① 什麼是生物學生物學原理講了什麼
生命因為學習與思考而更加具有深度,那麼什麼是生物?什麼是生物學呢?
我的學習
來自網路的一部分
生物 [shēng wù]
具有生命活力的物體
生物,是指具有動能的生命體,也是一個物體的集合。而個體生物指的是生物體,與非生物相對。 其元素包括:在自然條件下,通過化學反應生成的具有生存能力和繁殖能力的有生命的物體以及由它(或它們)通過繁殖產生的有生命的後代,能對外界的刺激做出相應反應,能與外界的環境相互依賴、相互促進。並且,能夠排出體內無用的物質,具有遺傳與變異的特性。
生物學
生物學又稱生命科學、生物科學,是一門由經驗主義出發,廣泛的研究生命的所有面向之自然科學,內容包括生命起源、演化、分布、構造、發育、功能、行為、與環境的互動關系,以及生物分類學等。
生物也是初中開始必學的一門學科。
現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域,由許多分支和分支學科組成。然而,盡管生物學的范圍很廣,在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究,把它整合成單一的,和連貫的領域。在總體上,生物認識到細胞作為生命的基本單位,基因作為遺傳的基本單元,和進化是推動新物種的合成和創建的引擎。今天還了解,所有生物體的生存是通過消耗和轉換能量,通過調節內部環境保持一個穩定的和重要的條件。
我的思考
1、生物學是一種理念,通過系統的知識積累探索生命的本質。生命是這個宇宙中偉大的奇跡,是一種不可思議的造物,打破了一定的物理規律,但是生命的生存又依存於物理規律,透過生命生存所需要的那些物理規律,我們也將漸漸的了解到生命的本質。了解這一個理念,我們需要明白一個道理,生命是需要依存於一定的物理規律而繼續生存,但是生命也超脫於一部分物理規律,她的存在並不完全屬於物理規律,就好像人的意識用現有的物理規律無法解釋。
人的意識是如此美麗與閃耀
2、生物學是一個世界,一個充滿了生機與活力的世界。這個世界之中一切的物理規律體現都顯得那樣的具有生機與活力,變化也充滿著一種另類的靈動,整個世界也充滿了更多的溫暖。 在這個世界中你需要明白物理規律只是一部分而已,更多的是對物理規律的掌握與運用,而不是一味的遵循,我們渴望的是超越這些冰冷的物理規律。有時候這種超越行為常常有點不可思議,如古時候的煉丹術,如今的基因工程,都是我們逆熵的准備,行為。
② 簡短的介紹現代生物力學的起源和發展,跪求
現代生物力學大約起源於20世紀60年代末,生物力學和運動生物力學發展進入了形成和發展時期。在這一時期專家們對於人和動物運動的生物力學特性進行了積極的研究,下面一些學者的科學研究廣為人知:亞歷山大1970年的《生物力學》;1974年武科布羅多維奇對於動物運動進行了數學模擬,並因此促進了機器人製造技術的發展;1968年希利傑博蘭德創建了有關動物以均勻步法進行運動的理論;1968年蘇霍諾夫創建了陸地脊椎動物運動的一般體系;哈頓有關人支撐運動體系調控機制的研究;米勒有關人運動生物力學問題的研究。1967年召開了第一次國際生物力學學術討論會。1973年正式成立了國際生物力學學會(International Society of Biomechanics,ISB),這標志著生物力學學科的正式建立。這一時期在蘇聯運動訓練學作為一門獨立學科形成了,而在此之前它只是在體育教育學的范疇內發展的。下面一些教科書成為闡述有關運動訓練學知識體系的第一批著作:蘇聯奧佐林的《運動訓練的現代體系》(1970年)、德國哈列主編的《訓練學》(1971年)、波蘭烏利多夫斯基的《運動訓練理論及方法》。這促進了運動生物力學在運動訓練學范疇內新的科學方向的發展。
隨著對於運動訓練問題研究范圍的不斷擴大,有關運動員完成比賽動作技術分析方面不同角度生物力學的研究得到了積極發展。當今研究運動生物力學的主要機構大部分在東歐國家,如波蘭、俄羅斯(主要在莫斯科、聖彼得堡、伏爾加格勒、克拉斯諾達爾、新西伯利亞等城市進行生物力學的研究)、烏克蘭(基輔國立體育大學和哈爾科夫國立體育科學院)。現代運動生物力學研究的現實意義是由以下二方面原因決定的:一方面,體育運動的社會意義不斷提高,體育運動項目的數量不斷增加,這些決定了進行運動生物力學研究的必要性和具有前途;另一方面,隨著科學技術的飛速發展,出現了許多新的科研方法,這為全方位研究運動員完成比賽動作技術提供了可能,隨之而來的是可以提高他們訓練和比賽的成績。
在現代生物力學的發展中很清楚地存在幾個方向即工程生物力學、醫學生物力學和教育生物力學(東斯科伊,1997年)。工程生物力學和醫學生物力學得到了很好的理論研究,並且有大家熟知和使用的儀器設備,這就決定了它們的研究建立在一個相對較高的科學方法水平之上,而在教育生物力學的研究中卻存在著另外一種情況,它主要用於解決教學任務.
教育生物力學是生物力學研究中較新的一個分支,尚處於基礎材料積累和理解階段,正在形成自己的理論學說。現階段教育生物力學的一個重要任務就是創建以解釋和預示所研究現象發展主要方向概念體系為基礎的理論。
有關體育教育和運動問題生物力學研究范圍的擴大以及體育教育和運動理論的進一步發展,促使了教育生物力學中一個相對較新的科研方向—進化生物力學的形成。進化生物力學的主要任務在於通過研究人的自然發展規律揭示其動作演化規律,這的確是一個重要的任務,因為如果不能認識人運動機能隨年齡發生變化的規律性,那麼就不可能正確制定訓練計劃。巴利謝維奇、蘇杜拉教授和楊金田院士所進行的科學研究結果指明:(1)個體發育中人運動機能成分和構造(用於保障形態、功能機制)的發展存在不均衡性;(2)個體發育中人的動作的發展帶有多層次及節律性;(3)個體發育中人的動作表現帶有很高的個性化程度;(4)人運動機能發展的絕對結果取決於身體活動的特點及強度。
近些年教育生物力學中的傳統學術方面在東歐國家得到了進一步的發展,在這一領域里所進行的現代科學研究的主要方向首先決定於使用現代科研方法的可能性。如穩定性描記法、張力動力描記法、肌電描記法、聲音描記法、綜合肌力測定法、視頻信息計算機處理法、數學模擬法等等,這些方法在東歐流派的研究中廣為使用。
如果評價西歐國家和美國所進行科學研究的主要方向,那麼應該注意一點,在這些國家,尤其是在美國,從六十年代中期在體育教育系開始開設機動學課程,在一些大學例如華盛頓大學甚至有機動學系(在俄羅斯第一個機動學研究室1998年成立於烏拉爾體育科學院,而生物力學課從1958年起就開始在許多體育類院校開設)。這也註定了在西方學者的科研工作中有關決定動作的內部機制(肌肉、骨的結構,它們的生物力學特性、電活性,運動器官的特性和功能等)的研究佔多數,並且表現出了極高的科研水平以及出色的儀器設備保障。近些年來有關這方面的科學著作比較多,其中埃諾科的《機動學原理》(1997年)是最好的專著之一。
③ 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。
④ 什麼是生物學,它是什麼學科的基礎
生物學(Biology)——簡稱生物,是自然科學六大基礎學科之一。研究生物的結構、功能、發生和發展的規律。以及生物與周圍環境的關系等的科學。生物學源自博物學,經歷實驗生物學、分子生物學而進入了系統生物學時期。它是農學、醫學、林學、環境科學等學科的基礎。
生物學分支學科
植物學、孢粉學、動物學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、生物分類學、習性學、生理學、細菌學、微生物生理學、微生物遺傳學、土壤微生物學、細胞學、細胞化學、細胞遺傳學、免疫學、胚胎學、優生學、悉生生物學、遺傳學、分子遺傳學、生態學、仿生學、生物物理學、生物力學、生物力能學、生物聲學、生物化學、生物數學。
與生物學相關的基礎學科:化學,自然地理學,物理學,數學。
⑤ Dr.comfort的運動生物力學是什麼樣的學科
運動生物力學是生物力學的分支學科。生物力學主要研究人體(動物)行為的力學問題。現實生活中常用來研究讓人如何省力、如何舒適、如何安全。如我們常說的人體工(程)學鍵盤,就是指該鍵盤的設計是以人的自然狀態為依據,使你在使用時感到坐姿、手臂、手腕都舒適自然以消除疲勞。滑鼠墊有一個腕部襯墊,也是基於這個原理。此外一些辦公傢俱在高度、靠背的曲線等也是如此。典型的高端應用像戰機駕駛員的彈射逃生(跳傘)裝置等。
運動生物力學是研究人體運動狀態的力學原理,包括動力學和運動學兩方面,並逐漸延伸到神經網路、仿生、生物感測(器)等領域。
大體如此吧。
⑥ 生物力學分析與運動學分析有什麼區別
運動生物力學的任務是研究人體或一般生物體,在外界力和內部受控的肌力作用下的機械運動規律,它不討論神經、肌肉和骨骼系統的內部機制,後者屬於神經生理學、
⑦ 生物力學的分類是什麼
生物流體力學、生物固體力學和運動生物力學等。
⑧ 生物力學的基本概念 什麼是應力應變
生物力學的應力應變就是應力與應變的統稱。
「應力是力,單位為牛頓等。 應變是長度,單位是米等。
應力應變的曲線的橫坐標是應變,縱坐標是外加的應力。曲線的形狀反應材料在外力作用下發生的脆性、塑性、屈服、斷裂等各種形變過程。這種應力-應變曲線通常稱為工程應力-應變曲線,它與載荷-變形曲線外形相似,但是坐標不同。
⑨ 運動生物力學與體育運動技術有何關系它在體育學科體系中處於一個什麼地位對它的地位加以簡單論述。
運動生物力學是一門實驗科學,它的主要特徵是以各種電子儀器為主要測試手段,如肌電儀、測力台及使用電子計算機處理數據。運動生物力學能對體育運動中的具體問題進行生物力學分析,並能在教學、訓練實踐中加以應用,以提高教學、訓練質量。 該學科涉及力學、解剖學、生理學、體育學、工程學等多個學科,理論體系還不完善、實驗方法也不成熟,該學科目前還只是處於一個框架需要完善、內涵需要豐富、外延需要擴展的發展時期。
⑩ 什麼是生物力學基礎
生物力學 (biomechanics )生物力學是應用力學原理和方法對生物體中的力學問題定量研究的生物物理學分支。其研究范圍從生物整體到系統、器官(包括血液、體液、臟器、骨骼等),從鳥飛、魚游、鞭毛和纖毛運動到植物體液的輸運等。 生物力學的基礎是能量守恆、動量定律、質量守恆三定律並加上描寫物性的本構方程。生物力學研究的重點是與生理學、醫學有關的力學問題。依研究對象的不同可分為生物流體力學、生物固體力學和運動生物力學等。
在科學的發展過程中,生物學和力學相互促進和發展著。哈維在1615年根據流體力學中的連續性原理,按邏輯推斷了血液循環的存在,並由馬爾皮基於1661年發現蛙肺微血管而得到證實;材料力學中著名的揚氏模量是揚為建立聲帶發音的彈性力學理論而提出的;流體力學中描述直圓管層流運動的泊松定理,其實驗基礎是狗主動脈血壓的測量;黑爾斯測量了馬的動脈血壓,為尋求血壓和失血的關系,在血液流動中引進了外周阻力的概念,同時指出該阻力主要來自組織中的微血管;弗蘭克提出了心臟的流體力學理論;施塔林提出了物質透過膜的傳輸定律;克羅格由於對微循環力學的貢獻,希爾由於肌肉力學的貢獻而先後(1920,1922)獲諾貝爾生理學或醫學獎。到了20世紀60年代,生物力學成為一門完整、獨立的學科。
編輯本段生物力學的分類
生物固體力學
生物固體力學是利用材料力學、彈塑性理論、斷裂力學的基本理論和方法,研究生物組織和器官中與之相關的力學問題。在近似分析中,人與動物骨頭的壓縮、拉伸、斷裂的強度理論及其狀態參數都可應用材料力學的標准公式。但是,無論在形態還是力學性質上,骨頭都是各向異性的。 20世紀70年代以來,對骨骼的力學性質已有許多理論與實踐研究,如組合桿假設,二相假設等,有限元法、斷裂力學以及應力套方法和先測彈力法等檢測技術都已應用於骨力學研究。骨是一種復合材料,它的強度不僅與骨的構造也與材料本身相關。骨是骨膠原纖維和無機晶體的組合物,骨板由縱向纖維和環向纖維構成,骨質中的無機晶體使骨強度大大提高。體現了骨以最少的結構材料來承受最大外力的功能適應性。 木材和昆蟲表皮都是纖維嵌入其他材料中構成的復合材料,它與由很細的玻璃纖維嵌在合成樹脂中構成的玻璃鋼的力學性質類似。動物與植物是由多糖、蛋白質類脂等構成的高聚物,應用橡膠和塑料的高聚物理論可得出蛋白質和多糖的力學性質。粘彈性及彈性變形、彈性模量等知識不僅可用於由氨基酸組成的蛋白質,也可用來分析有關細胞的力學性質。如細胞分裂時微絲的作用力,肌絲的工作方式和工作原理及細胞膜的力學性質等。 生物固體力學中關於骨的研究,可以追溯到19世紀,大量的研究者對骨組織進行了研究,直到19世紀末,Wollf提出了著名的Wollf's Law. 他認為骨組織是一種自優化的組織,其結構會隨著外載的變化而逐漸變化,從而達到最優的狀態。以後,研究者進行了大量研究,基於此定律提出了不少的理論及數學模型。其中較為著名教授有S.C Cowin ,D. R Carter , Husikes。在國內,吉林大學的朱興華教授也做了大量工作。
生物流體力學
生物流體力學是研究生物心血管系統、消化呼吸系統、泌尿系統、內分泌以及游泳、飛行等與水動力學、空氣動力學、邊界層理論和流變學有關的力學問題。 人和動物體內血液的流動、植物體液的輸運等與流體力學中的層流、湍流、滲流和兩相流等流動型式相近。在分析血液力學性質時,血液在大血管流動的情況下,可將血液看作均質流體。由於微血管直徑與紅細胞直徑相當在微循環分析時,則可將血液看作兩相流體。當然,血管越細,血液的非牛頓特性越顯著。 人體內血液的流動大都屬於層流,在血液流動很快或血管很粗的部位容易產生湍流。在主動脈中,以峰值速度運動的血液勉強處於層流狀態,但在許多情況下會轉變成湍流。尿道中的尿流往往是湍流。而通過毛細血管壁的物質交換則是一種滲流。對於血液流動這樣的內流,因心臟的搏動血液流動具有波動性,又因血管富有彈性故流動邊界呈不固定型。因此,體內血液的流動狀態是比較復雜的。 對於外流,流體力學的知識也用於動物游泳的研究。如魚的體型呈流線型,且易撓曲,可通過興波自我推進。水洞實驗表明,在魚游動時的流體邊界層內,速度梯度很大,因而克服流體的粘性阻力的功率也大。小生物和單細胞的游動,也是外流問題。鞭毛的波動和纖毛的拍打推動細胞表面的流體,使細胞向前運動。精子用鞭毛游動,水的慣性可以忽略,其水動力正比於精子的相對游動速度。原生動物在液體中運動,其所受阻力可以根據計算流場中小顆粒的阻力公式(斯托克斯定律)得出。 此外,空氣動力學的原理與方法常用來研究動物的飛行。飛機和飛行動物飛行功率由兩部分組成:零升力功率和誘導功率。前者用來克服邊界層內的空氣粘性阻力;後者用來向下加速空氣,以提供大小等於飛機或飛行動物重量的升力。鳥在空中可以通過前後拍翅來調節滑翔角度,這與滑翔機襟翼調節的作用一樣。風洞已用於研究飛行動物的飛行特性,如禿鷲、蝙蝠的滑行性能與模型滑翔機非常相似。
運動生物力學
運動生物力學是用靜力學、運動學和動力學的基本原理結合解剖學、生理學研究人體運動的學科。用理論力學的原理和方法研究生物是個開展得比較早、比較深入的領域。 在人體運動中,應用層動學和動力學的基本原理、方程去分析計算運動員跑、跳、投擲等多種運動項目的極限能力,其結果與奧林匹克運動會的記錄非常相近。在創傷生物力學方面,以動力學的觀點應用有限元法,計算頭部和頸部受沖擊時的頻率響應並建立創傷模型,從而改進頭部和頸部的防護並可加快創傷的治療。 人體各器官、系統,特別是心臟—循環系統和肺臟—呼吸系統的動力學問題、生物系統和環境之間的熱力學平衡問題、特異功能問題等也是當前研究的熱點。生物力學的研究,不僅涉及醫學、體育運動方面,而且已深入交通安全、宇航、軍事科學的有關方面。生物力學的研究要同時從力學和組織學、生理學、醫學等兩大方面進行研究,即將宏觀力學性質和微觀組織結構聯系起來,因而要求多學科的聯合研究或研究人員具有多學科的知識。