"Biofizikadan amaliy mashg’ulotlar" o’quv qo’llanmasi umumiy biofizika kursining fizikа-kimyo va elektrobiologiya bo’limlariga taаlluqli amaliy mashg’ulotlarning nazariy va amaliy masalalarni o’z ichiga oladi

I. STATSIONAR HOLAT 
Ochiq sistemalar aniqlanmasiga ko`ra ular termodinamik muvozanat holatida bo`la 
olmaydilar. Chunki termodinamik muvozanat ochiq sistema tushunchasiga zid bo`lib, u 
sistemaning shunday bir holatini tavsiflaydi, bunda mazkur sistemada hech qanday jarayon 
ketmaydi. Ochiq sistema tashqi muhit bilan modda va energiya almashinuvida bo`ladi. Shunga 
binoan, uning umumiy entropiyasi ikki qismdan, ya`ni sistema ichida sodir bo`ladigan 
o`zgarishlar bilan shartlangan entropiya ds
i
va sistemaning tashqi muhit bilan amalga oshadigan 
aloqasi tufayli yuzaga chiqadigan entropiyasi ds
e
dan tashkil topgan. 
ds= ds
i
+ ds
e
. 
Sistema ichida kechadigan o`zgarishlar bilan shartlangan entropiya qismi ds
i
termodinamik ikki qonunga binoan, musbat qiymat yoki nolga teng bo`lishi mumkin. Bordi-yu, 
sistema ichida kechayotgan jarayonlar qaytmas bo`lsa, u holda mazkur jarayonlarga bog`liq 
ravishda ro`yobga chiqadigan enropiya qismi hamma vaqt musbat qiymatga, aksincha, sistema 
ichida kechayotgan jarayonlar o`z tabiatiga ko`ra qaytar bo`lsa, entropiyaning bu qismi nolga 
teng bo`lib qoladi.
Ochiq sistemalarga haraktli bo`lgan ds
e 
kattaligi esa musbat nol va hatto manfiy qiymatga 
ega bo`lishi mumkin. Tashqi muhit bilan hech qanday aloqada bo`lmaydigan (izolirlangan) 
sistemalarda ds
e
= 0 bo`ladi. Shunga ko`ra, bu xil sistemalarda entropiyaning umumiy o`sish 
sietema ichidagi entropiya o`sishiga teng bo`lib qoladi, ya`ni ds
i
= ds
e
. Agarda ds
e
miqdori 
jihatdan, ds
i
kattaligiga teng bo`lib, ishorasi manfiy bo`lsa, sistema umumiy entropiyasining 
o`sishi nolga teng bo`ladi va bunday hol sistemaning statsionar holatiga mos keladi. Shunday 
qilib, ochiq sistemalar nazariyasiga ko`ra, ochiq sistemalar entropiyasi, ularning tashqi muhit 
bilan amalga oshadigan aloqasi tufayli yo kamayadi, yo oshadi yoki o`zgarmaydi. 
Statsionar holatda sistema ichidagi entropiya o`zgarishining tezligi uning tashqi muhit bilan 
entropiya "almashinuv" tezligiga teng, ya`ni (d
e
s) (d
i
s)=(d
e
s)/dt bo`lib, bu tenglama o`z 
navbatida, ochiq sistemaning statsionar holatini tavsiflovchi muhim kattaliklarning biriga 
aylanadi.
Statsionar holatda to`g`ri reaksiyalar tezligi teskari reaksiyalar tezligidan ustun kelishi ham 
mumkin. Ammo, ulararo farq vaqt davomida o`zgarmasdan doimiy qoladi. Bunga, sekund sayin 
o`sishga intiluvchi (d
i
s)/dt ni minimumga tushirish yo`li bilan erishiladi va shu orqali statsionar 
sistemaning muhim xossasi bo`lmish ichki barqarorlik ta`minlanadi. 
Agarda sistema statsionar holatdan chetlanishga majbur etilsa, unda sistema ichida shu 
onning o`zida shunday o`zgarishlar sodir bo`ladiki, bu o`zgarishlar sistemani uning dastlabki 
statsionar holatiga aralashtiradi. Sistemaning mana shunday buzilgan statsionar holatni tiklay 
olish qobiliyati autostabillanish deb ataladi. Autostabillanish mexanizmi asosida aks aloqa 
prinsipi yotib, mazkur mexanizm statsionar holat barqarorligini taxminlashda katta ahamiyatga 
egadir. 
Sut emizuvchi hayvonlar hayotida autostabillanish mexanizmlar faoliyati yaqqol ko`zga 
tashlanadi. Masalan, tarkibida ko`p miqdorda karbonat angidridi tutgan havodan nafas olish, 
qondagi karbonat angidridning ko`payishiga olib kelmaydi. Chunki qonga o`tgan karbonat 
angidridi xemoretseptorlarga ta`sir etib, nafas markazini qitiqlaydi va shu orqali o`pkadagi gaz 
almashinuv jadalligi oshirilib, qondagi karbonat angidridi konsentratsiyasining me`yoriga 
qaytarilishi ta`minlanadi. 
Demak, statsionar holatning barqarorligi uchun manfiy aks aloqa prinsipi xarakterlidir. 
Qo`zg`aluvchan sistemalar uchun esa beqaror statsionar holat xarakterlidir. Masalan, 
qo`zgaluvchan 
membrananing 
qitiqlagichlari 
ta`siridan 
qutbsizlanishi 
natriy 
ionlari 
diffuziyasining kuchayishiga sabab bo`ladi. Bu hol, o`z navbatida, membranani yana ham 
kuchliroq qutbsizlantiradi.
Jarayon membrana orqali natriy ionlari bo`yicha muvozanat potensiali tiklanguncha, o`z-
o`zini tezlatish, ya`ni musbat aks aloqa prinsipiga binoan avj ola boradi. Membranada dastlabki 
statsionar holatning tiklanishi, sistemada paydo bo`lgan musbat entropiyani kompensatsiyalash 

---

6 
uchun erkin energiyaning sarf etilishini, boshqacha aytganda, tashqaridan "manfiy 
entropiyaning" kirib kelishini talab etadi. Shunday qilib, har ikkala holda ham, sistema o`z 
xossalarini vaqt davomida doimiy bir darajada saqlab qoladi. 
Entropiyaning statistik ma`nosi sistemaning zarralarini betartiblik darajasini ifodalaydi.
Ta`kidlash zarurki, barqaror statsionar holat uchun entropiyaning minimal o`sishi xarakterli 
bo`lsa, beqaror statsionar holat uchun esa entropiyaning maksimal o`sishi xarakterlidir.