ВВЕДЕНИЕ В БИОФИЗИКУ История возникновения биофизики 17

ВВЕДЕНИЕ В БИОФИЗИКУ

История возникновения биофизики 17 в. Опыты Луиджи Гальвани: физиологическое воздействие электрического тока на нервномышечную систему конечностей лягушки 19 в. термин «Биофизика»

БИОФИЗИКА Биологическая наука о физико-химических явлениях в живых системах, находящихся в неразрывной связи с окружающей средой Объект – живая система (часть клетки, клетка, отдельный орган, целый организм)

Характеристики живых систем - Раздражимость живых систем Наличие обмена веществ в живой системе Способность к росту Способность к размножению Авторегуляция и авторегистрация Дискретность Адаптация Микро- и макроэволюция биопотенциалы

Биофизика связана с - Медициной Сельским хозяйством Генетикой Атомной физикой Радиобиологией Космической биологией Биохимией

Аспекты биофизических исследований • Астробиологический • Организменный • Органный • Субклеточный • Клеточный • Молекулярный • Атомарный

Аспекты биофизических исследований природы • Астробиологический • Организменный • Органный • Клеточный • Субклеточный • Молекулярный • Атомарный

Задачи биофизики Исследование процессов живых систем при помощи: физико-химических методов современных физических теорий Исследование клетки и ее протоплазмы на молекулярном и квантовом уровнях Установление в живых системах взаимосвязи и динамики углеводов, белков, липидов и электролитов Установление законов трансформации энергии внешнего физического раздражения в биологические процессы другие

Разделы современной биофизики Молекулярная биофизика Биофизика клетки Биофизика сложных систем

Молекулярная биофизика ≡ физика полимеров • • Область перекрывания молекулярной физики и молекулярной биологии Молекулярная физика биологических процессов, биологически функциональных молекул Исследует: Строение молекул Равновесные взаимоотношения молекул и их свойства Кинетику взаимодействия молекул и превращений

Биофизика клетки Физика вычлененных процессов в живом организме, контактирующая с физиологией Биофизика сократительных систем Биофизика проводимости Биофизика органов чувств

Биофизика сложных систем Исследование физических основ поведения организма или некой его функциональной подсистемы как целого. Сложная система: - Организм - Популяция - Биогеоценоз - Биосфера

История развития биофизики 16 в – создание первого микроскопа (братья Янсоны) 17 в – клеточная природа растений (Шлейден) и животных (Шванн) к 17 в-н 18 в Левенгук и Сваммердам: обнаружение простейших микроорганизмов нервные и мышечные волокна Строение клетки (ядро, ядрышко, оболочку, аппарат Гольджи) 19 в – распространение возбуждения по нерву, обоснование биооптики и биоакустики (Гельмгольц) 19 в - открытие рентгеновских лучей 1932 г – изобретение электронного микроскопа (Киолл и Руска)

Развитие отечественной биофизики 1725 г. – открытие Академии наук в Петербурге (Петр. I) Л. Эйлер: движение крови по сосудам, ход лучей в глазу, теория слуха М. В. Ломоносов: ЗСЭ, ЗСМ, сформулировал трехкомпонентную теорию цветного зрения, классификация вкусовых веществ, действие электрического тока на живые системы, предположение о воздушном питании растений И. М. Сеченов (19 в) исследования газов крови, природа биоэлектрических явлений Н. Е. Веденский установил предельные ритмы возбудимых сред (нервов, мышу, ЦНС)

1919 г. – создан Институт биофизики (Москва) П. П. Вавилов – изучение квантовой природы света (воздействие на глаз человека) С. В. Кравков, Б. Ф. Дерягин и др. - биофизика зрения П. П. Лазарев, П. Н. Беликов и др. – биофизика слуха В. В. Шулейкин – биофизика моря М. Н. Шатерников – энергетический баланс человека, построил камеру для изучения обмена веществ и энергии

1952 г–Институт биофизики АН СССР (Г. М. Франк) Исследования в области: молекулярной биофизики, биофизики клетки, радиобиологии, фотобиологии, радиоспектроскопии, электронной микроскопии, рентгеноструктурному анализу биополимеров, экспериментального и теоретического изучения проблемы регулирования и управления в биологических системах

1953 г - кафедра биофизики на биолого-почвенном факультете МГУ Исследования по: - фотосинтезу, - радиобиологии, - генерации биопотенциалов в клетке, - сверхслабому свечению биологических объектов в видимой области спектра

1958 г - кафедра биофизики на биолого-почвенном факультете Ленинградского государственного университета Исследования в области: - Биофизики органов чувств (зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса) - Дифференцированной возбудимости, адекватности, дискретной и индискретной сигнализации (на клеточном, молекулярной и системном уровнях)

Кафедры биофизики созданы в Киевском, Воронежском университетах 1996 г – специализация «Медицинская физика» на кафедре общей и молекулярной физики физического факультета Уральского государственного университета им. А. М. Горького 2000 г – специальность «Медицинская физика»

Литература Рубин А. Б. «Биофизика» , том 1, 2, М: «Высшая школа» , 1987 Волькенштейн М. В. «Физика и биология» , М: «Наука» , 1980 Рощупкин Д. И. , Фесенко Е. Е. «Биофизика органов: учебное пособие» , М: «Наука» , 2000 Волькенштейн М. В. «Молекулярная биофизика» , М: «Наука» , 1975 Антонов В. Ф. , Черныш А. М. и др. «Биофизика» , М: «Владос» , 2000 Ремизов А. Н. «Медицинская и биологическая физика» , М: «Высшая школа» , 1999 Рубин А. Б. «Современные методы биофизических исследований» , М: «Высшая школа» , 1988 Рыбин И. А. «Лекции по биофизике» , Екатеринбург: «Издательство Уральского университета» , 1994