§17. Адам ағзасындағы физиологиялық үдерістерді реттеу мысалдарында кері байланыс принциптері

Бұл тақырыптың оқу мақсаты: биологиядағы басқару жүйесін сипаттау.

Адам ағзасының температурасы қалай реттеледі? Қоршаған орта температурасы жоғары немесе төмендеген кезде адам ағзасында қандай өзгерістер жүреді? Қандағы көмірқышқыл газы және глюкоза мөлшері қалай реттеледі?

Тақырыпты табысты меңгеру үшін 8-сыныпқа арналған оқулықтан 26, 44-параграфтарды; 9-сыныптан 25-параграфты қайталау керек.

  Басқару жүйесінің жалпы белгілі бір тұрақты конструкциясы болады және бірқатар міндетті құрамбөліктерден тұрады (2-сызба). Әдетте, басқару жүйесіне мынадай құралдар кіруі тиіс:
  1. Басқару жүйесінің генерациялайтын «командалық орталығы» команда береді, олардың алға қойылған мақсатқа жету үшін тиімділігін талдайды.
  2. Басқару құралдары – командаларды басқарылатын нысанға жеткізу тәсілдері, яғни оның әрекетіне әсер ету құралы.
  3. Басқарылатын (бақыланатын) нысан туралы мәліметтер жинауға арналған құралдар.

2-сызба

  Ол басқаратын «басқару жүйесі» және «нысаннан» басқа, міндетті түрде әртүрлі «сыртқы әсерлерді» де ескеруі керек. Бұл қоршаған орта әсері немесе мысалы, «баламалы» басқару жүйесінің араласуы, олардың пайда бола қалса нысанға әсері болуы мүмкін. Жоғарыда айтылғандардан басқа мақсатын ескеру маңызды. Сол мақсатқа жету үшін басқару жүйесі жұмыс істейді. Жалпы жоғарыда айтылғандардың барлығын гипотезалық сызба түрінде ұсынуға болады:
  «Кері байланыс» ұғымы – биологиядағы басқару жүйесінің жұмысына тән міндетті принциптердің бірі. Ол «басқару жүйесінің» «нысанға» қандай да бір әсерінен кейін командалық орталықтың берілген командасының табысты болу дәрежесі туралы ақпаратты алуы және талдауы керек екенін болжайды. Әсердің жалғасуы не өзгеруі немесе әсер ету механизмінің өзгеруі туралы кейінгі шешімді командалық орталық алынған мәлімет негізінде талдауы керек. Нәтижесіне байланысты «басқарудың» осындай өзара әрекеті және өзара шарттастығы «кері байланыс жүйесі» деп аталады.
  Дене температурасын, көмірқышқыл газының деңгейін және глюкоза мөлшерін реттеу «кері байланыс» принципінің қызметіне мысал болып табылады.
  Дене температурасы. Сүтқоректілер мен құстар – дене температурасын сақтайтын физиологиялық механизмдері дамыған жылықанды жануарлар екені естеріңде болар. Бұл үдерістің адамда қалай жүзеге асатынын алдыңғы сыныптарда қарастырдыңдар. Термореттелу орталықтары аралық ми бөлігінде болады. Бұл орталыққа теріде, ішкі мүшелерде болатын терморецепторлардан ақпарат келіп түседі. Сонымен қатар қантамырларындағы барорецепторлардан да ақпарат келеді. Олар қантамырларының тарылғаны не кеңейгені, қысым жоғары не төмен екені туралы сигнал береді. «Температура орталығынан» шығатын командалар тамырлар мен бұлшық еттерге, жүйкелік және гуморальдық реттеудің «жалпы штабы» ретінде гипофиз-гипоталамус формациясына және басқа мүшелерге барады. Температура төмендеген кезде суық ауамен жанасу ауданын азайтып, тері саңылауы жабылып бүртіктенеді, тер бөлінуі мүлде дерлік тоқтайды. Сонымен қатар дене бұлшық еттері жылу бөліп, жиырылады (дірілдейді), тері капиллярлары салқындауды баяулатып тарылады, жалпы зат алмасу күрт жоғарылайды – ішкі жылудың өндірілуі артады. Ағза жылынған кезде бұл әсерлер тоқтайды. Егер ағза жылынбаса, әсер күшейе түседі.
  Дене өте қызып кеткен кезде тамырлар керісінше кеңейеді (тері қызарады), тері саңылаулары ашылып, көп мөлшерде тер бөлінеді, ал ағза жасушаларында жылу өндірілуі барынша баяулайды.
  Ағзадағы көмірқышқыл газының деңгейі аралық мидың «тыныс орталығы» арқылы бақыланады. Осы жерге қолқада, ірі артерияларда және басқа қантамырларында болатын хеморецепторлардан ақпараттар келіп түседі. Қандағы көмірқышқыл газының мөлшері артқан кезде «тыныс алу орталығы» қабырғааралық бұлшық еттер мен көкетке (диафрагма) жиырылуға команда береді де, тыныс алу жүзеге асады. Қандағы көмірқышқыл газының мөлшері белгілі бір деңгейге дейін артқанша тыныс алу жүзеге аспайды. Егер тыныс алмаса, демек, қандағы көмірқышқыл газының мөлшері өз мәнінен аспаған. Мысалы, адам қанын жасанды жолмен оттекпен қанықтырған кезде ұзақ уақыт тыныс шығармайды (немесе едәуір сирек тыныс алады).
  Тыныс алған соң мидың сол бөлімінде – сопақша мида, тыныс алу орталығының қасында болатын «тыныс орталығы» реттейтін қалыпты тыныс шығару жүзеге асады.
  Қандағы глюкоза мөлшері ұйқы безінің екі гормоны: инсулин және глюкогон арқылы реттеледі. Ішектен келетін қандағы қант мөлшері артқан кезде оны ұйқы безінің ерекше жасушаларында болатын хеморецепторлар сезеді. Оған жауап ретінде қанға инсулин бөлінеді. Оның әсерінен бауыр жасушалары қаннан глюкозаны «алады» да, оны ерімейтін полиқант – гликогенге¹ айналдырады. Ұйқы безінің хеморецепторлары қанда қант жеткіліксіз екенін «түсінген» кезде олар глюкагон² синтезіне жауапты жасушаларға «бұл туралы хабарлайды». Қанға бөлінген глюкагон бауыр жасушаларын кері әрекет жасауға мәжбүрлейді. Нәтижесінде гликоген бауыр жасушаларынан қанға шығарылатын глюкозаға айналады.
  «Кері байланыс» принципі жақсы нәтижеге жету үшін үдеріске әсер ету күші мен дәрежесін түзетуге мүмкіндік береді. Ол әсер тиімді болса, команданы тоқтатуға кепілдік береді. Команда орындалғанына қарамастан мақсатқа қол жетпесе жүйе басқа шешім қабылдауы немесе жойылуы мүмкін.

  Аралық ми, гипофиз-гипоталамус жүйесі, тыныс алу және тыныс шығару орталығы, кері байланыс, термореттелу.

Білу және түсіну:
1. Неліктен «кері байланыс принципін» қолдану маңызды екенін түсіндіріңдер.
2. Термореттелу дегеніміз не? Ол қалай жүзеге асады?

Қолдану:
8-сыныпқа арналған оқулықтың 26-параграфында «Бағалауға» берілген 1- және 2-тапсырмалар мен осы тақырып арасындағы байланысты анықтаңдар. «Басқару жүйесінің» тиімділігі тұрғысынан жауаптардың дұрыс екендігін бағалаңдар.

Талдау:
1. Тиімді және тиімсіз басқару жүйелерінің айырмашылығын сызба түрінде бейнелеңдер. Тек биологияға ғана қатысты емес (гипотезалық болса да) мысалдар келтіріңдер.
2. Қоғамдағы «тиімсіз басқару жүйесінің» қалыптасу себептері туралы пікірлеріңді айтыңдар.

Синтез:
1. «Баламалы» басқару жүйесінің араласуы, олардың нысандарға әсері ретінде вирустардың «жасушамен басқару жүйесіне» әсерін қарастыруға болады ма? Бағалаңдар. «Баламалы» басқару жүйесінің дұрыстығы» туралы пікірді бактериофагтар мен адам вирустарына қатысты әділ деп есептеуге болады ма? «Иә» және «жоқ» деген дәйектер келтіріңдер.

Бағалау:
1. Менеджменттегі, бағдарламалаудағы (программирования), педагогикадағы тиімді «басқару жүйесін» қолдану туралы реферат жазыңдар.
2. Талқылаңдар. Біздің ғаламшарымызда тіршілік эволюциясында «кері байланыссыз басқару жүйесінің» қалыптасуы мүмкін бе? Олардың тіршілік қабілеті жоғары немесе төмен болуы мүмкін бе?

¹ Гликоген ішінара бұлшық ет жасушаларында да жиналады.
² Гликоген глюкагонның ықпалымен глюкозаға айналып, қанға өтеді.

×
×

Cart