Bioffiseg - Gwyddorau Biolegol yw .... bioffiseg moleciwlaidd

Un o'r gwyddorau mwyaf hynafol, wrth gwrs, bioleg. diddordeb pobl yn y prosesau sy'n digwydd oddi mewn iddynt a'r bodau cyfagos tarddu sawl mil o flynyddoedd cyn ein cyfnod.

Arsylwi o anifeiliaid, planhigion, prosesau naturiol yn rhan bwysig o fywydau pobl. Dros amser, yr wyf yn cronni llawer o wybodaeth, gwella a datblygu dulliau ar gyfer astudio natur a mecanweithiau sy'n digwydd ynddo. Arweiniodd hyn at ymddangosiad nifer o adrannau sy'n ffurfio cyfanswm o wyddoniaeth gymhleth.

ymchwil biolegol mewn gwahanol feysydd o fywyd yn ei gwneud yn bosibl cael data newydd gwerthfawr yn bwysig ar gyfer deall y byd ddyfais biomas. Ddefnyddio'r wybodaeth hon i ddibenion dynol ymarferol (archwilio'r gofod, meddygaeth, amaethyddiaeth, diwydiant cemegol ac yn y blaen).

bioleg modern

Heddiw, gan gyflawni gwyddoniaeth amlochrog hon yn gallu cyflawni llawer o ganlyniadau cadarnhaol. Felly, gwyddoniaeth fodern yn cynnig nifer o atebion i'r problemau o afiechydon dynol rhag effeithiau firysau a bacteria. Daeth yn bosibl i fod yn y gofod heb anaf tua 3 mis, y defnydd o ocsigen fel ffynhonnell o ficro-organebau neu blanhigion ungellog.

arwain llawer o ddarganfyddiadau at ymchwil biolegol ym maes y strwythur mewnol a gweithredol pob system byw. Astudiodd cyfansoddiad moleciwlaidd o organebau, eu microstrwythur, ynysig ac astudiodd llawer o'r genynnau y genom dynol ac anifeiliaid, a phlanhigion. Rhinweddau biotechnoleg, celloedd a pheirianneg genetig yn caniatáu i gael nifer o gynaeafau fesul blanhigion tymor a bridiau anifeiliaid arddangos sy'n rhoi mwy o gig, llaeth ac wyau.

Mae astudio micro-organebau a ganiateir i gael gwrthfiotigau a chreu degau neu gannoedd o frechlynnau, gan ganiatáu i ennill amrywiaeth o afiechydon, hyd yn oed y rhai sy'n epidemigau yn gyfan flaenorol honni miloedd o fywydau pobl ac anifeiliaid.

Felly, y wyddoniaeth fodern o fioleg - mae'n posibiliadau diderfyn o ddynoliaeth mewn sawl maes gwyddoniaeth, diwydiant a chadwraeth iechyd.

Dosbarthiad y Gwyddorau Biolegol

Un o'r adran gyntaf oedd gwyddoniaeth preifat o fioleg. Megis botaneg, sŵoleg, anatomeg a tacsonomeg. Yn ddiweddarach maent yn dechrau ffurfio yn fwy dibynnol ar offer technegol o ddisgyblaethau - microbioleg, firoleg, ffisioleg, ac yn y blaen.

Mae yna nifer o wyddoniaeth ifanc a blaengar, a ffurfiwyd yn unig yn y ganrif XX-XXI ac mae'n chwarae rhan fawr yn natblygiad modern o fioleg.

Nid oes un ond mae nifer o ddosbarthiadau, y gellir eu rhestru gwyddorau biolegol. Rhestrwch nhw yn eithaf trawiadol ym mhob achos, yn ystyried un ohonynt.

Felly, rydym wedi ceisio ymdrin â'r prif amrywiaeth, sydd yn y gwyddorau biolegol. Mae'r rhestr yn datblygu technegau a dulliau o astudio yn ehangu ailgyflenwi. Felly, nid yw dosbarthiad unigol o fioleg yn bodoli heddiw.

Biowyddoniaeth Uwch a'u hystyr

Ar gyfer yr ieuengaf, mae gwyddoniaeth fodern a blaengar o fioleg yn gyfryw ag:

• biotechnoleg;
• bioleg foleciwlaidd;
• bioleg gofod;
• bioffiseg;
• biocemeg.

Mae pob un o'r gwyddorau hyn ffurfiwyd nid yn gynharach XX ganrif, ac felly yn cael ei ystyried i fod yn ifanc, sy'n datblygu'n gyflym ac yn fwyaf arwyddocaol ar gyfer y gweithgaredd ymarferol dyn.

Gadewch i ni fynd ar ôl unrhyw un ohonynt a bioffiseg. Mae'n gwyddoniaeth, a ymddangosodd tua 1945 ac wedi dod yn rhan bwysig o'r system fiolegol gyfan.

Beth yw bioffiseg?

I ateb y cwestiwn hwn, dylem dynnu sylw yn gyntaf at ei gysylltiad agos â'r cemeg a bioleg. Mewn rhai cwestiynau y ffiniau rhwng y gwyddorau mor agos ei bod yn anodd gwneud allan pa un ohonynt yn ymwneud yn benodol yn flaenoriaeth. Felly ystyried bioffiseg sefyll fel gwyddor gymhleth sy'n astudiaethau y prosesau ffisegol a chemegol dwys sy'n digwydd mewn systemau byw yn y lefel o foleciwlau, celloedd, organau, ac ar lefel y biosffer yn gyffredinol.

Fel unrhyw un arall, Bioffiseg - mae gan wyddoniaeth ei amcan o astudio, nodau ac amcanion, yn ogystal â chanlyniadau gweddus ac ystyrlon. Yn ogystal, mae ddisgyblaeth hon yn cydberthyn yn agos gyda nifer o gyfeiriadau newydd.

cyfleusterau ymchwil

Maent ar gyfer biosystem Bioffiseg ar wahanol lefelau sefydliadol.

1. Micro-organebau (bacteria, firysau, ffyngau ac algâu ungellog).
2. Brotosoa.
3. celloedd sengl ac mae eu rhannau strwythurol (organynnau).
4. Planhigion.
5. Anifeiliaid (gan gynnwys dyn).
6. cymunedau ecolegol.

Bioffiseg Hy - astudio y byw o safbwynt y prosesau ffisegol sy'n digwydd ynddo.

amcanion gwyddoniaeth

I ddechrau, y tasgau biophysicists oedd i brofi bodolaeth prosesau ffisegol a ffenomenau ym mywyd pethau byw ac yn eu hastudio, cael gwybod natur a phwysigrwydd.

Gall problemau Modern gwyddoniaeth hwn yn cael ei ffurfio fel a ganlyn:

1. I astudio strwythur genynnau a dulliau sy'n cyd-fynd â'u trosglwyddo a storio, addasu (treiglad).
2. Ystyried llawer o agweddau ar fioleg celloedd (rhyngweithio cell gyda phob cromosomaidd eraill a rhyngweithio genetig a phrosesau eraill).
3. I astudio y moleciwlau polymer bioleg foleciwlaidd cymhleth (proteinau, asidau niwclëig, polysacaridau).
4. Cosmogeophysical datgelu dylanwad ffactorau ar y cwrs yr holl brosesau ffisegol a chemegol mewn organebau byw.
5. Yn ddyfnach i ddatgelu mecanweithiau Photobiology (ffotosynthesis, photoperiodicity ac yn y blaen).
6. Gweithredu a datblygu dulliau modelu mathemategol.
7. I wneud cais nanodechnoleg i astudio systemau byw.

O'r rhestr hon, mae'n amlwg bod llawer o bioffiseg astudio'r problemau sylweddol a difrifol o gymdeithas fodern, ac mae canlyniadau'r wyddoniaeth hon yn bwysig ar gyfer y dyn a'i fywyd.

Mae hanes y

Bioffiseg fel gwyddor yn tarddu yn gymharol ddiweddar - yn 1945, pan Erwin Schrödinger gyhoeddi ei waith "Beth yw bywyd o safbwynt ffiseg." Ef a sylwi yn gyntaf a nododd fod llawer o'r deddfau ffiseg (cyfreithiau thermodynamic o mecaneg cwantwm) yw'r lle i fod yn ym mywyd a gwaith yr organeddau o fodau byw.

Dechreuodd Diolch i waith bioffiseg gwyddonol dynol ei ddatblygiad dwys. Ond hyd yn oed yn gynharach, yn 1922, Sefydliad Bioffiseg, a grëwyd yn Rwsia, sy'n cael ei arwain gan P. P. Lazarev. Mae ei dynnu'n ôl rôl sylfaenol yn yr astudiaeth o natur excitation meinweoedd ac organau. Y canlyniad oedd nodi gwerth y ïonau yn y broses.

Yna cyfres o ddarganfyddiadau o wahanol wyddonwyr yn caniatáu i ni ddeall bod y bioffiseg - mae angen cwblhau, capacious a chymhleth gwyddoniaeth i ddeall yr holl brosesau sy'n digwydd mewn systemau byw.

1. Galvani yn agor trydan a'i bwysigrwydd ar gyfer meinweoedd byw (bioelectricity).
2. A. L. Chizhevsky - tad y sawl disgyblaeth yn astudio dylanwad cosmos ar y biosffer, yn ogystal â ymbelydredd ionization a elektrogemodinamiku.
3. Mae strwythur manwl o'r moleciwlau protein wedi ei astudio dim ond ar ôl y darganfyddiad o ddull diffreithiant pelydr X (dadansoddiad pelydr-X). Gwnaed hyn gan wyddonwyr Perutz a Kendrew (1962).
4. Yn yr un flwyddyn, strwythur tri-dimensiwn ar agor o DNA (Moris Uilkins).
5. Roedd Fframwaith Zachman Neher ac yn 1991 yn gallu datblygu dull o osod y potensial trydanol lleol.

Mae nifer o ddarganfyddiadau eraill yn galluogi bioffiseg gwyddoniaeth ddechrau ar foderneiddio dwys a blaengar wrth ddatblygu a ffurfio.

Fforymau Bioffiseg

Mae yna nifer o ddisgyblaethau sy'n ffurfio'r wyddoniaeth hon. Ystyriwch y mwyaf sylfaenol ohonynt.

1. Bioffiseg o systemau cymhleth - ystyried yr holl fecanweithiau cymhleth o hunan-reoleiddio organebau amlgellog (systemogenesis, morphogenesis, sinergogenez). Hefyd ddisgyblaeth hon rydym yn astudio elfen ffisegol y ontogeny a phrosesau datblygu esblygiadol, lefelau trefniadaeth o organebau.
2. Bioacoustics a bioffiseg o systemau synhwyraidd - astudiaethau o organebau byw systemau synhwyraidd (golwg, clyw, derbynfa, lleferydd, ac ati), dulliau darlledu gwahanol signalau. Datgelu mecanweithiau trawsnewid ynni yn y canfyddiad o'r organebau dylanwadau allanol (symbyliadau).
3. Bioffiseg Damcaniaethol - yn cynnwys nifer o podnauk cymryd rhan yn yr astudiaeth o thermodynameg o brosesau biolegol, adeiladu modelau mathemategol o rannau strwythurol o organebau. Hefyd yn ystyried y prosesau cinetig.
4. bioffiseg Moleciwlaidd - ystyried y mecanweithiau dwfn o drefnu strwythurol a gweithrediad biopolymerau fel DNA, RNA, proteinau, polysacaridau. A yw modelau a graffeg moleciwlau hyn adeilad, ac yn rhagweld ymddygiad eu ffurfio mewn systemau byw. Hefyd, ddisgyblaeth hon yn adeiladu system supramolecular a submolecular i bennu o'r mecanwaith a gweithredu o biopolymerau mewn systemau byw adeiladu.
5. Bioffiseg Cell. Mae'n archwilio'r prosesau cellog mwyaf pwysig: gwahaniaethu, rhannu, cynnwrf a phosibiliadau biolegol y strwythur bilen. Sylw arbennig yn cael ei dalu i'r mecanweithiau trafnidiaeth pilen o sylweddau, gwahaniaeth potensial, priodweddau a strwythur y bilen a'i rhannau cyfagos.
6. metaboledd Bioffiseg. Prif drafodwyd prosesau: ffotosynthesis, solarization ac addasu organebau iddo, hemodynamics, metaboledd gwres lefel, yr effaith o ymbelydredd ïoneiddio.
7. Bioffiseg Gymhwysol. Mae'n cynnwys nifer o ddisgyblaethau: biowybodeg, biometreg, biomecaneg, astudio prosesau esblygiadol ac ontogenesis, patholegol bioffiseg (meddygol). Gwrthrychau o Bioffiseg astudio Cymhwysol - system gyhyrysgerbydol, ffyrdd o symud, mae pobl yn cydnabod y dulliau o nodweddion ffisegol. Dylid rhoi sylw arbennig fod bioffiseg meddygol. Mae'n ystyried y prosesau patholegol yn y corff, sut mae'r gwaith o ailadeiladu ardaloedd a ddifrodwyd y moleciwlau neu strwythurau neu eu iawndal. Mae'n darparu deunydd ar gyfer biotechnoleg. Mae'n bwysig iawn wrth atal clefydau, yn enwedig o natur genetig eu dileu ac yn egluro'r dulliau o weithredu.
8. cynefin Bioffiseg - astudio effaith ffisegol ar y cynefinoedd lleol o greaduriaid, ac effaith pynciau lle ymhell ac agos. Ystyriwch hefyd y biorhythms, effaith amodau'r tywydd a chaeau biolegol ar y sylwedd. Datblygu dulliau o fesurau i atal yr effeithiau negyddol o amodau amgylcheddol.

Mae'r holl disgyblaethau hyn yn gwneud cyfraniad enfawr at y ddealltwriaeth o weithgaredd hanfodol o systemau byw, mae'r mecanweithiau o ddylanwad arnynt y biosffer a'r amodau gwahanol.

Mae datblygiadau diweddar

Gallwch ffonio rhai o'r digwyddiadau mwyaf arwyddocaol sy'n ymwneud â chyflawni bioffiseg:

• Agorwyd clonio organebau fecanweithiau;
• Rôl nodweddion a thrawsnewidiadau ocsid nitrig mewn systemau byw;
• y gydberthynas o RNA bach a negesydd, a fydd yn y dyfodol yn eich helpu i ddod o hyd i'r ateb i lawer o broblemau iechyd (dileu clefydau);
• autowaves agored natur ffisegol;
• oherwydd y gwaith o Bioffiseg Moleciwlaidd a astudiwyd agweddau ar y synthesis a dyblygu DNA, a arweiniodd at y gallu i greu amrywiaeth o gyffuriau newydd o glefydau difrifol a chymhleth;
• Mae'r model cyfrifiadurol yr holl adweithiau sy'n cyd-fynd â'r broses o ffotosynthesis;
• dulliau datblygedig ar gyfer archwiliad uwchsain o'r corff;
• sefydlu rhwng cosmogeophysical a phrosesau biocemegol;
• rhagwelir newid yn yr hinsawdd ar y blaned;
• agor gwerthoedd urokenazy ensym yn atal clefyd thrombosis a dileu effeithiau ar ôl strôc;
• Gwnaeth nifer o ddarganfyddiadau o strwythur protein, y system cylchrediad y gwaed a rhannau eraill o'r corff.

Sefydliad o Bioffiseg yn Rwsia

Yn ein gwlad, mae Prifysgol Moscow Wladwriaeth. M. V. Lomonosova. Ar sail y sefydliad addysgol hwn yn gweithredu Adran Bioffiseg. Ef a yn paratoi gweithwyr proffesiynol cymwysedig i weithio yn y maes hwn.

Mae'n bwysig rhoi cychwyn o ansawdd proffesiynol yn y dyfodol. Maent yn aros am swydd anodd. Biophysicist rhaid i ddeall yr holl cymhlethdodau y prosesau sy'n digwydd yn bodau byw. Yn ogystal, mae angen i fyfyrwyr ddeall mewn ffiseg. Mae'n wyddoniaeth gymhleth - bioffiseg. Darlithoedd yn cael eu hadeiladu yn y fath fodd ag i gwmpasu'r holl ddisgyblaethau sy'n ymwneud â bioffiseg a chydrannau, ac i gynnwys ystyriaeth o gymeriad biolegol a chorfforol.