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物理生物學什麼意思

發布時間:2023-05-09 21:38:39

『壹』 什麼是物理什麼是生物什麼是地理

物理是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學.

生物,具有動能的生命體,也是一個物體的集合,而個體生物指的是生物體.

地理是研究地球表面的地理環境中各種自然現象和人文現象,以及它們之間相互關系的學科。

『貳』 物理和生物的區別

一、研究對象不同

生物學研究對象是地球上現存的生物和已經滅絕的種類。地球上現存的生物估計有200萬~450萬種;已經滅絕的種類更多,估計至少也有1500萬種。

物理學研究的領域可分為下列四大方面:

1、凝聚態物理——研究物質宏觀性質,這些物相內包含極大數目的組元,且組員間相互作用極強。最熟悉的凝聚態相是固體和液體,它們由原子間的鍵和電磁力所形成。更多的凝聚態相包括超流和波色-愛因斯坦凝聚態(在十分低溫時,某些原子系統內發現);某些材料中導電電子呈現的超導相;原子點陣中出現的鐵磁和反鐵磁相。凝聚態物理一直是最大的的研究領域。歷史上,它由固體物理生長出來。1967年由菲立普·安德森最早提出,採用此名。

2、原子,分子和光學物理——研究原子尺寸或幾個原子結構范圍內,物質-物質和光-物質的相互作用。這三個領域是密切相關的。因為它們使用類似的方法和有關的能量標度。它們都包括經典和量子的處理方法;從微觀的角度處理問題。原子物理處理原子的殼層,集中在原子和離子的量子控制;冷卻和誘捕;低溫碰撞動力學;准確測量基本常數;電子在結構動力學方面的集體效應。

3、高能/粒子物理——粒子物理研究物質和能量的基本組元及它們間的相互作用;也可稱為高能物理。因為許多基本粒子在自然界不存在,只在粒子加速器中與其它粒子高能碰撞下才出現。據基本粒子的相互作用標准模型描述,有12種已知物質的基本粒子模型(誇克和輕粒子)。它們通過強,弱和電磁基本力相互作用。標准模型還預言一種希格斯-波色粒子存在。現正尋找中。

4、天體物理——天體物理和天文學是物理的理論和方法用到研究星體的結構和演變,太陽系的起源,以及宇宙的相關問題。因為天體物理的范圍寬。它用了物理的許多原理。包括力學,電磁學,統計力學,熱力學和量子力學。1931年卡爾發現了天體發出的無線電訊號。

二、定義不同

物理學,是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。

生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學,是自然科學的一個部分。目的在於闡明和控制生命活動,改造自然,為農業、工業和醫學等實踐服務。幾千年來,中國在農、林、牧、副、漁和醫葯等實踐中,積累了有關植物、動物、微生物和人體的豐富知識。1859年,英國博物學家達爾文《物種起源》的發表,確立了唯物主義生物進化觀點,推動了生物學的迅速發展。

三、學科性質不同

物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸,二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器,實驗得出的結果,間接認識物質內部組成建立在的基礎上。物理學從研究角度及觀點不同,可分為微觀與宏觀兩部分,宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果,是最早期就已經出現的,微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。

生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。

『叄』 物理生物學的簡介

(Physical Biology)
生物物理學是側重於研究生命物質的基本物理規律的科學,而物理生物學(Physical Biology)旨在利用新近發展起來的物理學先進概念和物理技術,精確地測量和描述生物體系的結構、功能和行為,使生物學建立在定量的物理學基礎之上的新興前沿交叉學科。早在1925年美國學者A.J.洛特卡發表《物理生物學原理》並提出了一態派般系統論的思晌猛想,物理生物學(Physical Biology)不同於生物物理學(Biophysics)的概念,可以說,就如化學生物學(Chemical Biology)不同於生物化學(Biochemistry),生物物理學是應用物理學概念與方法研究生物各層次的結構與功能關宴閉橋系,生命活動的物理、物理化學等過程和生命活動過程中表現的物理學等特性的生物學分支學科,而物理生物學則是採用物理學概念和技術進行定量物理學研究。在諾貝爾獎得主Zewail的領導下,加州理工學院建立了「物理生物學」研究中心,並於2007年召開了第一次「物理生物學」研討會。

『肆』 生物物理學的定義

生物物理學的定義是生物物理學領域幾乎每一本教科書都無法回答的問題。許多課本中對什麼是生物物理學幾乎都只能含糊其詞的而沒有給出正面的回答:生物物理學是那麼一個領域沒有明確的內容範圍;生物物理學還不是一個成熟學科;它的主要內容還不定型;生物物理學只是個別生物物理學家按照他們自己的設想來規定的,等等。因此與其去討論他的定義或者是強調它的定義,還不如用討論物理科學與生物科學之間的關系來明確生物物理學的概念。
⒈1生物學和物理學
物理學和生物學互相促進,共同發展。物理學和生物學在兩方面有聯系:一方面,生物為物理提供了具有物理性質的生物系統,另一方面,物理為生物提供了解決問題的工具。生命科學是系統地闡述與生命特性有關的重大課題的科學。支配著無生命世界的物理定律同樣也適用於生命世界,無須賦予生活物質一種神秘的活力。對於生命科學的深入了解,無疑也能促進物理、化學等人類其它知識領域的發展。
生命科學研究不僅依賴物理知識、它所提供的儀器,也依靠它所提供的思想方法。生命科學學家也是由各個學科匯聚而來。學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科。
⒈2各種生物物理學的定義
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。
關於生物物理學屬於生物學的分支還是物理學的分支,一些生物學家認為他們研究生命現象時只是引入了物理學的理論和方法,屬於生物學的一個分支。但有些物理學家認為,研究生命的物質運動,只是物理學研究對象由非生命物質擴展到生命物質。應該屬於物理學的分支。不同研究領域的學者處於不同的角度,也就有了不同的定義。 從16世紀末開始,人們就開展了生物物理現象的研究,直到20世紀40年代薛定諤(Schrödinger)在都柏林大學關於「生命是什麼」的講演之前,可以算是生物物理學發展的早期。
19世紀末葉,生理學家開始用物理概念如力學、流體力學、光學、電學及熱力學的知識深入到生理學領域,這樣就逐漸形成一個新的分支學科,許多人認為這就是最初的生物物理學。實際上物理學與生物學的結合很早以前就已經開始。例如克爾肖(Kircher)在17世紀描述過生物發光的現象;波萊利(Borrelli)在其所著《動物的運動》一書中利用力學原理分析了血液循環和鳥的飛行問題。18世紀伽伐尼(Galvani)通過青蛙神經由於接觸兩種金屬引起肌肉收縮,從而發現了生物電現象。19世紀,邁爾(JuliusRobertMayer,1814~1878)通過熱、功和生理過程關系的研究建立了能量守恆定律。本世紀40年代,《醫學物理》介紹生物物理內容時,涉及面已相當廣泛,包括聽覺、色覺、肌肉、神經、皮膚等的結構與功能(電鏡、熒光、X射線衍射、電、光電、電位、溫度調節等技術),並報道了應用電子迴旋加速器研究生物對象。著名的量子物理學家薛定諤專門作了「生命是什麼」的報告中提出的幾個觀點,如負熵與生命現象的有序性、遺傳物質的分子基礎,生命現象與量子論的協調性等,以後陸續都被證明是極有預見性的觀點,而且均得到證實。這有力地說明了近代物理學在推動生命科學發展中的作用。
20世紀50年代,物理學在各方面取得重大成就之後,物理學實驗和理論的發展為生物物理學的誕生提供了實驗技術和理論方法。例如,用X射線晶體衍射技術對核酸和蛋白質空間結構的研究開創了分子生物學的新紀元,將生命科學的許多分支都推進到分子水平,同時也把這些成就逐步擴大到細胞、組織、器官等,為生物物理學的誕生創造了生物學條件,成為微觀生物物理學發展的一條主幹。此外,資訊理論、控制論、計算機科學技術、非線性科學的發展,還為生物物理學的發展提供了數學工具和資訊理論基礎。應用生物信息論與控制論、非平衡態熱力學、非線性與復雜性等的研究從宏觀角度對生命現象進行了探討,成為宏觀生物物理學發展的基礎。這兩方面的結合使生物物理學以嶄新的面貌出現在自然科學,特別是生命科學的行列之中,成為一門需要較多數學與物理基礎,研究生命問題的獨立發展的邊緣學科。
物理概念對生物物理發展影響較大的除了薛定諤的講演還有N.威納關於生物控制論的論點;前者用熱力學和量子力學理論解釋生命的本質引進了「負熵」概念,試圖從一些新的途徑來說明有機體的物質結構、生命活動的維持和延續、生物的遺傳與變異等問題。
國際純粹與應用生物物理學聯合會(簡稱IUPAB)於1961年建立,以後每3年召開1次大會,至今已成為包括40餘個國家和地區的生物物理學會,中國已於1982年參加了這個組織。從國際生物物理學會成立,雖然只有30多年的歷史,但生物物理學作為一門獨立學科的發展是十分迅速的。美、英、俄、日等許多國家在高等學校中設有生物物理專業,有的設在物理系內,有的設在生物系內,也有的設在工程技術類的院校。發達國家均投入很大的力量致力於這門學科的研究工作。中國開展生物物理科研與教學工作的歷史更短些,但發展較快。盡管許多方面與國外的進展有較大差距,但是由於受到國家和科學工作者的重視,我們將會迅速地趕上去。 ⒊1生物物理學的研究內容
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:
⒊1.1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。
⒊1.2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。
⒊1.3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「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。
⒊1.4生物控制論與生物資訊理論。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。
⒊1.5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。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。
⒊1.6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。
⒊1.7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。
⒊1.8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。
⒊1.9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。
⒊2生物物理學研究的現狀
⑴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)
⑵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)
⑶開展動態的、活體的檢測與研究,發展相關檢測技術。
⑷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。 ⒋1生物學的發展需要引入物理學的思想和方法
物理學在生物學領域的應用,不僅包括物理學技術,實驗方法的應用,還包括物理學理論和物理學思維方式的應用。是物理學在新的對象(生命體)上的應用。物理學從哥白尼及伽利略以來就逐漸明確它的特點而成為一門精確而系統的科學。他的威力就在於它的精確性系統性,簡練的概括性的給出事物的基本原理和相互關系,而且能夠從原理來指導實踐。早先人們努力致力於描述性科學(例如對於天體運動的描述),後來才發展成更精確的科學(例如牛頓運動定律的發現)。生物學更多是處於描述性科學的階段,它局限於敘述生命運動的現象和事實,沒有上升到理論指導實踐的階段。它還不是一個完備的科學。它在解釋一些根本的問題上,僅僅依靠描述現象來解釋,是不符合科學的方法的。所以生物學有待運用物理學基本原理來解釋生命的現象和本質,有可能成為一門精確而系統的科學。
人們很早就對動植物的形態生理進行了記載和描述,從那時起就產生了早期的生物學。隨著生物學的發展,人們對生物學的研究已經深入到了細胞和分子階段,但仍然逃脫不了描述性的研究。他們能夠描述這些生物生理活動的現象,卻不能說明產生這些運動變化的最基本的原因。例如,對於細胞分泌蛋白質的過程,生物學家可以描述在此過程中各種可能的膜交換途徑,但是,是什麼控制著膜性細胞器的定向的流動?還沒有人確切知道這個答案,這是細胞生理學中尚未完全了解的奇跡之一。人們越來越認識到,要更深刻地理解復雜的生物系統,需要有一種與物理學更密切整合在一起的定量生物學。普林斯頓大學的第一位女校長,人類基因圖譜破譯的功臣雪莉.蒂爾曼說:「在生物學界人們越來越感到,我們需要認真考慮如何培養下一代生物學家這一問題。」她認為,這種培訓應該包括更多的數學、化學與物理學。 生物物理學的不斷發展和完善,一定會極大地促進生命科學的發展,並將帶來對於生命現象的本質新的突破。二十一世紀是生命科學的世紀,更是學科交叉、科學走向統一的世紀。新的世紀留給生物物理學的任務有:
⑴發掘非平衡開放系統特性的主要規律,也就是找出生命的熱力學基礎
⑵從理論上解釋進化和個體發育的現象。
⑶解釋自身調節和自我復制的現象(自組織現象)。
⑷從原子、分子水平上揭露生物過程的本質也就是找到活躍在細胞內的蛋白質、核酸及其他物質的結構和生物功能的聯系;此外,還要在研究生命體在更高的超分子水平上、在細胞的水平上及在構成細胞的細胞器的水平上的物理現象。當然,這些都需要化學的幫助與支持。
⑸設計出研究生物功能物質及由這類物質構成的超分子結構的物理方法和物理化學方法,並對利用這種方法所得到的結果提供理論解釋。
⑹對神經脈沖的發生和傳播、肌肉收縮、感覺器官對外部信號的接收及光合作用等高度復雜的生理現象,提供物理的解釋。
⑺解釋怎樣由物質形成了意識。

『伍』 生物物理學簡介

目錄

1 拼音

shēng wù wù lǐ xué

2 英文參考

Biophysics

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,是物理學與生物學的交叉學科。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。

生命運動是自然物質最高級的運動形式,它包含並制約著生物體內的機械的、物理的、化學的運動,對生命運動所包含的物理運動的研究,有助於認識生命運動。雖然恩格斯早就提出了這種研究的必要性,但作為專門的生物物理學直到本世紀50年代才誕生,至今仍處於形成和發展的階段。

3 生物物理學研究的內容

這門學科所包含的內容,按物理學系統可分為生物力學、生物流源卜體力學、生物熱力學、生物電學、生物光學、生物磁學和放射生物學等;按生物學系團裂謹統可分為視覺生物物理、聽覺生物物理、肌肉收縮生物物理、神經生物物理、膜生物物理、生物資訊理論和生物控制論等;按研究層次可分為原子生物物理、分子生物物理、細胞生物物理和復雜體系的生物物理等。不論按哪種方法劃分,其研究涉及以下四個方面的內容:

(1)生物體中發生的物理及物理化學過程;

(2)生物組織的物理特性;

(3)物理因子與生物體的相互作用;

(4)物理塌基學理論和方法在生物學研究中的應用。

生物物理學所研究的生物物理性質包括物質的輸運性質、生物的半導體性質、液晶態性質及電學、磁學、光學、超聲、和流體力學性質等。它所研究的生物物理過程包括視覺、聽覺、興奮傳導、細胞運動、物質轉運、能量的吸收、傳遞、儲存、轉換、利用及生物體中的信息流動和控制過程等。它所研究的物理因子包括光、聲、電、磁及電離輻射等。

我國生物物理學會確認的該學科目前的研究范圍是:

(1)分子生物物理學。

(2)細胞生物物理學。

(3)功能生物物理學。

(4)生物資訊理論和生物控制論。

(5)生物組織的物理特性。

(6)物理因子引起的生物效應。

下述問題特別引起重視:生物體系中力的作用;生命所利用的基本粒子;生物的物理性質;生物膜與液晶;生物水;生物的自組織。生物物理學發展很快,其理論和技術正向醫學廣泛滲透,在中醫的經絡、藏象、氣機等研究中得到日益深入的應用。

4 生物物理學的發展

17世紀考伯提到發光生物熒火蟲;1786年伽伐尼研究了肌肉的靜電性質;1796年揚利用光的波動學說、色覺理論,研究了眼的幾何光學性質及心臟的液體動力學作用;亥姆霍茲將能量守恆定律應用於生物系統,認為物質世界包括生命在內都可以歸結為運動。他研究了肌肉收縮時熱量的產生和神經脈沖的傳導速度;杜布瓦雷蒙德第一個製造出電流表並用以研究肌肉神經,1848年發現了休止電位及動作電位。

1896年倫琴發現了 X射線後,幾乎立即應用到醫學實踐,1899年皮爾遜在《科學的文法》一書中首次提到:「作為物理定律的特異事例來研究生物現象的生物物理學……」,並列舉了當時研究的血液流體動力學、神經傳導的電現象、表面張力和膜電位、發光與生物功能、以及機械應激、彈性、粘度、硬度與生物結構的關系等問題。

1910年希爾把電技術應用於神經生物學,並顯示了神經纖維傳遞信息的特徵是一連串勻速的電脈沖,脈沖是由膜內外電位差引起的。19世紀顯微鏡的應用導致細胞學說的創立,電子顯微鏡的發展則提供了生物超微結構的更多信息。

早在1920年,X射線衍射技術就已列入蛋白質結構研究。阿斯特伯里用 X射線衍射技術研究毛發、絲和羊毛纖維結構等,發現了由氨基酸殘基鏈形成的蛋白質主鏈構象;20世紀50年代沃森及克里克提出了遺傳物質DNA雙螺旋互補的結構模型。1944年的《醫學物理》介紹生物物理內容時,涉及面已相當廣泛,包括聽覺、色覺、肌肉、神經、皮膚等的結構與功能,並報道了應用電子迴旋加速器研究生物對象。

物理概念對生物物理發展影響較大的是1943年薛定諤的講演:「生命是什麼」和威納關於生物控制論的論點;前者用熱力學和量子力學理論解釋生命的本質引進了「負熵」概念,試圖從一些新的途徑來說明有機體的物質結構、生命活動的維持和延續、生物的遺傳與變異等問題;後者認為生物的控制過程,包含著信息的接收、變換、貯存和處理。

他們認為既然生命物質是物質世界的一個組成部分,那麼既有它的特殊運動規律,也應該遵循物質運動的共同的一般規律。這就溝通了生物學和物理學兩個領域。

20世紀20年代開始陸續發現生物分子具有鐵電、壓電、半導體、液晶態等性質,發現生命體系在不同層次上的電磁特性,以及生物界普遍存在的射頻通訊方式等等。但許多物理特性在生命活動過程中的意義和作用,則遠還沒有搞清楚。

1980年發現兩個人工合成DNA片段呈左旋雙螺旋,人們普遍希望了解自然界有無左旋DNA存在;1981年人們在兩段左旋片段中插入一段AT對,整個螺旋立即向右旋轉,能否說明自然界不存在左旋DNA呢?這種特定的旋光性對生命活動的意義現仍無答案。

根據生物的物理特性可以測出各種物理參數。但是由於生命物質比較復雜,在不同的環境條件下參量也要改變。已有的測試手段往往不適用,尚待技術上的突破,才有可能進一步闡明生命的奧秘。

活躍在生物體內的基本粒子(目前研究到電子和質子)的研究,也是探索生命活動的物理及物理化學過程的一個主體部分。生物都是含水的,研究水溶液中電子的行為,對了解生命活動的理化過程極為重要。人們已經發現了生物的質子態、質子非定域化和質子隧道效應等現象,因此需進一步開展量子生物學的研究,探索這些基本粒子在活體內的行為。

光合作用中葉綠素最初吸收光子只在一千萬億分之一秒瞬間完成,視覺過程和高能電離輻射最初始的能量吸收也都是瞬間完成的,這些能量在生物體內最初的去向和行為,從吸收到物理化學過程的出現,究竟發生了什麼物理作用,這就需要既靈敏又快速的測試技術。

蛋白質在56℃左右變性,但我們在70℃以上的溫泉中還能找到生物;人工培養的細胞保存在零下190℃,解凍後細胞仍與正常態一樣,這些生物體內水的結構狀態是怎樣?如果能把這些極端狀態的水的結構與性質闡明,將有助於對生命規律的理解。

生物在億萬年進化過程中,最終選擇了膜作為最基本的結構形式。從通透、識別、通訊,到能量轉換等各種生命活動幾乎都在膜上進行,膜不僅提供場所,它本身也積極參與了活動。

有時一種技術的出現將使生物物理問題的研究大大改觀。如 X射線衍射技術導致了分子生物物理學的出現。因此雖然技術本身並不一定就代表生物物理,但它對生物物理學的發展是非常關鍵的。

『陸』 物理生物學的介紹

物理生物學是一個發展中的概念,目前尚無一個嚴格的定義。我們試圖通過對幾個相似的概念的比較來闡述物理生物學的主要特徵。

『柒』 物理學與生物學的區別是什麼他們研究的對象一樣嗎

生物學與物理學和化學的關系密切
自然科學是研究自然界的物質結構、形態、性質和運動規律的科學,數學、物理學、化學、生物學、天文學和地質學等,屬於自然科學的基礎理論科學范疇。從研究內容看,物理學主要研究物質的機械運動、電磁運動和原子運動等最基本運動形式,化學主要是研究物質的分解與化合等較高級運動形式,生物學則是研究生命活動和延續等物質運動的最高級形式,因此,生物學與物理學和化學的關系極為密切。此外,生命界的發生和發展與宇宙和地球的演變密不可分,所以生物學與地質太空學也有著密切聯系。
事實上,自然界是一個統一的整體,有關自然的知識具有普遍的適用性,如原子和分子。尤其是某些概念和原理在學科間互相應用的現象隨處出現,如系統與反饋、物質與能量、空間與時間、結構與功能、動態與平衡等概念。僅以物質與能量這個概念而言,無論是原子、分子、細胞、生物體乃至生態系統,都是自然界存在的不同的物質運動形式,物質的機械運動、電磁運動和原子運動分別以機械能、電能和核能為動力,物質的分解反應和化合反應以其化學能的轉換為動力,生命物質的新陳代謝活動則是以ATP提供的能量為動力。在任何一個非生命物質系統或生命物質系統中,能量總是伴隨著物質變化而轉換,但是,不論能量形式發生怎樣的轉換,其系統內的能量總和始終保持不變,這就是能量守恆定律。不同學科間存在的這種科學概念和原理的統一性表明,這些學科的科學思想和方法具有一致性,即用唯物辯證的自然觀作指導來觀察和研究自然。
正因為自然科學各個學科的科學思想和方法是一致的,所以,生物學家與物理學家和化學家思考問題的方式和進行科學探究的過程也是統一的。例如,他們把未知的具體問題作為探索科學奧秘的重要對象,將觀察和實驗作為科學探究的基本方法,許多有效的工具也在不同學科中共同使用等。在科學探索的過程中,他們十分尊重事實、注重證據和關注價值因素,把研究成果的社會應用置於科學探索的過程中。他們通過觀察發現和提出問題;根據已有的學識和經驗,經過深思熟慮而作出假設;通過查閱各種信息資料,對假設的邏輯含義進行推斷;精心設計調研或實驗方案,找出和控制可變因素;反復實驗並收集、分析和解讀數據,運用邏輯和證據作出答案或解釋;利用各種圖表等建立模型,用於交流得出的科學結論,並對不同的觀點或批評意見作出反應,等等。
此外,在自然科學領域中,不同學科知識相互滲透的現象極為普遍。僅以人體生理學基礎知識而言,許多生理現象或本質是用物理學知識加以解釋的。例如,用流體力學的壓強解釋血壓的生成及影響因素,用熱的傳導、對流和輻射解釋皮膚調節體溫的散熱方式,用滲透和彌散解釋水和膽固醇等的吸收,用擴散解釋肺換氣和組織換氣,用凸透鏡的成像原理解釋眼球的折光成像,用動作電位解釋神經傳導等。同樣,細胞內發生的一系列高度有序的化學反應是用化學知識解釋的。例如,用糖類、蛋白質和脂類化學知識闡述糖代謝、蛋白質代謝和脂肪代謝,用酶學知識闡述細胞代謝的特徵,用核酸化學闡明遺傳信息的編制、傳遞和表達,用ATP與ADP相互轉化的反應機制解釋生命活動的能源供應。總之,生物學與物理學和化學有著極為密切的關系。

『捌』 物理和生物有什麼區別

定義:物理學是研究聲、光、熱、電、力的科學;
生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學.
通俗地說,物理是關於所有的東西;
生物是關於有生命的東西.

『玖』 生物物理學是怎麼樣的一個學科

生物物理學( Biological Physics)是物理學與生物學相結合的一門交叉學科,是生命科學和物理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。

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