Глюкоза |
Углеводы
Скачать презентацию |
||
<< Моносахариды | Углевод глюкоза >> |
Автор: Коробов. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока химии, скачайте бесплатно презентацию «Глюкоза.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 71 КБ.
Скачать презентациюСл | Текст | Сл | Текст |
1 | Лекция 14 Исследование сложных систем и пример | 14 | систем, строение которых изучено недостаточно полно (например, в |
функциональных систем гомеостатического типа. Системный анализ и | биологии). Сущность макроподхода определяется специфическими | ||
принятие решений. Коробов Александр Сергеевич 710-4271 | особенностями сложных систем управления. В процессе макроподхода | ||
sa_k310@mail.ru. 1. | исследователь имеет возможность, воздействуя различным образом | ||
2 | Классификация задач исследования. Совокупность задач, | на вход системы, анализировать ее реакцию на соответствующие | |
возникающих в связи с исследованием сложных систем, разбивается | входные воздействия. Чем больше разнообразных воздействий | ||
на два класса: анализ и синтез систем. При этом задача анализа | поступает на вход системы, тем детальнее можно выяснить природу | ||
состоит в изучении поведения и свойств системы, если заданы: | изучаемой системы. При этом мощность множества входных | ||
характеристики внешней среды, структура системы (модель), | воздействий принципиальным образом связана с разнообразием | ||
характеристики системы (численные значения параметров). Очень | состояний выходов системы. Если на каждую новую комбинацию | ||
часто задачи анализа сводятся к расчету численного значения | входных воздействий система реагирует непрогнозируемым образом, | ||
показателя эффективности системы. Задача синтеза заключается в | испытание системы необходимо продолжать. Успешно справиться с | ||
выборе оптимальных в том или ином смысле структуры системы или | разнообразием выходов системы можно только при помощи | ||
внутренних ее параметров при заданных характеристиках внешней | разнообразия входов. 14. | ||
среды и с учетом ограничений, накладываемых на систему. Иногда | 15 | Макроподход (продолжение). В процессе макроподхода | |
задача синтеза ставится как задача отыскания структуры системы | исследователь сознательно ограничивается анализом поведения | ||
или ее внутренних параметров, доставляющих заданное значение | системы лишь на множестве интересующих его воздействий, т. е. | ||
критерию эффективности. Из приведенного выше определения ясно, | лишь в тех ситуациях, реакция системы в которых представляет | ||
что необходимость решения задач синтеза возникает на этапе | практическую важность. При использовании макроподхода для | ||
проектирования системы (синтез структуры системы) и в процессе | анализа сложных систем необходимо учитывать ряд важных | ||
ее эксплуатации (задача отыскания оптимального управления). 2. | обстоятельств: при исследовании многих реальных систем стоимость | ||
3 | Основные этапы исследования. Выделим основные этапы | каждого эксперимента может быть столь высока, что их число не | |
исследования: Формулирование задачи исследования Формализация | может быть слишком большим; измерение любой экспериментальной | ||
задачи Исследование разрешимости задачи Разработка алгоритма | величины всегда осуществляется при воздействии помех, в силу | ||
решения задачи Реализация разработанного алгоритма. 3. | чего результат эксперимента — случайная величина; условия | ||
4 | Формулирование задачи исследования. Исследование системы | проведения эксперимента могут меняться от одного эксперимента к | |
начинается с формулировки задачи исследования, в которой должна | другому общее количество экспериментов может ограничиваться не | ||
быть раскрыта основная цель исследования и сжато сформулированы | только стоимостью, но и какими-либо другими факторами (например, | ||
основные условия, при учете которых решается задача. Следующий | пропускной способностью системы измерений и ограниченностью | ||
этап — содержательное описание и точная постановка задачи. Здесь | допустимого интервала измерений). 15. | ||
необходимо четко определить основное содержание проблемы, | 16 | Задачи решаемые с помощью макроподхода. Макроподход | |
установить границы ее решения, выявить основные факторы, | позволяет решить следующие задачи: выявить макрофункцию системы | ||
влияющие на исследуемые процессы или систему, и определить | как отображения множества входных воздействий на множество | ||
отношения между ними. В сущности этот начальный этап | реакций системы изучить целевое назначение системы, исследовать | ||
исследования является самым важным, ибо правильное решение любой | коды входной и выходной информации, исследовать связи изучаемой | ||
проблемы зависит прежде всего от того, насколько верно понято, | системы с другими системами в процессе ее функционирования. | ||
что в действительности она собой представляет и в чем ее | Практические возможности использования этого метода часто | ||
сложность. В результате этого этапа проработки задачи | ограничены трудностью, а иногда и невозможностью воспроизведения | ||
исследователь должен: ясно понимать цель и назначение | в натурном эксперименте условий функционирования исследуемой | ||
исследуемой системы, выявить информацию об учитываемых | системы, близких к реальным. 16. | ||
параметрах внешней среды и системы, установить совокупность | 17 | Сущность систем управления организмом. Утверждение, что | |
допущений, в рамках которых решается задача. Задача может | некоторые физиологические переменные — такие, как глубокая | ||
считаться поставленной точно, если используемая для решения | температура тела, давление, рН крови и концентрация в ней | ||
информация является полной (достаточной для получения | глюкозы, — подвержены гомеостатическому регулированию, | ||
результата) и непротиворечивой. На этом же этапе осуществляется | предполагает следующее. Во-первых, должны существовать средства | ||
выбор критерия для оценки эффективности исследуемой системы. 4. | для сенсорной «регистрации» изменений регулируемой переменной | ||
5 | Формализация задачи. Состоит в следующем: разрабатывается | (вход). Затем нужны какие-то средства для расшифровки и | |
модель системы; осуществляется аналитическое представление | интеграции этой сенсорной информации, чтобы выдавать адекватные | ||
выбранного критерия эффективности Выбор критерия для оценки | поправки. Наконец, необходимы эффекторные механизмы (выход), | ||
эффективности системы. В соответствии с основным принципом | противодействующие вызванному извне отклонению переменной | ||
теории исследования операций критерий выбирается в строгом | настолько, чтобы вернуть ее в допустимые пределы. 17. | ||
соответствии с задачей, решаемой системой. В связи с этим | 18 | Схема связей между входными и выходными сигналами и | |
совершенно ясно, что для правильного выбора критерия оценки | центральной нервной системой. 18. | ||
эффективности системы необходимо совершенно четко представлять | 19 | Описании рисунка. На рис. представлены взаимосвязи между | |
назначение системы и характер выполняемых ею функций. Правильно | этими тремя основными компонентами системы управления у | ||
выбранный критерий должен быть количественным; критичным по | млекопитающих. Интеграция практически целиком возложена на | ||
отношению к конкретным значениям основных параметров внешней | центральную нервную систему (ЦНС). Сенсорные органы вне ЦНС | ||
среды и исследуемой системы; эффективным в статистическом | (называемые для простоты «периферическими») передают ЦНС по | ||
отношении (обладать малой дисперсией); иметь возможно более | афферентным (сенсорным) нервным волокнам информацию об | ||
простое аналитическое выражение. 5. | изменениях как внешней, так и внутренней среды. 19. | ||
6 | Разработка модели системы. Модель системы, получаемая на | 20 | Описании рисунка (продолжение). В самой ЦНС, кроме того, |
этапе формализации, должна обладать следующими свойствами: | многие участки чувствительны к специфическим изменениям состава | ||
независимость результатов решения задачи в соответствии с | крови (это «центральные рецепторы»). Информация от | ||
выработанной моделью от конкретного физического истолкования | периферических сенсорных органов и центральных рецепторов | ||
смысла элементов этой модели, т. е. от физической природы | составляет «входной сигнал» для ЦНС. На основании этой | ||
объекта, описываемого выработанной моделью; содержательность, т. | информации ЦНС вырабатывает адекватный выходной сигнал, который | ||
е. способность модели отражать существенные стороны и свойства | вызывает соответствующие реакции в эффекторных тканях и тем | ||
изучаемого реального процесса; дедуктивность, т. е. возможность | самым обеспечивает необходимые поправки. 20. | ||
конструктивного использования модели для получения результата с | 21 | Обратная связь. Возьмем для примера обычную лабораторную | |
использованием средств и методов научной области, в терминах | водяную баню с термостатом, установленным на 37°С. Вода в бане | ||
которой формализована задача (построена модель). При разработке | отдает тепло окружающей среде и остывает, но, как только | ||
модели необходимо: выявить факторы, оказывающие влияние на ход | температура падает ниже 37°С, включается нагреватель и поднимает | ||
исследуемого процесса или его результаты; выбрать те из них, | температуру вновь до 37°С, после чего нагреватель отключается, и | ||
которые поддаются формализованному представлению (т. е. могут | весь цикл повторяется. Это простой пример отрицательной обратной | ||
быть выражены количественно); объединить по возможности | связи: результат деятельности нагревателя, т. е. повышение | ||
выявленные факторы по общим признакам, сократив их перечень; | температуры воды, сам по себе обеспечивает выключение | ||
установить количественные соотношения между ними. При разработке | нагревателя. На языке кибернетики, выход системы определяет ее | ||
модели изучаемого явления необходимо добиться разумного | вход. Однако это происходит строго определенным образом, а | ||
компромисса, по замечанию Беллмана, «между западней | именно путем уменьшения отклонения действительной температуры | ||
переупрощения и болотом переусложнения», обеспечив возможность | воды (которая ниже 37°С) от заданного значения. 21. | ||
получения нетривиальных результатов, не выхолащивая существа | 22 | Обратная связь (продолжение). Обычное горение можно | |
реального процесса. 6. | рассматривать как пример положительной обратной связи: повышение | ||
7 | Исследование разрешимости задачи. состоит из нескольких | температуры способствует распространению пламени; Аналогичный | |
подэтапов: исследование принципиальной разрешимости; выбор | процесс — цепная реакция в ядерной физике. Таким образом, | ||
метода решения; исследование технической осуществимости и | обратная связь возникает, когда последействие системы (выход) | ||
целесообразности решения задачи выбранным методом. При | возвращается на один из ее входов, тем самым оказывая влияние на | ||
исследовании принципиальной разрешимости необходимо установить, | последующий выход. Поэтому такая система способна оценить | ||
имеются ли среди средств и методов научной области, в терминах | достигнутое сравнить его с тем, что должно быть достигнуто и в | ||
которой построена модель, такие, что при их использовании | случае отрицательной обратной связи скорректировать свой выход | ||
возможно получение результата. Если принципиально невозможно | должным образом, чтобы свести к минимуму отклонение достигнутого | ||
получить решение таким образом, необходимо вернуться к этапу | от цели. 22. | ||
формализации задачи или даже к более ранним этапам проработки, | 23 | Регуляция содержания глюкозы в крови млекопитающих. 23. | |
ибо в этом случае модель не удовлетворяет требованию | 24 | Описание рисунка. Гормоны: стимулирующие ( + ) тормозящие | |
дедуктивности. 7. | (—) отдельные процессы, обозначены сокращенно: И — инсулин, ГР — | ||
8 | Исследование разрешимости задачи (продолжение). Выбор метода | гормон роста, Гл — глюкагон, ГК — глюкокортикоиды, Ад — | |
решения задачи: если входная информация, исследуемая при решении | адреналин, Т4 — тироксин. 24. | ||
задачи, является заведомо неполной и неточной, возникает | 25 | Описание рисунка (продолжение). На рис. представлена сильно | |
сомнение в целесообразности использования для решения задачи | упрощенная гидравлическая модель циркуляции глюкозы в крови — | ||
точных методов. Очень часто в условиях неопределенности входной | кровяной пул глюкозы и его связь с депо гликогена в организме. | ||
информации получение удовлетворительных результатов обеспечивают | Концентрация глюкозы в крови представлена как уровень жидкости в | ||
приближенные методы решения, преимущество которых перед точными | баке. Уровень этот, очевидно, зависит от алгебраической суммы | ||
состоит в существенно большей простоте реализации. Техническая | притока и оттока. Приток осуществляется двумя путями: во-первых, | ||
осуществимость: Проработка этого вопроса ведется на основании | периодическим поступлением глюкозы в кровь после приема пищи в | ||
информации о технической оснащенности вычислительного процесса. | результате всасывания углеводов, во-вторых, мобилизацией глюкозы | ||
Если количество операций, необходимых для проведения | из депо гликогена, главным образом из печени (гликогенолиз). 25. | ||
вычислительной процедуры, оказывается столь большим, что | 26 | Описание рисунка (продолжение 2). Глюкоза расходуется из | |
осуществить ее имеющимися вычислительными средствами в | пула по мере потребления в тканях. Следует отметить, что | ||
приемлемое время невозможно, то нужно вернуться к одному из | большинство тканей способно использовать для обмена как глюкозу, | ||
более ранних этапов проработки задачи. Целесообразность решения: | так и метаболиты жиров. Кроме того, глюкоза может извлекаться из | ||
Решение задачи нецелесообразно, если результат решения | крови и запасаться в виде гликогена (гликогенез), а при | ||
устаревает к моменту его получения и его использование не имеет | достаточно высокой концентрации выводится с мочой. В норме у | ||
смысла. 8. | человека концентрация глюкозы в крови остается в пределах, | ||
9 | Разработка алгоритма решения задачи. Алгоритм представляет | обозначенных на рис серым. Так, во время всасывания (после | |
собой конечный упорядоченный набор точных правил, указывающих, | приема пищи) уровень может достигать 6,1—6,7 ммоль/л (ПО—120 мг | ||
какие действия и в каком порядке необходимо выполнить, чтобы | глюкозы на 100 мл крови), тогда как после умеренного голодания | ||
после конечного числа шагов получить решение. 9. | концентрация может падать до 3,5— 5,0 ммоль/л (70—80 мг на 100 | ||
10 | Реализация разработанного алгоритма. На этом этапе | мл). 26. | |
разработанный, удовлетворяющий требованиям алгоритм программно | 27 | Описание рисунка (продолжение 3). У верхней границы нормы | |
реализуется на цифровой вычислительной машине. После выполнения | происходит гликогенез, т. е. в депо гликогена поступает больше | ||
алгоритма приступают к анализу, полученных результатов. На этом | глюкозы, чем из него расходуется. Если концентрация глюкозы в | ||
этапе легче всего вскрываются недостатки проработки задачи на | крови падает ниже 3,3 ммоль/л (60 мг на 100 мл), глюкоза не | ||
всех предшествующих этапах. Если полученные результаты | проникает в клетки, за исключением клеток головного мозга. | ||
удовлетворяют предъявляемым требованиям, то переходят к этапу | Остальным клеткам в этом случае приходится черпать | ||
использования результатов; если же результаты | метаболическую энергию из жиров. Если уровень глюкозы продолжает | ||
неудовлетворительны, то следует возвратиться к одному из | падать (глубокая гипогликемия), то глюкозы не хватает даже для | ||
предыдущих этапов проработки. Заключительный этап - | мозга, возникают судороги, кома и смерть. 27. | ||
использование результатов решения задачи - не требует пояснений. | 28 | Как определяется направление перемещения глюкозы? Ответ | |
10. | заключен главным образом в действии различных гормонов, которые | ||
11 | Классификация методов анализа сложных систем. Для решения | служат «клапанами» и регулируют должным образом поступление | |
задач анализа систем может быть использован общий подход к | глюкозы в клетки, гликогенез и гликогенолиз. Шесть гормонов, | ||
исследованию систем, изложенный выше. Однако этот общий подход | оказывающих основное действие, показаны на где «+» означает | ||
может быть реализован различно в зависимости от конкретной | стимуляцию процесса, а «—» - его торможение. 28. | ||
задачи исследования системы. Выделим два различных подхода: | 29 | Поступление глюкозы в клетки. В большинстве тканей, за | |
Микроподход Макроподход. 11. | исключением мозга, кишечника и почек, этот процесс зависит от | ||
12 | Микроподход. Применение этого метода сводится к исследованию | присутствия инсулина. Секреция инсулина прежде всего | |
отдельных элементов (ячеек), из совокупности которых состоит | определяется концентрацией глюкозы в крови: если уровень глюкозы | ||
система. Выбор этих элементарных ячеек неоднозначен и | ниже 3,3 ммоль/л (60 мг на 100 мл), инсулин вовсе не выделяется, | ||
определяется задачами исследования и системой. При использовании | а по мере превышения этого порога инсулин выделяется во все | ||
микроподхода изучается структура каждого из выделенных элементов | больших количествах. Вследствие этого во время дефицита глюкозы | ||
системы, их функция, совокупность и диапазон возможных изменений | (менее 3,3 ммоль/л, т. е. 60 мг/100 мл крови) имеющийся минимум | ||
параметров, после чего делается попытка понять процесс | глюкозы не может попасть в клетки, зависимые от инсулина, | ||
функционирования системы в целом. Задачи микроподхода состоят, | поэтому глюкоза сберегается для таких тканей, как мозг, в | ||
таким образом, в следующем: выявление элементов исследуемой | которых утилизация глюкозы не зависит от инсулина и которые, | ||
системы; изучение структуры выделенных элементов; раскрытие | кроме того, абсолютно не могут обходиться без глюкозы. Инсулин, | ||
функции каждого из элементов; к выявление связей между | помимо влияния на поступление глюкозы в клетки, стимулирует | ||
элементами. 12. | гликогенез и ингибирует гликогенолиз, что также направлено на | ||
13 | Микроподход (продолжение). Важно отметить, что возможности | снижение концентрации глюкозы в крови. 29. | |
микроподхода в отношении исчерпывающего исследования сложных | 30 | Действие инсулина. Инсулин, секреция которого увеличивается | |
систем управления ограничены в силу следующего обстоятельства. | при повышении уровня глюкозы в крови, по меньшей мере тремя | ||
Практическая реализация наиболее важного этапа микроподхода | путями обеспечивает снижение этого уровня (гипо-гликемизирующее | ||
—выявление элементов системы—сопряжена с необходимостью | действие), т. е. действует механизм отрицательной обратной | ||
преодоления противоречия между желанием возможно более | связи. Инсулин жизненно важен для регуляции снабжения | ||
детального изучения каждого из элементов системы и реальными | метаболической энергией, поскольку он единственный гормон, | ||
возможностями установить при этом структуру системы в целом и | обладающий гипогликемизирующим действием. 30. | ||
характер ее функционирования. Действительно, если «размеры» | 31 | Действие других гормонов. Как видно из рис. глюкагон, | |
элементов выбрать большими, задача установления связей между | глюкокортикоиды, адреналин, гормон роста и тироксин — все эти | ||
ними и их взаимодействия в интересах анализа системы в целом | гормоны стимулируют расщепление гликогена, а гормон роста еще | ||
будет решаться легко, однако при этом будет затруднено изучение | замедляет поступление глюкозы в некоторые клетки. Поэтому эти | ||
каждого из элементов. Можно, наоборот, каждый из элементов | гормоны действуют в сторону повышения концентрации глюкозы в | ||
системы выбрать столь малым, что изучить его индивидуальную | крови (гипергликемизирующий эффект) и, как и следует ожидать, | ||
структуру будет сравнительно просто. Однако совокупность связей | падение уровня глюкозы стимулирует их секрецию. Поэтому | ||
между элементами и описание их взаимодействия при этом могут | концентрация глюкозы в крови регулируется по механизму двойной | ||
оказаться настолько сложными, что решение задачи анализа системы | обратной связи; гипергликемия стимулирует секрецию инсулина, | ||
в целом достигнуто не будет. 13. | который вызывает гипогликемическую реакцию, и, напротив, | ||
14 | Макроподход. При макроподходе сложная система управления | гипогликемия подавляет секрецию инсулина и в то же время | |
рассматривается как «черный ящик», внутреннее строение которого | стимулирует выброс остальных гормонов, обладающих | ||
неизвестно. Такая ситуация имеет место, например, при изучении | гипергликемизирующим действием. 31. | ||
недоступных управляющих систем (например, противника) или | |||
«Глюкоза в крови» | Глюкоза.ppt |
«Химические свойства анилина» - Строение. Химические свойства. Проявляет слабые основные свойства. Сульфаниловая кислота. Физические свойства. История создания. Общая информация о строении. Анилин. При окислении на воздухе становится светло-коричневого цвета. Ядовит. Получение. Хорошо растворяется в этаноле и бензоле. Немного тяжелее воды, малорастворим в ней.
«Газ ацетилен» - Вторым продуктом реакции является гидроксид кальция. Аппарат для сжимания ацетилена. Химия ацетилена богата. Особенно хорошо растворяется в ацетоне. Является взрывоопасным газом. Ацетилен - реакционноспособное соединение, вступающее в многочисленные реакции. Ацетилен при сгорании в смеси с чистым кислородом дает пламя температурой 3050— 3150° С.
«Окрашивание пластмасс» - Эластичность. Влияние пластиковых деталей на внешний вид автомобиля. Экономия топлива. Объем производства пластмассы в кг. Уменьшение шума. Главные причины дефектов. Подбор цвета. Различные названия пластмасс. Современные автомобильные пластмассы. Олифатический полипропилен. Понятие пластмасса. Цель окрашивания пластмассы?
«Этиловый спирт» - В медицине применяют очищенный 96% или 70%-ный этиловый спирт (этанол). Влияние этилового спирта на организм человека. Этанол оказывает негативное влияние на все системы органов. «Энергетическая ценность» этанола составляет 29,4 кДж/г (7 ккал/г). Смешивается с водой в любых соотношениях. Всасывание этанола замедлено при обильной трапезе.
«Группы витаминов» - Аскорбиновая кислота (витамин С), С6Н8О6, водорастворимый витамин. Риридоксин, водорастворимый витамин, производное пиридина. Животные и человек должны получать рибофлавин с пищей. Токоферолы, С29Н50О2, группа жирорастворимых витаминов. Недостаток фолиевой кислоты приводит к малокровию. Пантотеновая кислота.
«Получение этилена» - Знание способов получения этилена. Почему этилен легко обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия? Вагнер осуществил (1874-1884) синтез ряда спиртов. В 1875 Вагнер командирован в Петербургский университет в лабораторию А.М.Бутлерова. Основные научные исследования Вагнера посвящены органическому синтезу.