Biophysics - Биологийн шинжлэх ухаан юм .... молекул biophysics

хамгийн эртний шинжлэх ухааны нэг нь, мэдээж, биологи юм. Тэдний дотор тохиолдох үйл явц болон эргэн тойрны амьтны ардын сонирхол манай эриний өмнө хэд хэдэн мянган жилийн гаралтай.

амьтан, ургамал, байгалийн үйл явцыг ажиглах хүмүүсийн амьдралын чухал хэсэг юм. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам би, мэдлэг нь маш их хуримтлагдсан сайжирч, шинж чанар, түүний дотор гарсан механизмыг судлах аргыг боловсруулсан байна. Энэ нь нарийн төвөгтэй шинжлэх ухаан нь нийт бүрдүүлдэг олон хэсэг гарч хүргэсэн.

Амьдралын янз бүрийн газар нутагт биологийн судалгааны боломжтой үнэтэй шинэ мэдээлэл биомассын төхөөрөмж ертөнцийг ойлгох нь чухал юм олж авах хэрэгтэй. практик хүний зорилгоор (сансрын хайгуул, анагаах ухаан, хөдөө аж ахуй, химийн аж үйлдвэр гэх мэт) Энэ мэдлэгийг ашиглах.

орчин үеийн биологийн

Өнөөдөр энэ олон талт шинжлэх ухааны маш олон эерэг үр дүнд хүрэх болно хүрэхэд. Тиймээс орчин үеийн шинжлэх ухаан вирус, бактерийн нөлөөнөөс хүний өвчний асуудалд шийдэл нь хэд хэдэн санал болгож байна. Энэ нь 3 сар, бичил биетэн буюу эх үүсвэр гэж хүчилтөрөгч хэрэглэх тухай гэмтэл ч сансарт байх боломжтой болсон unicellular ургамал.

Олон нээлт дотоод бүтцийн салбарт биологийн судалгаа, бүхий л амьд системийн үйл ажиллагаа хүргэсэн. организм, тэдгээрийн microstructure, тусгаарлагдсан молекул бүтцийг судалж, хүний геном, амьтан болон ургамлын генийн олон судалсан. биотехнологи, үүрэн болон ач генийн инженерийн улиралд ургамал, илүү мах, сүү, өндөг өгч дэлгэцийн малын үүлдэр угсааг хоногт хэд хэдэн ургац авах боломжийг олгодог.

, Өвчин нь төрөл бүрийн ялах боломж олгох, антибиотик авч, хэдэн арван, эсвэл вакцин хэдэн зуун үүсгэхийг зөвшөөрөхгүй бичил биетүүдийг судлах нь ч урьд өмнө нь бүрэн бүтэн тахал хүн, амьтны амьдралд олон мянган мэдэгдсэн байна.

Тиймээс биологийн орчин үеийн шинжлэх ухаан - энэ нь шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэл, эрүүл мэнд хамгаалах олон салбарт хүн төрөлхтний хязгааргүй боломж юм.

Биологийн шинжлэх ухааны ангилал

Эхний хэсэг нь нэг нь биологийн хувийн шинжлэх ухаан юм. Ийм ургамал судлал, амьтан судлал, анатоми, ангилал зүйн гэх мэт. гэх мэт микробиологи, Вирүс Судлалын, физиологи болон - Дараа нь тэд салбарын техникийн тоног төхөөрөмж дээр илүү их хамааралтай бүрдүүлж эхэлсэн байна.

Зөвхөн XX-XXI зуунд байгуулагдсан залуу, дэвшилтэт шинжлэх ухааны хэд хэдэн байдаг, биологийн орчин үеийн хөгжилд томоохон үүрэг гүйцэтгэдэг.

нэг нь ч хэд хэдэн ангилал, биологийн шинжлэх ухаан нь чансаанд байж чадахгүй байна. бүх тохиолдолд тэдэнд маш гайхалтай жагсаалт, тэднээс нэгийг нь авч үзье.

Тиймээс бид гол нь төрөл бүрийн, биологийн шинжлэх ухаан байдаг хамрах гэж оролдсон байна. жагсаалт техник, судалгааны арга хөгжил нөхөн тэлж байна. Тиймээс, биологи, нэг ангилал нь өнөөдөр байхгүй.

Нарийвчилсан Bioscience болон тэдгээрийн утга

Хамгийн залуу нь, биологи нь орчин үеийн, дэвшилтэт шинжлэх ухаан зэрэг нь:

• биотехнологи,
• молекул биологийн;
• сансрын биологи,
• biophysics;
• биохимийн.

Эдгээр шинжлэх ухааны болгонтой биш өмнө нь XX зууны бий болсон, тиймээс эрчимтэй хөгжиж, хүний практик үйл ажиллагаанд хамгийн чухал нь залуу байх ёстой гэж үзэж байна.

АНУ-ын biophysics тэдэнд ийм дээр орших болтугай. Энэ нь шинжлэх ухаан, 1945 орчим үзэгдэж, бүх биологийн системийн чухал хэсэг болсон байна.

biophysics гэж юу вэ?

Энэ асуултанд хариулахын тулд бид эхлээд хими, биологи-тай ойр дотно зааж байх ёстой. Зарим асуултууд нь шинжлэх ухааны хоорондох хил хязгаар нь энэ нь тэдэнд тусгайлан ач холбогдол оролцож буй аль нь хийх хэцүү байсан тул ойрхон байна. Тиймээс молекулууд, эс, эрхтэний түвшинд системийг амьдарч тохиолдох гүн гүнзгий физик, химийн үйл явцыг судалдаг нарийн төвөгтэй шинжлэх ухаан гэх мэт зогсож байна biophysics үзэх болон бүхэлд нь био түвшинд.

бусад адил Biophysics - шинжлэх ухааны судалгаа, зорилго, зорилт, түүний объект, түүнчлэн сайн, утга учиртай үр дүн байна. Үүнээс гадна, энэ сахилга бат нягт шинэ чиглэлд хэд хэдэн хамааралтай байна.

эрдэм шинжилгээний тоног төхөөрөмж

Тэд зохион байгуулалтын янз бүрийн түвшинд Biophysics biosystem зориулагдсан байдаг.

1. Бичил организмууд (нян, вирус, unicellular мөөг, замаг).
2. Эмгэгжамын.
3. Нэг эсүүд болон тэдгээрийн бүтцийн эд анги (органелле).
4. Ургамал.
5. Ан амьтад (хүн гэх мэт).
6. Экологийн орон нутгийн иргэд.

Өөрөөр хэлбэл Biophysics - Хэрэв тохиолдох бодит үйл явцын үүднээс амьжиргааны судалгаа.

шинжлэх ухааны зорилтууд

Эхлээд biophysicists зорилт амьд зүйл амьдралд бодит үйл явц, үзэгдлийн оршин батлах, тэдгээрийг судлах, мөн чанар, ач холбогдлыг олж байв.

дараах байдлаар энэ нь шинжлэх ухааны орчин үеийн асуудлыг томъёолж болно:

1. ген болон тэдний дамжуулалт, хадгалалт, өөрчлөлт (мутаци) дагалдан механизм бүтцийг судлах хэрэгтэй.
2. эсийн биологи (тус бүр өөр хромосомын болон генетикийн харилцан болон бусад үйл явцтай эсийн харилцан) олон асуудлыг авч үзье.
3. цогц молекул биологийн полимер молекул (уураг, нуклейн хүчил, полисахарид) судлах хэрэгтэй.
4. амьд организмын физик, химийн бүхий л үйл явц нь мэдээж дээр хүчин зүйлсийн нөлөөг харуулж Cosmogeophysical.
5. Илүү гүнзгий Photobiology механизмыг (фотосинтез, photoperiodicity гэх мэт) илчлэх юм.
6. Хэрэгжүүлэх, математик загварчлалын аргыг боловсруулж байна.
7. амьд системийн судалгаанд нанотехнологи хандах хэрэгтэй.

Энэ жагсаалтад харахад biophysics маш олон орчин үеийн нийгмийн ач холбогдол, ноцтой асуудлыг судалж, энэ нь шинжлэх ухааны үр дүнг хүн болон түүний амьдралд чухал ач холбогдолтой нь ойлгомжтой.

түүх

нь шинжлэх ухаан Biophysics харьцангуй саяхан үүссэн - 1945, онд Эрвин Schrödinger түүний ажлыг хэвлэгдсэн "физикийн үүднээс амьдрал гэж юу вэ." Энэ нь анх удаа анзаарсан тэр байсан бөгөөд физикийн хууль (квант механикийн термодинамик хууль) олон амьд оршнолыг организмын амьдрал, ажилд нь байх ёстой газар нь юм гэдгийг онцлон тэмдэглэв.

Хүний шинжлэх ухааны biophysics ажлын ачаар эрчимтэй хөгжлийг эхэлсэн. Харин ч өмнө, 1922 онд, Biophysics хүрээлэн ОХУ-д бий болгосон, P. П. Lazarev тэргүүтэй байна. эд, эрхтний өдөөлт нь мөн чанарын судалгааны үндсэн үүрэг байдаг хасагдана. үр дүн явцад ионы үнэ цэнийг тодорхойлох юм.

, Бүрэн capacious цогц шинжлэх ухааны амьд системд тохиолдох бүх үйл явцыг ойлгох хэрэгтэй байна - Дараа нь өөр өөр эрдэмтдийн нээлт цуврал бидэнд biophysics гэдгийг ойлгох боломжийг олгодог.

1. Galvani цахилгаан, амьдарч байгаа эд (bioelectricity) түүний ач холбогдлыг нээгдэнэ.
2. A. Л. Chizhevsky - био дээр Космос нөлөөг судалж хэд хэдэн салбарын эцэг, түүнчлэн иончлолын цацраг болон elektrogemodinamiku.
3. уургийн молекулууд нарийвчилсан бүтэц нь зөвхөн Рентген Дифракцын арга (рентген шинжилгээ хийх) нь илрүүлсний дараа судалж байна. Энэ нь эрдэмтэд Perutz болон Kendrew (1962) хийсэн байна.
4. Мөн онд, ДНХ-ийн нээлттэй гурван хэмжээст бүтэц (Moris Uilkins).
5. 1991 онд Neher болон Zachman хүрээ, орон нутгийн цахилгаан боломжийг засах аргыг бий болгох боломжтой байсан.

бусад нээлт хэд хэдэн шинжлэх ухааны biophysics хөгжил, үүсэх нь хүчтэй, дэвшилтэт шинэчлэх онгоцонд суух боломжтой.

Biophysics Хэлэлцүүлэг

Энэ шинжлэх ухааныг бүрдүүлдэг салбарын хэд хэдэн байдаг. Тэдний ихэнх нь суурь авч үзье.

1. нарийн төвөгтэй систем Biophysics - multicellular организм (systemogenesis, morphogenesis, sinergogenez) өөрөө зохицуулалтын бүх нарийн төвөгтэй механизмыг хэлэлцэж. Мөн энэ сахилга бид ontogeny физик бүрэлдэхүүн болон эволюцийн хөгжлийн үйл явцыг, организмын байгууллагын түвшинд судалдаг.
2. мэдрэхүйн системийн Bioacoustics болон biophysics - организмын мэдрэлийн системийг (алсын хараа, сонсгол, хүлээн авах, үг хэлэх гэх мэт), янз бүрийн дохио цацах аргыг амьдардаг судалгаа. организмыг гадны нөлөөнөөс (өдөөгч) -ийн ойлголт эрчим хүчний шилжих механизмыг харуулж байна.
3. Онолын Biophysics - биологийн үйл явц, организмын бүтцийн хэсэгт математик загвар нь барилгын термодинамикийн судалгаанд оролцож podnauk хэд хэдэн орно. Мөн кинетик үйл явцыг хэлэлцэж.
4. Молекул biophysics - бүтцийн зохион байгуулалт, тухайлбал ДНХ, РНХ, уураг, полисахарид зэрэг biopolymers үйл ажиллагаанд гүн механизмыг авч. загвар, эдгээр молекулууд нь график байгуулах бөгөөд амьд системд тэдний үүсэх зан таамаглаж байна. Мөн энэ сахилга механизм, амьжиргааны системд biopolymers-ийн үйл ажиллагааны барилгын тодорхойлох supramolecular болон submolecular системийг барьж байна.
5. Гар Biophysics. ялгаа, хуваах, ухуулга, мембран бүтэц, биологийн чадамж: хамгийн чухал нь үүрэн үйл явцыг тайлбарладаг. Ялангуяа бодисын мембран тээвэр, боломжит ялгаа, шинж чанар, мембраны бүтэц болон түүний эргэн тойрны эд анги механизм төлсөн байна.
6. Biophysics бодисын солилцоог. Үндсэн хэлэлцсэн үйл явц: фотосинтез, solarization, энэ нь организм, гемодинамик нь дасан зохицох, түвшин дулаан бодисын солилцоо, ионжуулагч цацрагийн нөлөө.
7. Хэрэглээний Biophysics. биоинформатик, biometrics, biomechanics, хувьслын үйл явцын судалгаа, ontogenesis, эмгэг (эрүүл мэндийн) biophysics: Энэ нь хэд хэдэн салбарын бүрдэнэ. Судалгааны Хэрэглээний Biophysics объект - булчингийн систем, шилжих арга зам, хүмүүс бие махбодийн онцлог аргыг хүлээн зөвшөөрч байна. Онцгой анхаарал хандуулах нь эрүүл мэндийн biophysics байх ёстой. Энэ нь биед эмгэг үйл явц гэж үзэж, хэрхэн молекулууд болон бүтэц, тэдгээрийн нөхөн гэмтсэн газар сэргээн босголтын. Энэ нь биотехнологи нь материалыг хангадаг. Энэ нь ялангуяа тэдний устгах генетикийн шинж чанар, өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх нь чухал ач холбогдолтой бөгөөд үйл ажиллагааны механизмыг тайлбарлаж байна.
8. Biophysics амьдрах орчин нь - амьтад нь орон нутгийн амьдрах орчин, мөн хол ойрын зай хичээлийн нөлөө аль аль нь дээр физик нөлөөг судлах. Мөн biorhythms, цаг агаарын нөхцөл, бодисын биологийн салбарын үр нөлөөг авч үзье. сөрөг үр дагаврыг урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах аргыг боловсруулах хүрээлэн буй орчны нөхцөл.

Эдгээр салбарууд амьдарч систем, био хүрээний тэдэнд нөлөөллийн механизм, янз бүрийн нөхцөл байдал амин чухал үйл ажиллагааны ойлголт асар их хувь нэмэр оруулж байна.

Сүүлийн үеийн дэвшил нь

Та biophysics хүрэхэд холбоотой хамгийн чухал зарим үйл явдлуудыг дуудаж болно:

• нээсэн механизм организм клон;
• амьд системд азотын исэл онцлог болон хувиргалт үүрэг;
• Жижиг, РНХ, ирээдүйд та эрүүл мэндийн олон асуудлууд (өвчний устгах) шийдлийг олж өгөхөд туслах болно хоорондын харилцааг;
• нээлттэй autowaves физик шинж чанар;
• улмаас Молекул Biophysics ажилд синтез болон ДНХ-ийн репликаци, ноцтой төвөгтэй өвчнөөс шинэ эм хүрээг бий болгох чадвар нь үр дүнд нь асуудлыг судалж,
• фотосинтез үйл явцыг дагалдан бүх урвал компьютерийн загвар;
• биеийн хэт авиан шинжилгээнд хөгжилтэй арга;
• cosmogeophysical болон биохимийн үйл явцын хооронд байгуулсан;
• дэлхийн уур амьсгалын өөрчлөлт урьдчилан;
• тромбоз өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх ферментийн urokenazy утгыг нээх болон цус харвалтын дараа нөлөөг арилгах;
• Мөн уураг бүтцийн нээлт нь хэд хэдэн, цусны эргэлтийн систем, биеийн бусад хэсгийг хийсэн байна.

ОХУ-д Biophysics хүрээлэн

Манай оронд Москвагийн Улсын их сургууль байдаг. M. V. Lomonosova. Энэ боловсролын байгууллагын үндсэн дээр Biophysics газар үйл ажиллагаа явуулдаг. Энэ нь мэргэшсэн мэргэжилтнүүдийг бэлтгэж тэрээр энэ чиглэлээр ажиллаж байсан юм.

Энэ нь чанарын ирээдүйн мэргэжилтнүүдийг эхлэх өгөх нь чухал юм. Тэд хүнд хэцүү ажил хүлээж байна. Biophysicist амьд оршнолуудын тохиолдох үйл явцын бүх тавьснаараа ойлгох үүрэгтэй. Үүнээс гадна, сурагчид физикийн ойлгох хэрэгтэй. Энэ нь нарийн төвөгтэй шинжлэх ухаан юм - biophysics. Лекц biophysics ба бүрэлдэхүүн оролцож буй бүх сахилга батыг хамрах, мөн аль алинд нь биологийн болон физик шинж харгалзан хамгаалах зэрэг арга замаар барьж байна.