Биофизика - реферат

Биофизические исследования в физике

Энтузиазм физиков к биологии в XIX в. безпрерывно рос. Одновре­менно и в био дисциплинах усиливалась тяга к физическим способам исследования. Последние все обширнее проникали в самые различ­ные области биологии. При помощи физики расширяются информационные способности микроскопа. Сначала 30-х годов XX в. возникает элект­ронный микроскоп. Действенным Биофизика - реферат орудием био исследования становятся радиоактивные изотопы, все более совершенствующаяся спек­тральная техника, рентгено-структурный анализ. Расширяется сфера при­менения рентгеновых и ультрафиолетовых лучей; электрические ко­лебания употребляются не только лишь как средства исследования, да и как причины воздействия на организм. Обширно просачивается в биологию и, осо­бенно физиологию Биофизика - реферат, электрическая техника.

Вместе с внедрением новых физических способов развивается и так именуемая молекулярная биофизика. Добившись большущих фурроров в по­знании сути неживой материи, физика начинает претендовать, поль­зуясь классическими способами, на расшифровку природы живой мате­рии. В молекулярной биофизике создаются очень широкие теорети­ческие обобщения с привлечением сложного математического аппарата Биофизика - реферат. Следуя традиции, биофизик стремится в опыте уйти от очень слож­ного («грязного») био объекта и предпочитает учить пове­дение выделенных из организмов веществ в может быть более чистом виде. Огромное развитие получает разработка разных моделей био структур и процессов — электронных, электрических, математических и т. п. Создаются и изучаются модели клеточного Биофизика - реферат движения (к примеру, ртутная капля в растворе кислоты, совершающая ритмические движения, подобно амебе), проницаемости, нервного проведения. Огромное внима­ние завлекает, а именно, модель нервного проведения, сделанная Ф. Лилли. Это стальное проволочное кольцо, помещенное в раствор со­ляной кислоты. При нанесении на него царапинки, разрушающей поверх­ностный слой Биофизика - реферат окисла, появляется волна электронного потенциала, кото­рая очень похожа на волны, бегущие по нервишкам при возбуждении. Изу­чению этой модели посвящается много исследовательских работ (начиная с 30-х годов), использующих математические способы анализа. В дальней­шем создается более совершенная модель, базирующаяся на кабельной теории. Основой ее построения явилась некая физическая аналогия меж Биофизика - реферат рассредотачиванием потенциалов в электронном кабеле и нервном

Другие области молекулярной биофизики пользуются наименьшей по­пулярностью. Посреди их необходимо подчеркнуть математическую биофизику, фаворитом которой является Н. Рашевский. Математическая биофизика свя­зана со многими областями биологии. Она не только лишь обрисовывает в мате­матической форме количественные закономерности таких явлений, как рост, деление Биофизика - реферат клеток, возбуждение, да и пробует рассматривать слож­ные физиологические процессы высших организмов. В США школой Ра-шевского издается журнальчик «Математическая биофизика».

Биофизические исследования в биологии

Сильным толчком для формирования биофизики послужило возникнове­ние в конце XIX — начале XX в. физической химии, продиктованное необходимостью выявления устройств, лежащих в базе хим взаимодействия Биофизика - реферат. Эта новенькая дисциплина сразу завлекла к для себя вни­мание биологов тем, что она открывала возможность зания физико-химических процессов в тех «грязных», исходя из убеждений физика, живых системах, с которыми им тяжело было работать. Ряд направлений, возник­ших в физической химии, породил такие же направления в биофизике Биофизика - реферат.

Одним из огромнейших событий в истории физической химии была разработка С. Аррениусом (Нобелевская премия, 1903) теории электроли­тической диссоциации солей в аква смесях (1887), вскрывшая при­чины их активности. Эта теория вызвала энтузиазм физиологов, ко­торым была отлично известна роль солей в явлениях возбуждения, проведения нервных импульсов, в кровообращении и Биофизика - реферат т. д. Уже в 1890 г. юный физиолог В. Ю. Чаговец выступает с исследованием «О приме­нении теории диссоциации Аррениуса к электромоторным явлениям в живых тканях», в каком попробовал связать появление биоэлектри­ческих потенциалов с неравномерным рассредотачиванием ионов. Несколько позднее с подобными соображениями выступил южноамериканский биолог Ж. Лёб, признавший позднее ценность Чаговца Биофизика - реферат.

В перенесении физико-химических представлений на био явления учавствует целый ряд основателей физической химии. Исходя из явления движения ионов солей, В. Нернст (1908) определил собственный узнаваемый количественный закон возбуждения: по­рог физиологического возбуждения определяется количеством перенесен­ных ионов. Физик и химик В. Оствальд разработал теорию возникно­вения Биофизика - реферат биоэлектрических потенциалов, основанную на допущении нахождения на поверхности клеточки полупроницаемой для ионов мембраны, способной делить ионы обратных зарядов. Тем были заложены базы биофизического направления в истолковании проницаемости и структуры био мембран в широком смысле.

Физиология клеточки.

Появление новых направлений в физиологии животных и человека, коренное изменение многих сложившихся ранее представлении Биофизика - реферат и кон­цепций, связанные с переходом к исследованиям на клеточном, субкле­точном и молекулярном уровнях организации жизни, относятся к 40-м го­дам нашего столетия. Эти действия, знаменующие реальный перелом в развитии физиологических наук, явились следствием современной науч­но-технической революции. Превосходные заслуги физики и техники, в особенности электроники Биофизика - реферат, автоматики и вычислительной техники, дав­шие в руки физиологов принципно новые способы сбора и анализа инфы, привели к технической революции в этой области познания. Подтвердилась справедливость выражения И. П. Павлова, что наука движется толчками зависимо от фурроров, делаемых методикой.

Сделанной в наше время новейшей инструментальной технике физиоло­гия должна базовыми Биофизика - реферат открытиями, возможностью проникнове­ния в интимные процессы жизнедеятельности, в их внутреннюю орга­низацию и механизм их регуляции.

Техническое перевооружение физиологии

В протяжении 10-ка лет неузнаваемо поменялся вид физиологиче­ской лаборатории. Древняя аппаратура, служившая исследователям более столетия, отжила собственный век и перешла в музеи истории науки.

В особенности ценными оказались последующие Биофизика - реферат свойства новейшей инструмен­тальной техники: высочайшая чувствительность и точность измерительной аппаратуры, ее быстродействие, возможность преобразования одних про­цессов в другие (к примеру, механических и термических в электронные), возможность хранения и проигрывания инфы, осуществимость синхронного исследования нескольких физиологических процессов, воз­можность проведения наблюдений на расстоянии, малые габариты и вес многих устройств Биофизика - реферат. Стал достижим четкий количественный и временной анализ микропроцессов (конфигураций температуры в 0,000001°, механиче­ских перемещений, составляющих микроны, электронного напряжения, равного микровольтам), происходящих в микрообъектах (одиночных клет­ках и их структурах) в микроинтервалы: времени (в течение толикой мил­лисекунды). Применение современной инструментальной техники и раз­работка огромного числа новых способов исследования Биофизика - реферат оказали воздействие решительно на все отделы физиологии.

Развитие общей физиологии плотно сплетено с фуррорами в исследовании функций клеток и их структур. Еще сначала XX в. К. А. Тимирязев пенял на то, что физиология клеточки «пока и невыполнима, потому что пе выдумано еще ни весов, ни термометров, ни гальванометров для Биофизика - реферат клеточки». В текущее время такие приборы сконструированы, и это явилось одной из важных предпосылок сотворения подлинно экспери­ментальной физиологии клеточки. Другой предпосылкой следует считать успехи морфологического и биохимического исследования клеточки, также связанные с применением новейшей исследовательской техники.

Для осознания происходящих в клеточке физиологических процессов очень велико значение Биофизика - реферат исследовательских работ, выполненных с помощью электрического микроскопа. Благодаря его применению подтверждено наличие поверхностной мембраны, шириной 70—80. А, оспаривавшееся некоторы­ми исследователями, было найдено существование сложных систем внутриклеточных мембран и раскрыта их пространственная организация. Выяснилось, что мембраны представляют собой неотклонимый структурный элемент клеточки. Повышенное внимание физиологов завлекли исследования саркоплазматической сети (ретикулума) мышечных волокон. Это Биофизика - реферат образо­вание, в первый раз обнаруженное с помощью светового микроскопа, было вновь открыто Ф. Шёстрандом и Б. Андерсоном посреди 50-х годов благо­даря применению электрического микроскопа, позволившего изучить детали его строения. Исследована структура миофибрилл — сократительных элемен­тов мышечных волокон. Средством электрической микроскопии сверхтон­ких срезов мускул в Биофизика - реферат купе с исследованием рассеяния рентгеновых лучей под малыми углами установлено, что миофибриллы состоят из 2-ух систем нитей, которые различаются по толщине и хим составу. Считают, что более толстые нити образованы миозином, более тонкие — актином. Нити одной системы входят своими концами в промежутки меж нитями другой системы, при этом меж Биофизика - реферат теми и другими имеются связывающие их поперечные мостики. Э. Хаксли (Нобелевская премия, 1963), обнаруживший такую структуру миофибрилл (1955—1956), выска­зал предположение, что во время сокращения происходит скольжение одной системы нитей по другой.

Значительны и заслуги современной биохимии, получившей возможность учить роль разных внутриклеточных образований в процессах об­мена веществ. Этими способностями биохимия должна Биофизика - реферат методикам уль­трацентрифугирования, ультразвуковой дезинтеграции, электрофореза, хроматографии, огненной фотометрии, масс-спектрометрии, изотопной ин­дикации, адсорбционной спектроскопии, ауторадиографии, люминесцент­ного анализа, определения двойного лучепреломления в потоке и мно­гим другим, основанным на новейших достижениях физики и техники.

Термодинамика систем поблизости равновесия (линейная термодинамика). 1-ый и 2-ой законы термодинамики

Предметом термодинамики Биофизика - реферат является рассмотрение общих закономерно­стей перевоплощения энергии при ее переносе в форме теплоты и работы меж телами.

Зависимо от нрава обмена энергии и массы с окружающей средой через границы системы различают три группы систем. Изолированные системы не обмениваются с наружной средой ни энергией, ни массой, они стопроцентно изолированы от Биофизика - реферат воздействия среды. Системы, которые через свои границы обмениваются энергией с окружающей средой, но не могут обмениваться массой (веществом), относятся к закрытым системам. Открытые системы обмениваются с окружающей средой и энергией, и массой.

Всякая система характеризуется определенными качествами, либо термоди­намическими параметрами. Их совокупа определяет термодинамическое состояние системы, потому изменение Биофизика - реферат хотя бы 1-го из характеристик приводит к изменению термодинамического состояния системы в целом.

Процессы, протекающие в системе и изменяющие ее состояние, могут быть сбалансированными либо неравновесными. Сбалансированные, либо обратимые, процессы протекают в системе таким макаром, что вызванные ими конфигурации в состоянии системы могут произойти в оборотной последовательности Биофизика - реферат без дополнительных конфигураций в окружающей среде. Напротив, неравновесные, либо необратимые, процессы, к которым относятся реальные перевоплощения в природе, не владеют этими качествами, и их протекание в оборотном направлении сопровождается остаточными переменами в окружающей среде. В традиционной термодинамике рассматриваются приемущественно сбалансированные состояния системы, при ко­торых ее характеристики сохраняют свое значение во всех Биофизика - реферат точках системы и не меняются самопроизвольно во времени.

1-ый закон термодинамики. Этот закон — обобщение многолетнего опыта населения земли, он является законом сохранения энергии в применении к процессам преобразования теплоты.

Рядовая запись первого закона термодинамики имеет вид

d Q=dU+ d A

и значит, что теплота dQ, поглощенная системой из Биофизика - реферат наружной среды, идет на повышение внутренней энергии dU системы и совершение работы dA против наружных сил.

В общем случае dA включает работу против сил наружного давления pdv и наивысшую полезную работу, сопровождающую хим перевоплощения:

d A= d A'max +pdv

Перечень применяемой литературы.

1. Г. Мякишев, В. Григорьев. Силы Биофизика - реферат в природе. – М.: «Наука», 1987.

2. История биологии: с нач. 20 в. до наших дней. – М.: «Просвещение», 1983.

3. Рубин А.Б. Биофизика. – М.: «Наука», 1988.



bill-brewster-frank-broughton-stranica-28.html
bill-brewster-frank-broughton-stranica-7.html
bill-gejts-govorit-chto-plansheti-surface-i-windows-8-preuspevayut-rossijskaya-blagotvoritelnost-v-zerkale-smi.html