Биологиялық бақылау жүйесі. Биология, 11 сынып, презентация.

«Эвристикалық әңгіме»

Тіршілік үшін маңызды процестер қалай жүзеге асады?

Сіздің ағзаңыз осы екі жағдайда қалай әрекет етер еді?

Тіршілік үшін маңызды процестер қалай жүзеге асады?

Оған мысал ретінде адам денесі температурасының реттелуін алайық. Тіршілік барысында адам ауа райы қанша құбылмалы болса да дене температурасын тұрақты деңгейде ұстайды. Ол 70-80° аязға да, 50-60° ыстыққа да бейімделе алады. Температураның жоғары көтерілуін сезетін жүйке рецепторларынан хабар ең басты реттеуші мүше – жүйке жүйесінің орталық бөлімдеріне келеді. Ми «шешім» қабылдайды да, «бұйрық» береді. Нәтижесінде организмнің тіршілік әрекеті өзгереді. Жасушадағы зат алмасу қарқыны баяулайды, энергия аз бөлінеді, дене қызуы төмендейді. Сонымен қатар қан тамырлары кеңейіп, тер бөліну арқылы денеден жылу сыртқы ортаға шығарылады. Нәтижесінде дене температурасы қалыпты жағдайға келеді. Тіпті төмендеп түсіп кетеді. Рецепторлардың жұмысына байланысты керісінше өзгерістер жүреді. Осы айтылғандарды қорыта келіп, орталық жүйке жүйесінің жылу өндіру орталығы ағза денесін салқындаудан, ал жылу шығару орталығы шектен тыс қызып кетуден сақтайды деуге болады.

11.2 А Гомеостаз және гуморальді реттелу

Сабақ тақырыбы: Биологиялық бақылау жүйесі.

Сабақтың мақсаттары:

• Басқару жүйесі түрлерінің анықтамаларын түсіндіру;

• Ағзаның ішкі ортасы тұрақтылығын сақтау механизмін түсіндіру.

• Адам ағзасындағы басқару жүйесінің рөлін анықтау.

Бағалау критерийлері:

• Гомеостаз терминіне анықтама бере алады, гомеостазға мысалдар келтіреді.

• Биологиядағы басқару жүйесінің механизмін біледі.

• Басқару жүйесі түрлерінің (оң/теріс кері байланыс) анықтамаларын түсіндіреді;

• Басқару жүйелері туралы тұжырымдамаларды олармен дұрыс сәйкестендіреді;

• Оң және теріс кері байланыстарға мысалдар келтіреді;

• Бақылау жүйесінің адам организміндегі рөлін анықтайды.

Ағзаның ішкі орта тұрақтылығын сақтау механизмін түсіндіру

Қан, лимфа және ұлпааралық сұйықтық ағзаның ішкі ортасын құрайды. Тіршілік үшін осы ішкі ортаның оның ішінде қан құрамының физикалық, химиялық, биологиялық қасиеттері тұрақты болуы шарт, тек осы тұрақтылықтың арқасында организм сырттағы құбылмалы да күрделі өзгерістерге төтеп бере алады. Адамның солтүстік полюс суығында да, оңтүстіктің шыжыған ыстығында да өмір сүре беретіні осы тұрақтылыққа байланысты.

1813-1878

1871-1945

Ішкі тұрақтылықтың өмір үшін аса қажет шарт екеніне тұңғыш көңіл бөлген француз физиологі Клод Бернар еді. Ол (1878 ж.) организмнің ішкі сұйықтық ортасының салыстырмалы тұрақтылығы тіршілікті сақтауда өте қажет екендігін мәлімдеді.

1929 жылы америка физиологі Уолтер Кэннон ішкі ортаның, организмнің басты-басты биологиялық көрсеткіштерінің тұрақтылық дәрежесін белгілеу үшін “гомеостаз “ деген жаңа терминді ұсынды.

Гомеостаз дегеніміз-(«homoios»-бірдей, «stasis»-тұрақтылық)

ағзаның ішкі ортасы құрамының, қасиеттерінің негізгі физиологиялық функцияларының тұрақтылығының сақталуы.

Гомеостаз дегеніміз не?

Ағзаның үйлесімді жұмысы гуморальдық әдіспен және нерв жүйесінің жәрдемімен реттеледі.

Дене температурасы мен қандағы глюкоза деңгейі гомеостаз арқылы бақыланады.

Ағзалардың сыртқы орта өзгерістеріне өздерінің ішкі сұйық ортасының механизмін өзгерту арқылы жауап қайтаруы, олардың өмір сүру мүмкіндігін арттырады.

Гомеостаздың маңызы:

Минералды тұздар мен судың ағзадағы реттілігі- осморегуляция.

Зат алмасу процесінде түзілген заттарды сыртқа шығару-бөліп шығару. Экзокринді мүше-бүйрек, өкпе, тер бездері.

Токсиндердің бөлінуі.

Қандағы қанттың мөлшері. Қандағы глюкозаның мөлшерін реттеу. Бауыр, инсулин, глюкагон, ұйқы бездерінің қатысуымен жүреді.

Температураның реттілігі. Дене температурасының тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Тер шығару арқылы температураның төмендеуін қамтамасыз етеді.

Жасушадағы биохимиялық реакцияларды бақылап отыратын ферменттер мен мембрана каналдарындағы нәруыздар температура мен рН өзгерісіне сезімтал келеді. Осы факторлардың кез келген өзгерісі ферменттер тиімділігінің төмендеуіне немесе нәруыздардың денатурациясына әкеледі.

Қан құрамындағы және ұлпа сұйықтығындағы су потенциалының өзгерісі жасушаның ісінуіне, жарылуына, кебуіне әкеледі. Бұл жағдайларда жасуша қалыпты жұмысын жасай алмайды.

Жылықанды жануарлардың (гомойотермді) дене температурасы сыртқы орта температурасына тәуелсіз, үнемі тұрақты. Олардың орталық жүйке жүйесі жақсы дамыған, осыған орай, жылу реттеу тетіктері де өте жоғары дәрежеде.

Қан құрамындағы глюкозаның тұрақты концентрациясының болуы, ағзаның кез келген қажетті үдерістерде энергия босатып бере алатындығын білдіреді.

Гомеостаз жұмысшы мүшелері (эффекторлар)

1. Бүйрек

2. Өкпе

3. Тер бездері

4. Ішек

5. Бауыр

6. Ұйқы безі

Басқару жүйесінің әсерін былай айтуға болады:

1)Қалыпты (оптимальды) деңгейде бақыланатын көрсеткіштердің ауытқуы.

2) Бұл деңгейге қайтып оралу жылдамдығы

Кез-келген қалыпты жағдайдан ауытқулар басқару жүйесін белсендіреді, ал екіншісі қайта қалпына келтіруді қамтамасыз етеді.

Басқару жүйесінің негізгі компоненттері.

Ағзаның ішкі орта тұрақтылығын сақтауда өздігінен реттелу механизмі қажет. Көптеген жануарлар бұл тұрақтылыққа теріс кері байланыс арқылы қол жеткізеді.

Теріс кері байланыс әрекеттік жүйедегі келеңсіздікті жоюға бағытталған ұйғарымдарды жеткізеді. Мәселен, дененің температурасы көтерілгенде, терідегі капиллярлар кеңейіп, жылу шығаруды ұлғайтады, ал кәдімгі термостат - температура жоғарыласа, қыздыруды басып, жылу өндіруді азайтады. Бұл екі жағдайдағы кері байланыс әсерінің нәтижесі бірдей – қалыпсыз жағдайдағы температураның көтерілуі жойылады, алайда оны реттеу тәсілі мен тетіктері әртүрлі.

Оң кері байланыс әрекеттік жүйедегі келеңсіздікті жоймайды, керісінше күшейтеді. Бұған мысал ретінде артериялық гипертензияны (қысымның асуы), куықтың несеп шығару кезінде жиырылуын келтіруге болады.

Кері байланыс қарапайым және күрделі жүйелердің өздігінен реттелу тетігінің негізі болып саналады. Тірі организм кері байланыс арқылы тіршілік жағдайларына бейімделеді.

Кері байланыс теріс және оң болып бөлінеді.

Басқару жүйесінде кері байланыстың екі түрі белгілі-олар теріс және оң кері байланыстар. Теріс кері байланыс жүйенің бір қалыптылығын сақтайды, жүйенің тұрақтылығын жақсартады.

Теріс кері байланыс:

Организмнің бастапқы жағдайын қалпына келтіреді

Су мен тұз алмасуды реттейді.

Қанда глюкоза деңгейін реттейді

Терең тынысалу және тынысалу жиілігі арқылы қан құрамында көмірқышқыл газы мен оттегі деңгейі;

Жүрек жиырылуының жиілігі;

Қан қысым;

рН;

Дене температурасы

Теріс кері байланыс

Stimulus/стимул

Receptor/рецептор

Communication pathway (cell signalling)/

Байланыс жүйесі (жасуша сигналдары)

Effector/Эффектор

Response/Жауап

Теріс кері байланыс

Теріс кері байланыс әсері

қалыпты дене температурасы

қалыпты дене температурасы

дене температурасы көтерілгенде

дене температурасы төмендегенде

түзету тетіктері

түзету тетіктері

Терморегуляция теріс кері байланыс әсеріне мысал бола алады.

Ағзаның ішкі ортасының қалыпты немесе қолайлы жағдайдағы деңгейі ауытқыған кезде теріс кері байланыс әсері өзінің түзетуші тетіктерін іске қосу арқылы жұмыс жасайды.

1. Биологиялық жүйеде оң кері байланыс өте сирек кездеседі. Мысалы, жарақаттанған кезде тромбоциттер санының артуы. Әйел босанатын кезде жатырды жиыратын окситоцин гармонының бөлінуі, бұл гармонның басқа да гармондардың бөлінуіне бастама береді. Жүйке импульстерінің таралу кезінде мембрананың деполяризациялануы, натрий ионы үшін өтуін жылдамдатады. Мембрана арқылы аксонға өткен натрий ионы сол жасушаның деполяризациясын арттырады.

2. Экстремальды жағдайға, жүйенің тұрақсыздығына жеткізеді.

3. Бақыланатын көрсеткіштердің бастапқы жағдайдан ауытқуын арттырады

жағдайлар

деңгейлердің жоғарылауы

деңгейлердің төмендеуі

одан әрі ұлғайту

одан әрі төмендету

оң кері байланыс

оң кері байланыс

Оң кері байланыс әрекеттік жүйедегі қалыпты жағдайдан ауытқуды жоймайды, керісінше күшейтеді.

Сирек жағдайда оң кері байланыс тұрақсыз, зиянды жағдай туғызуға ұмтылады.

Нәрестенің дүниеге келер сәтінде окситоцин гормоны көптеп бөлініп, жатырдың жиырылуын күшейтеді. Толғақ оң кері байланыс әсерін тудырады. Нәресте дүниеге келгеннен кейін окситоцин гормонының бөлінуі тоқтатылып, оң кері байланыс әсері аяқталады.

Оң кері байланыс әсеріне тағы бір жақсы мысал қанның ұюы болып табылады. Ұсақ қан тамырлары жарақаттанған кезде тромбоциттер қан ұйығы (тромб) түзілгенше бір – бірімен бірігуін тоқтатпайды.

Оң кері байланыс әсері

Терминология

Ыстық орындық