ЗАНЯТИЕ № 12
ТЕМА: Колебательные процессы в природе. Автоволновые процессы в активных средах Цель: Изучить распространенность и механизмы возникновения автоколебательных и автоволновых процессов в биологических системах Автоволновыми процессами называют процессы распространения волн возбуждения в активных средах. Характерными признаками активных сред является: а) существует распределенный источник энергии или вещества, богатых энергией; б) каждый элементарный объем среды находится в состоянии, далеком от термодинамического равновесия, т.е. является открытой термодинамической системой в которой диссипируется часть энергии, поступающей из распределенного источника; в) связь между соседними элементарными объемами осуществляется за счет процессов переноса. По аналогии с автоколебательными Рем Викторович Хохлов предложил назвать системы, в которых возможно возникновение волн или структур в результате потери устойчивости однородного состояния, автоволновыми (АВ). Периодические, автоколебательные явления свойственны процессу гликолиза. В Опытах Чанса, Гесса и сотрудников сначала были обнаружены затухающие концентрационные колебания в гликолизе, затем были открыты незатухающие автоколебания.
Вопросы для рассмотрения на занятии: 1. Колебательные процессы в природе. Свободные, вынужденные, автоколебания. 2. Механизмы возникновения колебаний на клеточном и внутриклеточном уровнях: · Автоколебания в биохимических системах. · Механизм возникновения колебаний на мембранах. 3. Активная среда, автоволны, их отличие от колебаний механических и электромагнитных волн. Механизм распространения нервного импульса. 4. Распространение автоволн в однородной среде. τ – модель Винера и Роземблюта. 5. Основные свойства автоволн. Однородные, неоднородные среды. 6. Условия возникновения циркуляции автоволн. 7. Трансформация ритма в неоднородной среде. 8. Ревербератор в среде с отверстием. 9. Возникновение ревербераций в неоднородных средах. 10. Свойства ревербератора. Условия возникновения мерцательной аритмии.
Самостоятельная работа 1. Тест (Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999, стр. 141-143) 2. Колебательные процессы в биологии. Предельные циклы. 3. Колебания в ферментативных системах.
Литература · Антонов В.Ф. Биофизика. – М., 1999, стр. 127-143 (Глава 6) · Волькенштеин М.В. Биофизика. – М., 1988, стр. 514-533 · Рубин А.Б. Биофизика. Т 1. – М., 2000, стр. 43-49, 71-77, 83-86 · Рубин А.Б. Лекции по биофизике. – М., 1998, стр. 31-35, 43-45 · Васильев В. А., Романовский Ю М., Яхпо В. Г. Автоволновые процессы в распределенных кинетических системах. // Успехи физических наук, Т 128, 1979, стр. 626-666
|
