Биофизика

Определение понятия, предмет и задачи биофизики

Биофизика – это наука, изучающая функционирование биосистем (биологических систем) на физическом и физико-химическом уровне.

Биофизика изучает физические и физико-химические процессы, протекающие в биосистемах на разных уровнях организации, которые являются основой физиологических явлений. Возникновение биофизики произошло как одно из направлений развития физики, свой вклад также вносят такие науки, как математика, химия и биология.

Живой огранизм как биосистема – это сложная, динамичная, равновесная, открытая, саморегулирующаяся, адаптирующаяся, самовоспроизводящаяся и развивающаяся гетерогенная система, в которой важнейшими функциональными веществами являются биополимеры: белки и нуклеиновые кислоты, имеющие сложное атомно-молекулярное строение и взаимодействующие между собой..

Задачи биофизики

1. Раскрытие общих закономерностей поведения биосистем как открытых неравновесных систем. Теоретическое обоснование термодинамических (т/д) основ жизни.
2. Научное истолкование явлений индивидуального и эволюционного развития, саморегуляции, самообновления и самовоспроизведения.
3. Выяснение связей между строением, свойствами и функциями биополимеров и других биологически активных веществ.
4. Создание и теоретическое обоснование физико-химических методов исследования биологических объектов.
5. Физическое истолкование важнейших функциональных явлений биосистем: генерация и распределение нервного импульса, мышечное сокращение, рецепция, фотосинтез и др.

Разделы биофизики

1. Молекулярная биофизика – изучает строение и физико-химические свойства биомолекул.
2. Биофизика клетки – изучает особенности строения и функционирования клеточных и тканевых систем.
3. Биофизика сложных систем – изучает кинетику биопроцессов, динамику (поведение во времени) разнообразных процессов, присущих живой материи, и термодинамику биосистем.

Содержание

Молекулярная биофизика

1. Введение

   Биомолекулы. Состав → строение → свойства → функции → роль → значение.

   Предмет биофизики, её разделы.

   История Молекулярной биофизики

2. Аминокислоты.

   Заряды аминокислот.

3. Нуклеотиды. Выполнить задания на этой страничке.

Строение ДНК. Выполнить задания на этой страничке.

Задание

• Знать и уметь писать структурные формулы нуклеотидов: А, Т, Г, Ц, У.
• Знать способы связывания нуклеотидов в ДНК по вертикали и горизонтали. Иметь понятие о 3'-5' связях.

4. Пептидная связь, пептидные биополимеры.

5. Белки.

   Строение белка.

6. Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК.

   Свёртывание ДНК в хромосому

7. Липиды.

8. Углеводы.

9. Витамины.

10. Взаимодействие биомолекул.

11. Вода.

Биомембраны

1. Строение, свойства, функции.

   Структура клеточных мембран. Ч. 1.

   Структура клеточных мембран. Ч. 2.

   Рафтовая теория строения биомембран

2. Мембранный транспорт.

   Мембранные патологии.

Биоэлектрические явления

1. Потенциал покоя.

2. Локальные потенциалы.

3. Потенциал действия.

Биосистемы как открытые системы

1. Термодинамика биосистем.

2. Устойчивость и саморегуляция биосистем.

3. Кинетика биопроцессов.

4. Динамика биосистем.

   Люминесценция