Кінетичні моделі популяції клітин - раздел Философия, Використання текстових, табличних та графічних процесорів для введення, обробки і представлення Медико-біологічних даних В Основі Процесів Обміну Клітини З Середовищем І Внутрішнього Метаболізму Леж...
В основі процесів обміну клітини з середовищем і внутрішнього метаболізму лежить складна мережа організованих певним чином в часі і просторі різних реакцій. В результаті цих процесів змінюються концентрації різних речовин, чисельність окремих кліток, біомаса організмів, можуть змінюватися і інші величини, наприклад величина трансмембранного потенціалу в клітці. Зміни всіх цих величин в часі і складають кінетику біологічних процесів. Основні початкові передумови при описі кінетики в біологічних системах загалом такі ж, як і в хімічній кінетиці.
Розглянемо простий приклад замкнутої популяції кліток, в якій одночасно відбуваються процеси розмноження і загибелі і в надлишку є поживні речовини. Виникає питання, як міняється чисельність кліток в такій системі з часом і чи може в ній врешті-решт встановитися стаціонарний стан, коли число кліток мінятися не буде. Це типова кінетична задача, яка розв'язується за допомогою звичайних диференціальних рівнянь. Нехай в деякий момент часу t концентраціякліток в середовищі складе N. Швидкість dN/dt зміниконцентрації кліток у середовищі складається з швидкості їх розмноження Vрозмн і швидкості загибелі Vзагиб:
. (6)
У простому випадку швидкість розмноження, тобто збільшення концентрації кліток в одиницю часу, пропорційна їх чисельності в кожен момент:
, (7)
де k1 – константа пропорційності, що залежить від умов середовища (температура, наявність поживних речовин та ін.). Аналогічно
, (8)
де k2 – константа пропорційності, що визначає інтенсивність процесів загибелі кліток. Звідси витікає, що
, (9)
де .
Розв’язавши це рівняння, ми знайдемо, як змінюється концентрація клітин в середовищі з часом N = N(t):
, (10)
де N0– концентрація кліток в початковий момент часу t = 0 спостереження за системою.
Можна побачити, що в залежності від величин констант швидкостей процесів загибелі k2 і розмноження k1 доля цієї популяції буде різною. Якщо , тоі в системі відбуватиметься необмежене зростання числа кліток з часом:, а якщо , то,то з часом популяція вимиратиме: . І лише в окремому випадку при число кліток залишатиметься постійним: .
Іншим прикладом моделі зростання популяції в середовищі з обмеженою кількістю поживних речовин служить рівняння логістичної кривої. Логістичне рівняння Ферхлюста має вид:
. (11)
Тут Nmax – максимальна чисельність популяції, що можлива в даних умовах. Крива N =N(t), щоописується цим рівнянням, має дві характерні ділянки (див. рис.2). У початковий період зростання, коли N < Nmax,крива носить експоненційний характер. Потім, після точки перегину, нахил поступово зменшується і крива наближається до верхньої асимптоти N = Nmax, тобто до максимально досяжного рівня популяції в даних умовах.
Як видно, динаміку біологічних процесів можна описувати рівняннями, що аналогічні рівнянням хімічної кінетики. Проте, в порівнянні зі звичайною хімічною кінетикою, біологічна кінетика характеризується наступними особливостями:
1. Як змінні виступають не тільки концентрації речовин, але і інші величини.
2. Змінні змінюються не тільки в часі, але і в просторі.
3. Біологічна система просторово гетерогенна, і умови взаємодії реагентів можуть бути різні в різних точках системи.
4. Існують спеціальні механізми саморегуляції, що діють за принципом зворотнього зв'язку.
Основна задача в біофізиці складних систем полягає в тому, щоб одержати характеристики різних динамічних режимів і з'ясувати умови і значення параметрів, при яких вони реалізуються в живій клітині.
Практична робота Використання текстових табличних та графічних процесорів... Практична робота Представлення результатів аналізу даних в наукових публікаціях...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Кінетичні моделі популяції клітин
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Дані та інформація
Інформація відіграє ключову роль при інтерпретації даних і прийнятті рішень. Тому важливо знати, що таке інформація і розуміти різницю між даними, інформацією і знанням. З'ясуємо, як можна о
Медичні дані
Зазвичай медичними даними вважають ті, що отримують при вимірюванні характеристик пацієнта. Кількість характеристик пацієнта, хворої або здорової людини, чимала. Різноманітні медичні дані за обсяго
Нумерація сторінок
Для вставлення номерів сторінок необхідно викликати команду Номера страницменю Вставка,що викликає вікно Номера страниц (Рис.2.1). У полі
Вставка колонтитулів
Колонтитул – текст або малюнок, що друкується знизу або вгорі кожної сторінки документа. В колонтитулі за звичаєм розміщені номера сторінок, назва книги або поточної глави. В залеж
Форматування абзаців
Для встановлення параметрів абзацу використовується команда Абзаціз меню Формат. Після вибору цієї команди з'являється діалогове вікно Абзац (Рис.
Встановлення позицій табуляції
Табуляція використовується для точного вирівнювання колонок тексту або чисел. Якщо встановити позиції табуляції, то при кожному натисканні клавіші Tab курсор буде пересуватися прав
Створення багатошпальтового документа
Microsoft Word дозволяє верстати текст у декілька шпальт (стовпців). Текст вводиться в них послідовно, переходячи до наступної шпальти після заповнення попередньої.
Існують два варіанти ви
Створення багатошпальтового документа
Microsoft Word дозволяє верстати текст у декілька шпальт (стовпців). Текст вводиться в них послідовно, переходячи до наступної шпальти після заповнення попередньої.
Існують два варіанти ви
Редактор формул
За допомогою редактора формул можна утворювати складні математичні вирази, вибираючи символи з панелі інструментів та, вводячи змінні та числа. При утворенні формул розмір шрифтів, інтервали та фор
Створення списків
Microsoft Word дозволяє швидко складати списки з позначками, нумерацією й багаторівневі списки з нумерацією. Елементом переліку вважається абзац тексту. Для створення переліку необхідно виділити аб
Робота з найпростішими базами даних
Мета роботи: Ознайомитись з типами та характеристиками медичних даних. Засвоїти основні принципи інформаційної обробки даних та принципи і функції систем управління базами д
Основні типи моделей даних
Ядром будь-якої бази даних є модель даних. Модель даних являє собою безліч структур даних, обмежень цілісності й операцій маніпулювання даними. За допомогою моделі даних можуть бути представлені об
Показника дитячої смертності
У випадках великих відмінностей в народжуваності в двох суміжних роках розрахунок показника дитячої смертності проводять за формулою:
Оцінка діагностичної ефективності медичних тестів
При представленні результатів клініко-лабораторних досліджень, особливо при порівняльній характеристиці лабораторних тестів, доцільне визначення діагностичної специфічності і чутлив
Практичні завдання
Завдання № 1. Відділ статистики суспільного здоров'я навів наступні показники захворюваності та демографічні показники в м. Охтирка в 2009 та 2010 р:
- в 2009 р. в
Дані та статистика. Типи даних
Мета більшості досліджень полягає в зборі даних, які згодом допомагають отримати інформацію у будь-якій галузі знання. Дані грунтуються на спостереженнях однієї або декількох змінних; термін «змінн
Похідні (вторинні) дані
У медицині ми можемо зіткнутися з безліччю інших типів даних. Вони включають в себе:
- відсотки. Вони можуть з'явитися при оцінці стану хворого під час лікування, наприкла
Цензуровані дані
Визначити цензуровані дані допоможуть наступні приклади.
• Якщо ми проводимо лабораторні вимірювання, використовуючи прилад який може виявити значення тільки вище певного рівня, будь-яка в
Завдання №3. Регресійний аналіз експериментальних даних
Лінійний регресійний аналіз полягає в підборі графіка і його рівняння для набору спостережень. Регресія використовується для аналізу дії на окрему залежну змінну значень однієї або декількох незале
Демонстраційний приклад
Вводимо дані в табличний редактор Excel: товщина рубця — в діапазон А2:А9; час кріодеструкції - в діапазон В2:В9. Вибираємо пункт меню Сервис→Анализ данных →
Класифікація моделей
За засобами побудовирозрізняють:
а) словесні (або вербальні, текстові) моделі. Це моделі, утворені мовними засобами. Приклад – міліцейський протокол
Види моделювання
Розрізняють фізичне, математичне та комп’ютерне моделювання.
Фізичне моделювання – це моделювання на об’єктах, що мають однакову фізичну природу з об’єктом-оригіналом. При
Модель відкритої системи
Розглянемо просту відкриту систему, в якій відбувається обмін речовинами "a" і "b" з навколишнім середовищем і, крім того, зворотня реакція першого порядку перетворення
Модель Вольтерра жертва-хижак
Ця модель відображає чисельності популяцій жертв (x) і хижаків (y), що взаємодіють один з одним по механізму вільних зіткнень. Це означає, що чисельність жертв пропорційна ймовірності зустрічі їх з
Основні теоретичні положення
Інтернет є всесвітньою інформаційною комп'ютерною мережею, яка об'єднує в єдине ціле багато комп'ютерних мереж, що працюють по єдиних правилах. Комп’ютерна мережа
Система адресації в Internet
Internet самостійно здійснює передачу даних. До адрес станцій пред'являються спеціальні вимоги. Адреса повинен мати формат, що дозволяє вести його обробку автоматично, і повинен не
Протокол://адрес сервера/шлях/им’я файлу
Протокол або метод доступу - це перша частина адреси, яка відділяється від іншої його частині двокрапкою і двома похилими рисами ://. Метод доступу може бути заданий, наприклад, як hup. ftp
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов