Biofizik - sains biologi adalah .... Biofizik molekul

Salah satu yang paling sains purba, sudah tentu, biologi. kepentingan rakyat dalam proses yang berlaku dalam diri mereka dan makhluk sekitar berasal beberapa ribu tahun sebelum zaman kita.

Pemerhatian haiwan, tumbuh-tumbuhan, proses semula jadi adalah satu bahagian penting dalam kehidupan manusia. Lama kelamaan, saya mengumpul banyak pengetahuan, lebih baik dan membangunkan kaedah untuk kajian sifat dan mekanisme yang berlaku di dalamnya. Ini membawa kepada kemunculan banyak bahagian yang membentuk sejumlah sains kompleks.

penyelidikan biologi dalam pelbagai bidang kehidupan membuat ia mungkin untuk mendapatkan data baru berharga adalah penting untuk memahami dunia peranti biomass. Menggunakan pengetahuan ini untuk tujuan manusia praktikal (penerokaan angkasa, perubatan, pertanian, industri kimia dan sebagainya).

biologi moden

Hari ini, mencapai sains pelbagai rupa ini boleh mencapai banyak hasil yang positif. Jadi, sains moden menawarkan beberapa penyelesaian kepada masalah penyakit manusia daripada kesan virus dan bakteria. Ia menjadi mungkin untuk berada di dalam ruang tanpa kecederaan kira-kira 3 bulan, penggunaan oksigen sebagai sumber mikroorganisma atau tumbuhan unisel.

Banyak penemuan membawa kepada penyelidikan biologi dalam bidang struktur dalaman dan berfungsi untuk semua sistem hidup. Mengkaji komposisi molekul organisma, mikrostruktur mereka, terpencil dan belajar banyak daripada gen genom manusia dan haiwan, dan tumbuh-tumbuhan. Merit bioteknologi, selular dan kejuruteraan genetik membolehkan untuk mendapatkan beberapa hasil tuaian setiap tumbuhan musim dan baka paparan binatang yang memberi lebih banyak daging, susu dan telur.

Belajar mikroorganisma dibenarkan untuk mendapatkan antibiotik dan membuat berpuluh-puluh atau beratus-ratus vaksin, yang membolehkan untuk memenangi pelbagai penyakit, malah mereka yang wabak sebelum ini utuh mengorbankan beribu-ribu nyawa manusia dan haiwan.

Oleh itu, sains moden biologi - ia kemungkinan tanpa had umat manusia dalam pelbagai bidang sains, industri dan pemeliharaan kesihatan.

Pengelasan Sains Biologi

Salah satu daripada bahagian pertama adalah sains swasta biologi. Seperti botani, zoologi, anatomi dan taksonomi. Kemudian mereka mula membentuk lebih bergantung kepada peralatan teknikal disiplin - mikrobiologi, virologi, fisiologi, dan sebagainya.

Terdapat beberapa sains muda dan progresif, ditubuhkan hanya pada abad XX-XXI dan memainkan peranan yang besar dalam pembangunan moden biologi.

Tidak ada satu tetapi beberapa klasifikasi, yang boleh kedudukan sains biologi. Menyenaraikan mereka agak hebat dalam semua kes, mempertimbangkan salah seorang daripada mereka.

Oleh itu, kami telah cuba untuk menutup pelbagai utama, yang sains biologi. Senarai ini pembangunan teknik-teknik dan kaedah kajian mengembang semula. Oleh itu, klasifikasi tunggal biologi tidak wujud hari ini.

Advanced Biosains dan maksudnya

Untuk anak bongsu, sains moden dan progresif biologi adalah seperti:

• bioteknologi;
• biologi molekul;
• ruang biologi;
• Biofizik;
• biokimia.

Setiap satu daripada ilmu-ilmu ini telah ditubuhkan abad XX tidak lebih awal, dan oleh itu dianggap sebagai muda, pesat membangun dan paling penting untuk aktiviti praktikal manusia.

Mari kita kekal di antara mereka yang Biofizik. Ia adalah sains, yang muncul sekitar tahun 1945 dan telah menjadi satu bahagian penting dalam sistem biologi keseluruhan.

Apa yang Biofizik?

Untuk menjawab soalan ini, kita perlu menunjukkan hubungan yang rapat dengan kimia dan biologi. Banyak soalan sempadan antara ilmu-ilmu yang begitu dekat bahawa ia adalah sukar untuk membuat bahawa mana-mana mereka yang terlibat secara khusus dalam keutamaan. Oleh itu mempertimbangkan Biofizik berdiri sebagai sains kompleks yang mengkaji proses fizikal dan kimia yang mendalam berlaku dalam sistem hidup di peringkat molekul, sel, organ, dan pada tahap biosfera secara keseluruhannya.

Seperti yang lain, Biofizik - sains mempunyai objek kajian, matlamat dan objektif, serta keputusan yang baik dan bermakna. Di samping itu, disiplin ini adalah berkait rapat dengan beberapa arah yang baru.

kemudahan penyelidikan

Mereka adalah untuk Biofizik Biosistem di peringkat organisasi yang berbeza.

1. Mikroorganisma (bakteria, virus, kulat dan alga unisel).
2. Protozoa.
3. sel-sel tunggal dan bahagian-bahagian struktur mereka (organel).
4. Tumbuh-tumbuhan.
5. Haiwan (termasuk manusia).
6. komuniti ekologi.

Ie Biofizik - kajian yang hidup dari sudut pandangan daripada proses fizikal yang berlaku di dalamnya.

objektif sains

Pada mulanya, biophysicists tugas adalah untuk membuktikan kewujudan proses fizikal dan fenomena dalam kehidupan hidupan dan kajian mereka, mengetahui sifat dan kepentingan.

masalah moden sains ini boleh dirumuskan seperti berikut:

1. Untuk mengkaji struktur gen dan mekanisme yang mengiringi pemindahan dan penyimpanan mereka, pengubahsuaian (mutasi).
2. Mempertimbangkan banyak aspek biologi sel (interaksi sel dengan setiap kromosom yang lain dan interaksi genetik dan proses lain).
3. Untuk mengkaji kompleks molekul molekul biologi polimer (protein, asid nukleik, polisakarida).
4. Cosmogeophysical mendedahkan pengaruh faktor-faktor di perjalanan semua proses fizikal dan kimia dalam organisma hidup.
5. Lebih mendalam untuk mendedahkan mekanisme Fotobiologi (fotosintesis, photoperiodicity dan sebagainya).
6. Melaksanakan dan membangunkan kaedah-kaedah pemodelan matematik.
7. Untuk memohon nanoteknologi kepada kajian sistem hidup.

Dari senarai ini, ia adalah jelas bahawa banyak Biofizik mengkaji masalah besar dan serius dalam masyarakat moden, dan keputusan sains ini adalah penting bagi manusia dan hidupnya.

Sejarah

Biofizik sebagai sains berasal baru-baru ini - pada tahun 1945, apabila Erwin Schrödinger diterbitkan karyanya "Apakah kehidupan dari sudut pandangan fizik." Ia adalah orang yang mula-mula perasan dan menegaskan bahawa banyak undang-undang fizik (undang-undang termodinamik mekanik kuantum) adalah tempat yang mesti adalah dalam kehidupan dan kerja-kerja organisma hidupan.

Terima kasih kepada kerja-kerja Biofizik sains manusia mula pembangunan intensif. Tetapi sebelum itu, pada tahun 1922, Institut Biofizik, dicipta di Rusia, yang diketuai oleh P. P. Lazarev. Terdapat ditarik balik peranan yang asas dalam kajian sifat pengujaan tisu dan organ-organ. Hasilnya ialah pengenalpastian nilai ion dalam proses.

Kemudian satu siri penemuan saintis yang berbeza membolehkan kita memahami bahawa Biofizik - bukti sains lengkap, luas dan kompleks diperlukan untuk memahami semua proses yang berlaku dalam sistem hidup.

1. Galvani membuka elektrik dan kepentingannya untuk tisu hidup (bioelectricity).
2. A. L. Chizhevsky - bapa kepada beberapa disiplin mengkaji pengaruh alam semesta pada biosfera, serta radiasi pengionan dan elektrogemodinamiku.
3. Struktur terperinci molekul protein telah dikaji hanya selepas penemuan kaedah pembelauan sinar-X (analisis X-ray). Ini dilakukan oleh ahli sains dan Perutz Kendrew (1962).
4. Pada tahun yang sama, dibuka struktur tiga dimensi DNA (Moris Uilkins).
5. Neher dan Rangka Kerja Zachman pada tahun 1991 dapat membangunkan satu kaedah penetapan potensi elektrik tempatan.

Beberapa penemuan lain yang aktif Biofizik sains memulakan satu pemodenan sengit dan progresif dalam pembangunan dan pembentukan.

Forum Biofizik

Terdapat beberapa disiplin yang membentuk ilmu pengetahuan ini. Pertimbangkan yang paling asas mereka.

1. Biofizik sistem yang kompleks - segala urusan mengenai mekanisme kompleks pengawalseliaan sendiri organisma multicellular (systemogenesis, morfogenesis, sinergogenez). Juga disiplin ini kita mengkaji komponen fizikal ontogeny dan proses perkembangan evolusi, peringkat organisasi organisma.
2. Bioacoustics dan Biofizik sistem deria - Kajian organisma hidup sistem deria (penglihatan, pendengaran, penerimaan, pertuturan, dan lain-lain), kaedah penyiaran isyarat berbeza. Mendedahkan mekanisme transformasi tenaga dalam persepsi organisma pengaruh luar (rangsangan).
3. Biofizik teori - termasuk beberapa podnauk terlibat dalam kajian termodinamik proses biologi, pembinaan model matematik bagi bahagian-bahagian struktur organisma. Juga mempertimbangkan proses kinetik.
4. Biofizik Molekul - mempertimbangkan mekanisme dalam organisasi struktur dan fungsi biopolimer seperti DNA, RNA, protein, polisakarida. Adalah membina model dan grafik molekul ini dan meramalkan tingkah laku pembentukan mereka dalam sistem hidup. Juga, disiplin ini sedang membina sistem supramolecular dan submolecular untuk menentukan pembinaan mekanisme dan tindakan biopolimer dalam sistem hidup.
5. Biofizik sel. Memeriksa proses-proses selular yang paling penting: pembezaan, bahagian, hasutan dan potensi biologi struktur membran. Perhatian khusus diberikan kepada mekanisme pengangkutan membran bahan-bahan, beza keupayaan, ciri-ciri dan struktur membran dan bahagian-bahagian sekitarnya.
6. metabolisme Biofizik. dibincangkan utama proses: fotosintesis, solarization dan adaptasi organisma kepadanya, hemodynamics, metabolisme tahap haba, kesan sinaran mengion.
7. Biofizik gunaan. Ia terdiri daripada beberapa disiplin: bioinformatik, biometrik, biomekanik, kajian proses evolusi dan ontogenesis, patologi (perubatan) Biofizik. Objek kajian Applied Biofizik - sistem otot, cara bergerak, orang mengenali kaedah ciri-ciri fizikal. Perhatian khusus harus Biofizik perubatan. Ia menganggap proses patologi dalam badan, bagaimana pembinaan semula kawasan yang terjejas molekul atau struktur atau pampasan mereka. Ia menyediakan bahan untuk bioteknologi. Ia adalah amat penting dalam pencegahan penyakit, terutama yang bersifat genetik penghapusan dan menerangkan mekanisme tindakan.
8. Biofizik habitat - mengkaji kesan fizikal pada kedua-dua habitat tempatan makhluk, dan kesan mata pelajaran ruang dekat dan jauh. Juga mempertimbangkan biorhythms, kesan keadaan cuaca dan bidang-bidang biologi pada bahan. Membangunkan kaedah langkah-langkah untuk mencegah kesan negatif keadaan persekitaran.

Semua disiplin ini membuat sumbangan besar kepada pemahaman aktiviti penting sistem hidup, mekanisme pengaruh ke atas mereka biosfera dan syarat-syarat yang berbeza.

kemajuan terkini

Anda boleh memanggil beberapa peristiwa yang paling penting yang berkaitan dengan pencapaian Biofizik:

• dibuka pengklonan mekanisme organisma;
• Ciri-ciri dan perubahan peranan oksida nitrik dalam sistem hidup;
• yang hubungkait kecil dan utusan RNA, yang pada masa depan akan membantu anda mencari penyelesaian kepada masalah kesihatan (penghapusan penyakit);
• autowaves terbuka sifat fizikal;
• kerana kerja-kerja Molekul Biofizik belajar aspek sintesis dan replikasi DNA, yang mengakibatkan keupayaan untuk mencipta pelbagai ubat-ubatan baru penyakit serius dan kompleks;
• Model komputer daripada semua tindak balas yang mengiringi proses fotosintesis;
• kaedah maju untuk pemeriksaan ultrasound badan;
• diwujudkan antara cosmogeophysical dan proses biokimia;
• meramalkan perubahan iklim di planet ini;
• membuka nilai urokenazy enzim dalam pencegahan penyakit trombosis dan menghapuskan kesan-kesan selepas strok;
• juga membuat beberapa penemuan struktur protein, sistem peredaran darah dan bahagian-bahagian badan yang lain.

Institut Biofizik di Rusia

Di negara kita terdapat State University Moscow. M. V. Lomonosova. Atas dasar institusi pendidikan ini mempunyai Jabatan Biofizik. Ia adalah orang yang menyediakan profesional yang berkelayakan untuk bekerja di kawasan ini.

Ia adalah penting untuk memberikan kualiti yang mula profesional masa depan. Mereka sedang menunggu untuk satu tugas yang sukar. Ahli biofizik diwajibkan untuk memahami semua selok-belok proses yang berlaku dalam makhluk hidup. Selain itu, pelajar perlu memahami dalam fizik. Ia adalah satu sains kompleks - Biofizik. Kuliah dibina dalam apa-apa cara untuk merangkumi semua disiplin terlibat dalam Biofizik dan komponen, dan untuk menampung kira kedua-dua watak biologi dan fizikal.