㈠ 什麼是生物物理,它的主要研究領域有哪些
關於生物物理學的定義,有許多不同的看法。現列舉文獻中或網路上出現的四種定義。
定義一: 生物物理學是由物理學與生物學相互結合而形成的一門交叉學科。它應用物理學的基本理論、方法與技術研究生命物質的物理性質,生命活動的物理與物理化學規律,以及物理因素對機體的作用。
定義二: 生物物理學是生物學和物理學之間的邊緣學科,它用物理學的概念和方法研究生物各層次的結構與功能的關系,以及生命活動的物理過程和物理化學過程.
定義三:生物物理學是物理學與生物學相結合的一門邊緣學科,是生命科學的重要分支學科和領域之一。生物物理學是應用物理學的概念和方法研究生物各層次結構與功能的關系、生命活動的物理、物理化學過程和物質在生命活動過程中表現的物理特性的生物學分支學科。生物物理學旨在闡明生物在一定的空間、時間內有關物質、能量與信息的運動規律。
定義四:生物物理學是運用物理學的理論、技術和方法,研究生命物質的物理性質、生命過程的物理和物理化學規律,以及物理因素對生物系統作用機制的科學。
上面的四個定義表述方法雖各有不同,但都認為生物物理學是一門生物學和物理學相互作用的學科,也都是從生物物理學的研究對象上來闡述其定義的。
生物物理學研究的內容十分廣泛,涉及的問題則幾乎包括生物學的所有基本問題。由於生物物理學是一門正在成長著的邊緣學科,其具體內容和發展方向也在不斷變化和完善,它和一些關系特別密切的學科(生化、生理等)的界限也不是很明確。現階段,生物物理的研究領域主要有以下幾個方面:
3.1.1分子生物物理。分子生物物理是本學科中最基本、最重要的一個分支。它運用物理學的基本理論與技術研究生物大分子、小分子及分子聚集體的結構、動力學,相互作用和其生物學性質在功能過程中的變化,目的在於從分子水平闡述生命的基本過程,進而通過修飾、重建和改造生物分子,為實踐服務。
生物大分子及其復合物的空間結構與功能的關系是分子生物物理的核心問題。自從50年代X射線衍射晶體分析法應用於核酸與蛋白質獲得成功,奠定了分子生物學發展的基礎,至今已有40餘年歷史。在這段時期中,有關結構的研究大體上經歷了3個主要階段:①晶體結構的研究;②溶液中生物分子構象的研究;③分子動力學的研究。分子構象隨時間變化的動力學,分子問的特異相互作用,生物水的確切作用等是分子生物物理今後的重要課題。
3.1.2膜與細胞生物物理。膜及細胞生物物理是僅次於分子生物物理的一個重要部分。要研究膜的結構與功能,細胞各種活動的分子機制;膜的動態認識,膜中脂類的作用,通道的結構及其啟閉過程,受體結構及其與配體的特異作用,信息傳遞機制,電子傳遞鏈的組分結構及其運動與能量轉換機制都是膜生物物理的重要課題。細胞生物物理目前研究的深度還不夠,隨著分子與膜生物物理的進展,細胞各種活動的分子機制也必將逐步闡明。
3.1.3感官與神經生物物理。生命進化的漫長歷程中出現了能對內、外環境作出反應的神經系統。神經系統連同有關的感覺器官在高等動物特別是在人體內已發展到了高度復雜的程度,其結構上的標志是出現了大腦皮層,功能上大腦是最有效的信息處理、存貯和決策機構。因此感官和腦的問題已經成為神經生物學注意的中心。研究的主要問題有:①離子通道;②感受器生物物理;③神經遞質及其受體;④神經通路和神經迴路研究;⑤行為神經科學。這是生物物理最早發展,但仍很活躍的一個領域,特別應該指出的是目前「神經生物物理」受到極大重視,因為這是揭開人類認識、學習、記憶以至創造性活動的基礎。
3.1.4生物控制論與生物信息論。主要用控制論的理論與方法研究生物系統中信息的加工、處理,從而實現調節控制機制。它從綜合的、整體的角度出發,研究不同水平的生物系統各部分之間的相互作用,或整個系統與環境之間的相互作用,神經控制論和生物控制系統的分析和模擬是其兩個重點。
3.1.5理論生物物理。是運用數學和理論物理學研究生命現象的一個領域,既包括量子生物學和分子動力學等微觀研究,也包括對進化、遺傳、生命起源、腦功能活動及生物系統復雜性等宏觀研究。目前已從葯物、毒物等簡單分子逐步向復雜體系過渡,試圖從電子水平說明生命現象的本質,涉及各種生命活動的基礎。但在方法上還必須不斷發展以適應需要。
3.1.6光生物物理。光生物物理是研究光生物學中的光物理與原初光化學過程,即研究光的原初過程的學科。主要研究問題有:①光合作用;②視覺;③嗜鹽菌的光能轉換;④植物光形態建成:⑤光動力學作用;③生物發光與化學發光。
3.1.7自由基與環境輻射生物物理。研究各種波長電磁波(包括電離輻射)對機體和生物分子的作用機制及其產生效應的利用與防護基礎研究。主要內容有:①自由基;②電離輻射的生物物理研究;③生物磁學與生物電磁學。
3.1.8生物力學與生物流變學。它的興起是由於人們對認識生命運動規律、保護人類健康、生物醫學工程和生物化學工程的需要。主要內容有:①生物流體力學;②生物固體力學;③其它生物力學問題;④生物流變學。其中血液流變學佔主導地位,這是因為它與臨床密切結合,所以發展特別迅速。
3.1.9生物物理技術。生物物理技術在生物物理中佔有特殊的地位,以致成為該學科中不可缺少的一個重要組成部分。這是因為每一項重要技術的出現常常使生物物理的研究進到一個新的水平,推動學科迅速發展。X射線衍射分析、核磁共振技術及常規波譜分析都是很典型的例子。生物物理技術和儀器的另一重要任務就是根據研究課題的需要設計新的儀器。如為了研究細胞膜上的脂和蛋白分子的側向擴散運動而設計的熒光漂白恢復技術(FPR)等。
3.2生物物理學研究的現狀
(1)分子生物物理學是整個生物物理學的基礎,也是當前研究的重點,佔主導地位(佔1/3)
(2)膜與細胞生物物理學是把分子生物物理學原理應用到生物活體系的第一個目標,即用分子的語言描述膜與細胞的結構與功能(佔1/3)
(3)開展動態的、活體的檢測與研究,發展相關檢測技術。
(4)對更高的復雜層次的研究,如對視覺、腦和神經活動的研究。
生命科學各個領域的研究中,幾乎都需要生物物理學的參與;與此同時,生物物理學自身也在不斷發展,充實新內容,開拓新領域。
㈡ 生物化學的主要內容是什麼生物化學都研究些什麼
生物化學(自然科學)
運用化學的方法和理論研究生命物質的必學學科。其任務主要是了解生物的化學組成、結構及生命過程中各種化學變化。從早期對生物總體組成的研究,進展到對各種組織和細胞成分的精確分析。目前正在運用諸如光譜分析、同位素標記、X射線衍射、電子顯微鏡以及其他物理學、化學技術,對重要的生物大分子(如蛋白質、核酸等)進行分析,以期說明這些生物大分子的多種多樣的功能與它們特定的結構關系。
㈢ 「生物物理化學」是什麼學科
「生物物理化學」是什麼學科
物理化學是在物理和化學兩大學科基礎上發展起來的.它以豐富的化學現象和體系為對象,大量採納物理學的理論成就與實驗技術,探索、歸納和研究化學的基本規律和理論,構成化學科學的理論基礎.物理化學的水平在相當大程度上反映了化學發展的深度.
物理化學是以物理的原理和實驗技術為基礎,研究化學體系的性質和行為,發現並建立化學體系中特殊規律的學科.
隨著科學的迅速發展和各門學科之間的相互滲透,物理化學與物理學、無機化學、有機化學在內容上存在著難以准確劃分的界限,從而不斷地產生新的分支學科,例如物理有機化學、生物物理化學、化學物理等.物理化學還與許多非化學的學科有著密切的聯系,例如冶金學中的物理冶金實際上就是金屬物理化學.
組成部分
物理化學由化學熱力學、化學動力學和結構化學三大部分組成.
㈣ 什麼是生物化學生物化學的主要研究內容是什麼
生物化學是研究生物體中的化學進程的一門學科,常常被簡稱為生化。主要用於研究細胞內各組分,如蛋白質、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結構和功能。而對於化學生物學來說,則著重於利用化學合成中的方法來解答生物化學所發現的相關問題。
生物化學若以不同的生物為對象,可分為動物生化、植物生化、微生物生化、昆蟲生化等。若以生物體的不同組織或過程為研究對象,則可分為肌肉生化、神經生化、免疫生化、生物力能學等。因研究的物質不同,又可分為蛋白質化學、核酸化學、酶學等分支。研究各種天然物質的化學稱為生物有機化學。研究各種無機物的生物功能的學科則稱為生物無機化學或無機生物化學。60年代以來,生物化學與其他學科融合產生了一些邊緣學科如生化葯理學、古生物化學、化學生態學等;或按應用領域不同,分為醫學生化、農業生化、工業生化、營養生化等。
㈤ 生物化學研究的內容是什麼
生物化學主要研究生物體分子結構與功能、物質代謝與調節以及遺傳信息傳遞的分子基礎與調控規律。具體如下:
生物體的化學組成、新陳代謝與代謝調節控制、生物大分子的結構與功能、酶學研究、生物膜和生物力能學、激素與維生素、生命的起源與進化、方法學。
㈥ 分子生物學和生物化學及生物物理學有哪些區別
現代化學和物理學理論、技術和方法的應用推動了生物大分子結構功能的研究,分子生物學和生物化學及生物物理學關系十分密切,它們之間的主要區別在於:
(1)生物化學和生物物理學是用化學的和物理學的方法研究在分子水平,細胞水平,整體水平乃至群體水平等不同層次上的生物學問題。而分子生物學則著重在分子(包括多分子體系)水平上研究生命活動的普遍規律;
(2)在分子水平上,分子生物學著重研究的是大分子,主要是蛋白質,核酸,脂質體系以及部分多糖及其復合體系。而一些小分子物質在生物體內的轉化則屬生物化學的范圍;
(3)分子生物學研究的主要目的是在分子水平上闡明整個生物界所共同具有的基本特徵,即生命現象的本質;而研究某一特定生物體或某一種生物體內的某一特定器官的物理、化學現象或變化,則屬於生物物理學或生物化學的范疇。