созданы природой и задача физики состоит в исследовании их внутреннего устройства и функциональности.

Регуляция, обеспечивающая поддержание гомеореза или оптимальные реакции на внешние воздействия, осуществляется в результате взаимодействия между выходными и входными сигналами, т. е. вследствие обратной связи. В простейшем случае регуляция поддерживает выходную величину на постоянном уровне, например, температуру лабораторного термостата. Простейшая регулируемая система содержит управляющее устройство, подвергающееся воздействию выходного сигнала, и объект управления, выдающий этот сигнал (см. с. 463).

Взаимодействия в биологической системе являются сильными—химическими и слабыми — межмолекулярными (см. § 2.11). Как правило, химические реакции, а также слабые кооперативные взаимодействия нелинейны. Нелинейность необходима для реализации системы управления. Кооперативность всегда означает нелинейность ответа сист

страница 193
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Кликните, закажите выгодней в KNS с промокодом "Галактика" - проектор купить цены - федеральный мегамаркет компьютерной техники.
konig термос
оформление витринных экспозиций аптеки
плитка оптом в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.03.2017)