Биофизика пәніне сипаттама беріңіз және оның биологиялық ғылымдар мен медицинадағы мәнін ашып көрсетіңіз.

Биофизика – биологиялық жүйелердің әртүрлі деңгейлері мен негізгі физиологиялық актілерден өтетін, физикалық және физика- химиялық үрдістерді зерттейтін ғылым. Бұл молекулалық өзгерістердің, жасуша, органеллаларының өмір сүру қабілетін анықтайтын,тныс алу және қймыл жасайтын ағзалардың зат және энергия алмасуыфн, сонымен қатар ағзаның құрылымдық және функционалдық негіздерін қарастыратын ғылым. Биофизика ерте кезеңде дамыған теорияның негізінде шыққан;физика және химияның қалыптасқан заңдылықтарының сараптама үшін жеткіліктігі және ағзаның тірі жүйедегі биологиялық құбылстарды молекулалық, мембраналық және жасушалық деңгейде түсіндіру оларды ағзалық, популяциялық биоценоздық және биосфералық деңгейде қарастырып, ондағы физикалық, химиялық және биологиялық заңдылықтардың әрекетін түсіндіруге мүмкіншілік береді. Биофизика ғылымдар саласына қойылытын үш негізгі талапты қамтамасыз етеді, яғни жеке мақсаты мен тапсырмаларды, жеке обьектілері, жеке зерттеу әдістері бар. Биофизика – ең алдымен білім, ұғым, негізгі қарапайым әдістерді ұғынту арқылы ағзаның өмір сүру қабілеті мен функционалдық заңдылықтарын түсіндіретін ғылым саласы. Мысалы медицинада қолданылуы лазерлердің. Лазер сәулесі көзге операция жасау үшін және терапияда кеңінен қолданылады. Хирургияда лазер сәулесі пышақ ретінде қолданылады. Лазер пышағымен денені кескенде ешқандай қан шықпайды. Оның сәулесі бір жағынан пышақ ретінде кессе екінші жағынан оны тігіп отырады. Бұл тігу белоктық молекулалардың коагуляциялануынан жүзеге асады. Лазер сәулесімен көз ішіндегі ісіктерді сылып алып тастайды, көздің қарашығын жөндейді. Лазердің сәулелерінің көмегімен ауыл шаруашылығында өсімдіктердің өсуін жылдамдатуға болады.

2.Биофизиканың негізгі бөлімдері. Биофизика бірнеше ғылымдардың жиынтығы. Ол физика математика, жалпы биология, физиология, биохимия, генетика ғылымдарының негізін біріктіре отырып, биофизиканы терең түсінуге септігін тигізіп қана қоймай биология ғылымдарының бір- бірінен айырмашылығын түсіндірді. Халықаралық ассоциация шешіміне сәйкес, жалпы және қосымша биофизика бөлімдеріне: кванттық биофизика, молекулалық биофизика, жасуша биофизикасы, сезім мүшелерінің биофизикасы мен күрделі жүйелердің биофизикасы жатады, сонымен қатар мембрана биофизикасы, биологиялық жүйелердің термодинамикасы, биологиялық жүйелердің электрөткізгіштігі, биологиялық үрдістердің кинетикасы, фотобиология, радиациялық биофизика, қосымша биофизика бөлімдері де кіреді. Кванттық биофизика электронды энергетикалық атомның, иондардың, молекулалардың құрылым деңгейін, донор -акцепторлы құрамын, кванттық жарықтың электрондық құрамын, жарықтың электондық ауысуы кезіндегі сіңуі мен дезактивация жолындағы энергияның жұтылуын, электронды қоздырушы молекулаларының химиялық айналуын, фотоөнімнің түзілуін және молекула арақатынастарын, фото-биологиялық үрдістердің негізінде зерттейді.

Молекулалық биофизика биополимерлердің (ақуыз, нуклеин қышқылы, көмірсу, липид, олардың жиынтығы, жоғары молекулалық құрылуы) кеңістік құрылымын зерттейді. Физиологиялық үррдістер негізінде жатқан макромолекуланың жеке бөліктерінің молекулалішілік қатынасын электронды – конформациясының қатынасын ескере отырып макромолекулалардың қызметінің механизміндерін зерттеу биофизиканың бір бөлігі болып табылады.

Жасуша биофизикасы жасушаның ультрақұрылымын, оның физика- химиялық ерекшеліктерін, сонымен қоса жасушаның физика- химиялық функцияларының белсендірілуі; биоэлектрлік потенциялы, мембарананың электрөткізгіштігін зерттейді.

Сезім мүшелерінің биофизикасы рецепцияның молекулалық физика – химиялық механизмдерін, нерв жасушалары стимулдайтын спецификалық реакциялардың сыртқы энергияның трансформациялық үрдісін және сезім мүшелеріндегі ақпараттардың кодталу механизмдерін зерттейді.

Күрделі жүйелердің биофизикасы көпжасушалы жүйелердің күрделі құрылымындағы регуляция және жеке регуляция мәселесімен оның функцияларының кинетикалық және термодинамикалық ерекшеліктерін зерттейді.

Биологиялық үрдістің кинетикасы биохимиялық реакциялардың жылдамдығы мен өту механизмдерінің байланысын, биолгиялық және физиологиялық үрдістердің негізінде жатқан биохимиялық реакциялардың тізбегін немес торын зерттейді.

Радиациялық биофизика биоөнімдердегі иондану сәулелеріндегі үрдістердің арақатынасын, энергия иондаушы сәулелердің радияция- химиялық биожүйесіндегі реакцияларын, молекулалық, субжасушалық және ағзалық деңгейіндегі сәулелердің жиналуы мен жұмсалуыы радиобиологиямен тығыз байланыстырылып зерттелінеді.

Биологиялық жүйенің электрөткізгіштігі тірі обьектідегі электр тогының өту мүмкіндігі жайлы сұрақтарды қарастырады. Яғни тірі жүйедегі енжар электр тогының өтуін зерттейді. Қосымша биофизика биофизиканың негізгі бөлімінің қосымша сұрақтарын қарастырады.

3 Термодинамикалық жүйелердің негізгі типтеріне анықтама беріңіз және мысалдар келтіріңіз. Жүйе дегеніміз –көп микробөлшек заттар, осы форманы алып жинайды. Бұл жүйе болмайды. осы микробөлшектерді алып, осы жиынтық қоршаған ортадан шектелсе онда бұны жүйе дейміз. Биологияда тірі ағзалардың бәрін жүйеге жатқызамыз. Термодинамикалық жүйе ұғымының астарында біршама шектеулікеңістікте қамтылған макроскопиялық дене бар. Бұл кеңістіктің шекарасы ретінде жүйені қоршаған әлемнен немес қоршаған ортадан бөліп түрлерге жіктеледі. математикалық жаықтық алынады. Термодинамикалық жүйелер қоршаған ортамен алмасу сипаты бойынша оқшауланған, тұйық және ашық түрлерге жіктеледі. Оқшауланған жүйелер деп сыртқы ортамен салмағыменде қуатымен де алмаспайтын жүйелерді айтмыз. Табиғатта мұндай жүйелер болмайды, сондықтан оқшауланған жүйелер деп қоршаған ортамен зат және қуат алмасуын осы талап шеңберінде сақтауға болатын жүйелерді түсінеміз. Тұйық жүйелер деп сыртқы ортамен салмағымен емес, қуатымен алмасатын жүйелерді атайды. Тұйық жүйе мәңгілік емес.мысалы, биожүйеге жұмыртқаны жатқызуға болады,яғни оған температура әсер еткенде ол бізге затын яғни балапан береді.Бұл жүйе мәңгілік емес көп уақыт 1000000 жыл өмір сүруі мүмкін. Биоинформацияны сақтауда маңызы өте зор. Ал ашық жүйелер сыртқы ортамен салмағыменде, қуатыменде алмасады. Мысалы ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Классикалық термодинамика оқшауландырылған және тұйық жүйелерді сипаттаумен айналысады. Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пада болды.

Оқшауланған термодинамикалық жүйелерге анықтама беріңіз және оның негізгі қасиеттерін сипаттаңыз. Мысалдар келтіріңіз.

Термодинамикалық жүйелер қоршаған ортамен алмасу сипаты бойынша оқшауланған, тұйық және ашық түрлерге жіктеледі. Жүйе дегеніміз –көп микробөлшек заттар, осы форманы алып жинайды. Бұл жүйе болмайды. осы микробөлшектерді алып, осы жиынтық қоршаған ортадан шектелсе онда бұны жүйе дейміз. термодинамика биожүйеде қуатты процестерді алуын, жиналуын, сақтауын қамтамасыз етеді. Термодинамика унверсалды жүйе. Оқшауланған жүйелер деп сыртқы ортамен салмағыменде қуатымен де алмаспайтын жүйелерді айтамыз. Табиғатта мұндай жүйелер болмайды, сондықтан оқшауланған жүйелер деп қоршаған ортамен зат және қуат алмасуын осы талап шеңберінде сақтауға болатын жүйелерді түсінеміз.

5. Жабық термодинамикалық жүйелерге анықтама беріңіз және оның негізгі қасиеттерін сипаттаңыз. Мысалдар келтіріңіз. Термодинамикалық жүйелер қоршаған ортамен алмасу сипаты бойынша оқшауланған, тұйық және ашық түрлерге жіктеледі. Жүйе дегеніміз –көп микробөлшек заттар, осы форманы алып жинайды. Бұл жүйе болмайды. осы микробөлшектерді алып, осы жиынтық қоршаған ортадан шектелсе онда бұны жүйе дейміз. термодинамика биожүйеде қуатты процестерді алуын, жиналуын, сақтауын қамтамасыз етеді. Термодинамика унверсалды жүйе. жабық термодинамикалық жүйе ол затын да қуат та бермейді де алмайды да. Жабық жүйе ол дүниеде кездеспейді яғни ол модел түрінде қарастырылады. Бұл мәңгілік жүйе болып есептеледі. Ол шекті. Бұндай жүйе өспейді, өлмейді өзіне ұқсас жүйе туғызбайды, модифицерленбейді, эволюция процесіне түспейді. Космос уақыты бойынша ол өте аз уақыт. Бұл жүе салыстырмалы эталон ретінде болады.

6. Ашық термодинамикалық жүйелерге анықтама беріңіз және оның негізгі қасиеттерін сипаттаңыз. Мысалдар келтіріңіз. Термодинамикалық жүйелер қоршаған ортамен алмасу сипаты бойынша оқшауланған, тұйық және ашық түрлерге жіктеледі. Ашық термодинамикалық жүйе – қоршаған ортамен затпен де, энергиямен де алмасады. Ашық термодинамикалық жүйелерге барлық тірі организмдер жатады. Қаншама сан алуан түрлі болса да барлық биологиялық жүйелердің барлығы ашық термодинамикалық жүйе болғаннан кейін барлығына тән ортақ белгілері мен қасиеттері бар. Кез-келген тірі организм, яғни биологиялық жүйе қоршаған ортамен зат және энергия алмасады, тыныс алады, қоректенеді, көбейеді, өседі, дамиды және белгілі бір уақытқа жеткенде өледі.Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді. Қуатын да затын да береді де алады да. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. Алған затты шығарып отыру принципі орындалу керек. Мысалы: ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Классикалық термодинамика оқшауландырылған және тұйық жүйелерді сипаттаумен айналысады. Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пада болды.