Биологическое время и его моделирование в квазихимическом пространстве
Категория реферата: Рефераты по науке и технике
Теги реферата: культурология как наука, дипломная работа совершенствование
Добавил(а) на сайт: Малинов.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата
На рис.1 приведены экспериментальные точки и графики функции (16), описывающие дрожжевых клеток в присутствии солей хрома и никеля [13]. При расчете графиков брали значения a, b, р , f, определенные по экспериментальным данным [17]. В пределах точности измерений расчетные кривые согласуются с экспериментом при измененении численности примерно на шесть порядков.
Хорошее согласие теории с экспериментом получено и для других биологических объектов [8, 9]. Поэтому интересно провести верификацию квазихимической модели по характеристикам, связанным с проблемами биологического времени.
Рис.1. Экспериментальные точки и графики функции (16), описывающие рост пивных дрожжей при разных концентрациях (ммоль/л) солей хрома и никеля [13]: (1) c(Ni) = c(Cr) = 0.0, (2) c(Ni) = 0.5, (3) c(Cr) = 0.5, and (4) c(Ni) + c(Cr) = 0.5 + 0.5. Коэффициенты: a=1.25.10-7 мл/ч, b=0.8ч-1, р=0.32 ч-1, f =2.
Уравнения (12a) можно представить в виде:
| dc1 = Kc1dt, dcm = Kcm dt, |
( 17) |
где величины Kc1=(-px c1+f b cm+w1) и Kcm= (p c1-bx cm-a c1 cm) представляют собой калибровочные коэффициенты для перехода от интервала физического времени dt к интервалам биологического времени dcj.
На основе (17) получают соотношение между конечными временными интервалами:
D c1 = c1dt, D cm =ИНТЕГРАЛ( Kcm dt ).
|
( 17а) |
Калибровочные соотношения (17) обладают следующими свойствами:
1. Коэффициенты Kc1 и Kcm зависят от кинетических констант, характеризующих внутри- и внесистемные взаимодействия. Это определяет специфику биологического времени данного объекта.
2. Коэффициенты Kc1 и Kcm зависят от наблюдаемого состояния объекта, то есть изменяются при движении по фазовой траектории.
3. Коэффициенты Kc1 и Kcm неодинаковы для однотипных элементов данного уровня иерархии. Это означает, что собственное время «течет» с разной скоростью не только на разных уровнях биологической системы, но и в различных элементах одного уровня.
Приращение суммарной массы dmp или численности dNp популяции определяют интервал биологического времени популяции в целом. Для двухстадийной популяции dNp = V(с1+сm), где V – объем системы. Связь между популяционным и физическим временем согласно (17) определяется соотношением:
| dNp = V( Kc1 + Kcm )dt . |
( 18) |
Через длительность клеточного цикла tc в физической шкале (в «детлафах») эта величина выразится в виде:
| dNpd = V( Kc1 + Kcm )dt / tc. |
(19) |
Длительность клеточного цикла tc в физической шкале рассчитывают либо по экпериментальным значениям прироста массы или численности клеток, либо по экпериментальным значениям параметров b и p модели (12).
Приращение численности популяции D с12 =c2-c1 в единице обьема наблюдается за время D t12=t2-t1, согласно (16) равное:
| D t12=ln{(c2/c1)[(K1-c1)/(K1-c2)](1+n)}/(npx), |
(20) |
где c1, c2 – численности в моменты t1, t2.
Среднее число делений n12 каждой из c1 клеток за это время равно:
| n12= log(c2/c1)/log2 |
(21) |
Следователъно, t c можно оценить по формуле:
| tc = D t12/ n12 |
(22) |
Другую оценку значения tc можно сделать по кинетическим коэффициентам b и p модели (12):
| tc=1/b +1/p . |
(23) |
Расчет по по формулам (22) и (23) для дрожжей S. cerevisae (данные рис.1) дает близкие значения величины tc ( 3,7 и 4,4 ч).
Формула (23) предлагаемой модели клеточной динамики позволяет количественно интерпретировать температурную зависимость длительности клеточного цикла tc , хорошо известную из работ [14-16]. Зависимость коэффициентов b и p от температуры можно аппроксимировать формулой Аррениуса. Тогда согласно (23) температурная зависимость tc выражается в виде:
| t c = b +p = abeEb/T +apeEp/T, |
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата Поделитесь этой записью или добавьте в закладкиКатегории: |