الفيزياء الحيوية - علوم البيولوجية هي .... الفيزياء الحيوية الجزيئية

واحدة من أكثر العلوم القديمة، بطبيعة الحال، وعلم الأحياء. اهتمام الناس في العمليات التي تحدث داخلها والكائنات المحيطة نشأت عدة آلاف من السنين قبل عصرنا.

وكانت الملاحظة من الحيوانات والنباتات والعمليات الطبيعية جزءا هاما من حياة الناس. مع مرور الوقت، وتراكمت لديها الكثير من المعرفة، وتحسين وتطوير أساليب لدراسة طبيعة وآليات تحدث في ذلك. وأدى ذلك إلى ظهور العديد من الأقسام التي تشكل ما مجموعه العلم المعقد.

الأبحاث البيولوجية في مختلف مجالات الحياة تجعل من الممكن الحصول على بيانات جديدة وقيمة مهمة لفهم العالم جهاز الكتلة الحيوية. استخدام هذه المعرفة لأغراض الإنسان العملية (استكشاف الفضاء، والطب، والزراعة، والصناعات الكيماوية وهلم جرا).

علم الأحياء الحديث

اليوم، وتحقيق هذا العلم متعدد الأوجه يمكن تحقيق العديد من النتائج الإيجابية. لذلك، والعلوم الحديثة ويقدم عددا من الحلول لمشاكل الأمراض التي تصيب البشر من آثار الفيروسات والبكتيريا. أصبح من الممكن أن يكون في الفضاء دون وقوع إصابات حوالي 3 أشهر، واستخدام الأوكسجين كمصدر من الكائنات الحية الدقيقة أو النباتات وحيدة الخلية.

أدت العديد من الاكتشافات في الأبحاث البيولوجية في مجال البنية الداخلية وتعمل جميع الأنظمة الحية. درس التركيب الجزيئي للكائنات الحية، المجهرية، ومعزولة ودرس العديد من الجينات من الجينوم البشري والحيوانات والنباتات. مزايا التكنولوجيا الحيوية الخلوية و الهندسة الوراثية تسمح للحصول على العديد من المحاصيل في النباتات الموسم والسلالات الحيوانية عرض التي تعطي المزيد من اللحوم والحليب والبيض.

دراسة الكائنات الحية الدقيقة يسمح للحصول على المضادات الحيوية وإنشاء عشرات أو مئات من اللقاحات، والسماح للفوز مجموعة متنوعة من الأمراض، حتى تلك التي الأوبئة سليمة سابقا وادعت الآلاف من حياة الناس والحيوانات.

ولذلك، فإن العلم الحديث في علم الأحياء - انها إمكانيات لا حدود لها من الإنسانية في العديد من مجالات العلم والصناعة والمحافظة على الصحة.

تصنيف العلوم البيولوجية

كانت واحدة من المقاطع الأولى العلم الخاص البيولوجيا. مثل علم النبات، علم الحيوان، علم التشريح والتصنيف. بدأوا في وقت لاحق لتشكيل أكثر اعتمادا على التجهيزات الفنية من التخصصات - علم الأحياء الدقيقة، علم الفيروسات، علم وظائف الأعضاء، وهلم جرا.

وهناك عدد من العلوم الشباب والتقدمية، التي تشكلت إلا في القرن XX-XXI ويلعب دورا كبيرا في التنمية الحديثة للبيولوجيا.

ليس هناك واحد ولكن هناك عدة تصنيفات، والتي يمكن أن يكون في المرتبة العلوم البيولوجية. قائمة بهم مؤثرة جدا في جميع الحالات، والنظر في واحدة منها.

وهكذا، حاولنا لتغطية متنوعة رئيسية هي العلوم البيولوجية. وهذه القائمة لتطوير تقنيات وأساليب الدراسة توسع تجديد. ولذلك، فإن تصنيف واحد من الأحياء غير موجود اليوم.

العلوم البيولوجية المتقدمة ومعناها

لأصغرهم سنا، والعلوم الحديثة والتقدمية البيولوجيا هم مثل:

• التكنولوجيا الحيوية.
• البيولوجيا الجزيئية.
• علم الأحياء الفضاء؛
• الفيزياء الحيوية.
• الكيمياء الحيوية.

وقد شكلت كل هذه العلوم لا سابق القرن العشرين، وبالتالي يعتبر الشباب، والتطور السريع والأكثر أهمية للنشاط العملي للإنسان.

دعونا أسهب في الحديث عن مثل منهم كما الفيزياء الحيوية. وهو العلم الذي ظهر حول عام 1945، وأصبح جزءا هاما من النظام البيولوجي كله.

ما هي الفيزياء الحيوية؟

للإجابة على هذا السؤال، يجب علينا أولا الإشارة إلى اتصال وثيق مع الكيمياء وعلم الأحياء. في بعض الأسئلة الحدود بين العلوم وثيقة بحيث أنه من الصعب أن يجعل خارجا من منهم على وجه التحديد تشارك في الأولوية. لذلك نعتبر الفيزياء الحيوية تقف كعلم المعقد الذي يدرس العمليات الفيزيائية والكيميائية العميقة التي تحدث في المنظومات الحية على مستوى الجزيئات والخلايا والأعضاء، وعلى مستوى المحيط الحيوي ككل.

مثل أي دولة أخرى، الفيزياء الحيوية - علم له هدفه من الدراسة وأهدافها وأهداف، فضلا عن نتائج لائقة وذات مغزى. وبالإضافة إلى ذلك، يرتبط هذا الانضباط بشكل وثيق مع عدد من التوجهات الجديدة.

مرافق البحوث

هم لعوضا عن الأكياس الفيزياء الحيوية في مختلف المستويات التنظيمية.

1. الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا و الفيروسات والفطريات وحيدة الخلية والطحالب).
2. البروتوزوا.
3. الخلايا وحيدة وأجزاء الهيكلية (عضيات).
4. النباتات.
5. الحيوانات (بما في ذلك رجل).
6. المجتمعات البيئية.

أي الفيزياء الحيوية - دراسة الحي من وجهة نظر من العمليات الفيزيائية التي تحدث فيها.

أهداف العلم

في البداية، كانت biophysicists المهام لإثبات وجود العمليات الفيزيائية والظواهر في حياة الكائنات الحية ودراستها، ومعرفة طبيعة وأهمية.

المشاكل الحديثة في هذا العلم يمكن أن تصاغ على النحو التالي:

1. لدراسة بنية الجينات والآليات التي تصاحب نقل وتخزين وتعديل (طفرة).
2. النظر في كثير من جوانب بيولوجيا الخلية (خلية التفاعل مع كل الكروموسومات وغيرها من التفاعلات الوراثية وغيرها من العمليات).
3. لدراسة جزيئية جزيئات البوليمر الأحياء المعقدة (البروتينات والأحماض النووية، السكريات).
4. Cosmogeophysical تكشف عن تأثير العوامل على مسار جميع العمليات الفيزيائية والكيميائية في الكائنات الحية.
5. أكثر عمقا للكشف عن آليات البيولوجيا الضوئية (التمثيل الضوئي، photoperiodicity وهلم جرا).
6. تنفيذ وتطوير أساليب النمذجة الرياضية.
7. لتطبيق تكنولوجيا النانو لدراسة الأنظمة الحية.

من هذه القائمة من الواضح أن الكثير من الفيزياء الحيوية بدراسة مشاكل كبيرة وخطيرة في المجتمع الحديث، ونتائج هذا العلم من أهمية بالنسبة للرجل وحياته.

تاريخ

الفيزياء الحيوية كعلم نشأت مؤخرا نسبيا - في عام 1945، عندما إروين شرودنغر نشرت عمله "ما هي الحياة من وجهة نظر الفيزياء." وكان هو الذي لاحظ لأول مرة، وأشار إلى أن العديد من قوانين الفيزياء (قوانين الديناميكا الحرارية ميكانيكا الكم) هي المكان المناسب ليكون هو في الحياة والعمل من الكائنات الحية من الكائنات الحية.

وبفضل عمل الفيزياء الحيوية علم الإنسان بدأ تطوره المركزة. ولكن حتى قبل ذلك، في عام 1922، معهد الفيزياء الحيوية، التي أنشئت في روسيا، التي يرأسها P. P. ازاريف. يتم سحب هناك دورا أساسيا في دراسة طبيعة الإثارة من الأنسجة والأعضاء. وكانت النتيجة هي تحديد قيمة أيونات في هذه العملية.

ثم سلسلة من الاكتشافات العلماء مختلفة تتيح لنا أن نفهم أن الفيزياء الحيوية - اكتمال، رحيب ومعقدة العلم اللازمة لفهم كل العمليات التي تحدث في الأنظمة الحية.

1. جالفاني يفتح الكهرباء وأهميتها بالنسبة للأنسجة الحية (الكهرباء الحيوية).
2. A. L. Chizhevsky - أب لعدة تخصصات دراسة تأثير الكون على المحيط الحيوي، وكذلك الإشعاع التأين وelektrogemodinamiku.
3. وقد تمت دراسة الهيكل التفصيلي لجزيئات البروتين فقط بعد اكتشاف الأشعة السينية طريقة حيود (تحليل أشعة X). وقد تم ذلك من قبل علماء Perutz وKendrew (1962).
4. وفي العام نفسه، فتح هيكل ثلاثي الأبعاد من الحمض النووي (موريس Uilkins).
5. كانوا قادرين على تطوير وسيلة لتحديد الجهد الكهربائي المحلية Neher وإطار Zachman في عام 1991.

تمكين عدد من الاكتشافات الأخرى الفيزياء الحيوية العلوم الشروع في التحديث المكثف والتقدمية في تطوير وتشكيل.

منتدى الفيزياء الحيوية

وهناك عدد من التخصصات التي تشكل هذا العلم. النظر في أبسط منها.

1. الفيزياء الحيوية من الأنظمة المعقدة - النظر في جميع آليات معقدة من التنظيم الذاتي من الكائنات متعددة الخلايا (systemogenesis، التشكل، sinergogenez). أيضا هذا الانضباط ندرس المكون المادي للتطور الجنين وعمليات التنمية التطورية، مستويات التنظيم من الكائنات الحية.
2. الصوتيات الحيوية والفيزياء الحيوية أنظمة حسية - دراسات الكائنات الحية أنظمة حسية (البصر، السمع، استقبال، والكلام، وما إلى ذلك)، وأساليب بث إشارات مختلفة. يكشف عن آليات تحول الطاقة في النظرة إلى الكائنات التأثيرات الخارجية (محفزات).
3. الفيزياء الحيوية النظرية - يضم عددا من podnauk تشارك في دراسة الديناميكا الحرارية من العمليات البيولوجية، وبناء النماذج الرياضية من الأجزاء الهيكلية من الكائنات الحية. أيضا النظر في العمليات الحركية.
4. الفيزياء الحيوية الجزيئية - النظر في آليات عميقة من التنظيم الهيكلي وعمل البوليمرات الحيوية مثل DNA، RNA والبروتينات والسكريات. هو بناء النماذج والرسومات من هذه الجزيئات، ويتوقع سلوك تشكيلها في المنظومات الحية. أيضا، هذا الانضباط هو بناء نظام supramolecular وsubmolecular لتحديد بناء آلية والعمل من البوليمرات الحيوية في الأنظمة الحية.
5. الفيزياء الحيوية الخلية. يدرس العمليات الخلوية أهمها: التمايز والانقسام، والإثارة والإمكانات البيولوجية للبنية الغشاء. ويولى اهتمام خاص لآليات النقل غشاء من المواد، فرق الجهد، خصائص وبنية الغشاء وأجزاء المحيطة بها.
6. الفيزياء الحيوية الأيض. ناقش الرئيسية العمليات: التمثيل الضوئي، و التشميس والتكيف للكائنات إليها، ديناميكا الدم، والتمثيل الغذائي الحرارة مستوى، وتأثير الإشعاعات المؤينة.
7. الفيزياء الحيوية التطبيقية. وهو يتألف من عدة تخصصات: المعلوماتية الحيوية، القياسات الحيوية، الميكانيكا الحيوية، ودراسة العمليات التطورية وontogenesis، المرضية (الطبية) الفيزياء الحيوية. كائنات من الفيزياء الحيوية دراسة تطبيقية - الجهاز العضلي الهيكلي، وطرق التحرك، والناس التعرف على أساليب الخصائص الفيزيائية. وينبغي أن يكون اهتماما خاصا الفيزياء الحيوية الطبية. وتعتبر أن العمليات المرضية في الجسم، وكيفية إعادة إعمار المناطق المتضررة من الجزيئات أو الهياكل أو تعويضهم. ويوفر المواد اللازمة التكنولوجيا الحيوية. ومن أهمية كبيرة في الوقاية من الأمراض، وخاصة من طبيعة وراثية من القضاء عليها وشرح آليات العمل.
8. الموائل الفيزياء الحيوية - دراسة تأثير فعلي على كل من الموائل المحلية من المخلوقات، وتأثير المواد الفضاء القريبة والبعيدة. ضع في اعتبارك أيضا بيورهيثمس، وتأثير الظروف الجوية والمجالات البيولوجية على الجوهر. تطوير أساليب من التدابير لمنع الآثار السلبية للظروف البيئية.

كل هذه التخصصات يبذلون مساهمة كبيرة في فهم النشاط الحيوي من المنظومات الحية، وآليات التأثير عليها في المحيط الحيوي وظروف مختلفة.

التطورات الحديثة

يمكنك استدعاء بعض من أهم الأحداث التي تتعلق بتحقيق الفيزياء الحيوية:

• افتتح استنساخ الكائنات الآليات؛
• الميزات والتحولات دور أكسيد النيتريك في المنظومات الحية.
• العلاقة المتبادلة بين RNA الصغيرة ورسوله، والتي في المستقبل سوف تساعدك على العثور على حل لكثير من المشاكل الصحية (القضاء على الأمراض)؛
• autowaves مفتوحة الطبيعة الفيزيائية.
• ويرجع ذلك إلى عمل الفيزياء الحيوية الجزيئية بدراسة جوانب تركيب وتكرار الحمض النووي، والتي أسفرت عن القدرة على خلق مجموعة من الأدوية الجديدة من الأمراض الخطيرة والمعقدة؛
• نموذج جهاز الكمبيوتر من كل ردود الفعل التي تصاحب عملية التمثيل الضوئي.
• الأساليب المتقدمة للفحص الموجات فوق الصوتية من الجسم؛
• أقيمت بين cosmogeophysical والعمليات الكيميائية الحيوية.
• وتوقع تغير المناخ على كوكب الأرض؛
• فتح القيم urokenazy الانزيم في الوقاية من أمراض تجلط الدم وإزالة آثار بعد السكتة الدماغية.
• كما قدم عدد من الاكتشافات لبنية البروتين، ونظام الدورة الدموية وأجزاء أخرى من الجسم.

معهد الفيزياء الحيوية في روسيا

في بلادنا هناك جامعة موسكو الحكومية. M. V. Lomonosova. على أساس هذه المؤسسة التعليمية تعمل دائرة الفيزياء الحيوية. وكان هو الذي يقوم بإعداد المهنيين المؤهلين للعمل في هذا المجال.

من المهم أن تعطي جودة تبدأ المهنيين في المستقبل. أنهم ينتظرون مهمة صعبة. الفيزياء الحيوية ملزمة لفهم كل تعقيدات العمليات التي تحدث في الكائنات الحية. وبالإضافة إلى ذلك، يحتاج الطلاب إلى فهم في الفيزياء. إنه علم معقد - الفيزياء الحيوية. هي التي شيدت المحاضرات في مثل هذه الطريقة لتشمل جميع التخصصات المعنية في الفيزياء الحيوية والمكونات، وتغطية النظر في الطابع البيولوجي والمادي على حد سواء.