Что такое биофизика 9 класс
БИОФИЗИКА
Полезное
Смотреть что такое «БИОФИЗИКА» в других словарях:
биофизика — биофизика … Орфографический словарь-справочник
БИОФИЗИКА — наука, изучающая физические и физико химические процессы, протекающие в живых организмах, а также влияние на них физических факторов (радиации, температуры, магнетизма и др.). Биофизика тесно взаимодействует с экологией; в последнее время стали… … Экологический словарь
Биофизика — * біяфізіка * biophysics междисциплинарная наука, изучающая физические аспекты существования живой природы на всех уровнях ее организации, от молекул до биосферы (от др. греч. βiοs жизнь, др. греч. φύσις природа). Б. это наука о физических… … Генетика. Энциклопедический словарь
БИОФИЗИКА — БИОФИЗИКА, наука о физических и физико химических явлениях в живых организмах и их сообществах, влиянии на них различных физических факторов. Основные этапы развития биофизики, начиная с 18 в., связаны с изучением животного электричества (Л.… … Современная энциклопедия
БИОФИЗИКА — наука, изучающая физические и физико химические явления в живых организмах, структуру и свойства биополимеров, влияние различных физических факторов на живые системы. Первые попытки применить физические идеи и методы к изучению организма… … Большой Энциклопедический словарь
БИОФИЗИКА — БИОФИЗИКА, исследование биологических явлений с точки зрения законов физики и ее методами. К таким методам относятся рентгеновская ДИФРАКЦИЯ и СПЕКТРОСКОПИЯ. С их помощью изучают структуру и функции биологических молекул, электропроводимость… … Научно-технический энциклопедический словарь
биофизика — сущ., кол во синонимов: 2 • биология (73) • светофизиология (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
биофизика — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN biophysics … Справочник технического переводчика
биофизика — биологическая физика биол., физ. Источник: http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/118/525.htm … Словарь сокращений и аббревиатур
Биофизика — БИОФИЗИКА, наука о физических и физико химических явлениях в живых организмах и их сообществах, влиянии на них различных физических факторов. Основные этапы развития биофизики, начиная с 18 в., связаны с изучением животного электричества (Л.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Курс внеурочной деятельности «Элементы биофизики» для учащихся 9 класса
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Курс внеурочной деятельности «Элементы биофизики» для учащихся 9 класса имеет основной целью мотивацию учащихся к стремлению осознанного отношения к собственному здоровью и ведению здорового образа жизни. Материал по физике интегрирован с материалом по биологии, а также медицины, как и предусматривается проектом ФГОС нового поколения. Уровень сложности превышает обязательный, что позволяет реализовать дифференцированный и индивидуальный подход к обучению, расширить кругозор учащихся, познакомить их с интересными фактами и явлениями окружающего мира, с работой различных приборов.
Общая характеристика курса
Содержание данной программы строится на основе деятельностного подхода. Вовлечение учащихся в разнообразную исследовательскую и практическую деятельность является условием приобретения прочных знаний.
вызвать интерес и стойкую мотивацию изучения физики в старшей школе;
расширить знания об окружающем мире;
развить умения наблюдать, анализировать, обобщать, характеризовать объекты окружающего мира, рассуждать, исследовать
формировать целостную картину мира с опорой на современные научные достижения;
развивать логичность и самостоятельность мышления;
воспитывать научную культуру: показать, что мир познаваем, что физические явления могут быть объяснены с помощью известных физических законов.
— развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся;
-формирование мотивации к изучению в дальнейшем физики;
-формирование личностного отношения друг к другу, к учителю
-освоение приёмов исследовательской деятельности (составление плана, использование оборудования, формулирование выводов)
-формирование приёмов работы с информацией, представленной в различной форме (таблицы, рисунки), на различных носителях (книги, С D );
-развитие коммуникативных умений и овладение опытом межличностной коммуникации (ведение дискуссии, работа в группах, выступление с сообщениями)
-формирование элементарных исследовательских умений
Учебно-методические средства обучения :
подборки мультимедийных материалов и опытов (видеоверсии или описания для выполнения учащимися на занятиях), презентации, научно-познавательные фильмы.
Содержание курса (32 ч)
Элементы биофизики при изучении механики (6 ч)
Движение и силы. Масса тел. Плотность. Сила тяжести. Вес тела. Сила трения и сопротивления. Трение в живых организмах. Давление жидкостей и газов. Архимедова сила. Законы Ньютона. Простые механизмы в живой природе. Деформации. Мощности, развиваемые человеком.
Элементы биофизики при изучении колебаний и звука (6 ч)
Элементы биофизики при изучении теплоты и молекулярных явлений (6 ч)
Первоначальные сведения о строении вещества. Процессы диффузии в живой природе. Капиллярные явления. Смачиваемость. Теплоизоляция в жизни животного мира. Пчелиный улей с точки зрения теплотехники. Почему мы краснеем в жару, а в холод бледнеем и дрожим? Роль процессов испарения для животных организмов. Испарение в жизни растений. Закон сохранения и превращения энергии.
Элементы биофизики при излучении электричества (6 ч)
Электрические свойства тканей организма. Поражение деревьев молнией. Биопотенциалы и их регистрация. Биоточный манипулятор. Применение статического электричества. Применение посто янн ого тока с лечебной целью. Применение высокочастотных колебаний с лечебной целью. Микроволновая терапия. Радиотелеметрия. Новый источник электроэнергии. Электрические рыбы.
Элементы биофизики при изучении оптики и строение атома (6 ч)
Глаза различных представителей животного мира. Глаз человека Светочувствительность глаза. Как пчелы различают цвета. Холодное свечение в природе. Интерференция в живой природе. Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи. Применение спектрального и рентгеноструктурного анализа к излучению строения гемоглобина. Оптические приборы в медицине. Радиоактивные изотопы в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы в биологии и медицине. Биологическое действие ионизирующих излучений Литература.
Обобщающая конференция (2 ч)
Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. М.: Просвещение, 1984.
Билимович Б.Ф. Физические викторины. М.: Просвещение, 1977.
Книг а для чтения по физике. М.: Просвещение, 1978.
Куприн А.М. На местности и по карте. М.: Просвещение, 1982.
Ракин А. Волны большие и маленькие. М.: Детская литература, 1985.
Детари Л., Карцаги В. Биоритмы. М.: Мир, 1984. С. 103-105.
Журнал «Вокруг света». 2006. №4. С. 16.
Айрапетянц Э.Ш., Констант ин ов А.И. Эхолокация в природе. Л., 1970.
Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных / Пер. с англ. М., 1967.
. Маньковская Е.Н. Организация общешкольной ученической конференции как форма подведения итогов исследовательской деятельности школьников. 2006, №9.
. Майоров А. Н. Физика для любознательных, или о чём не узнаешь на уроке. Изд. «Академия развития», 1999
Саранин В. А, Иванов Ю. В. Экспериментальные исследовательские задания по физике. 7-11 классы.-М.:ВАКО, 2015.-80с.-(Мастерская учителя)
. Савенков А.И. Самостоятельная исследовательская практика как фактор развития познавательных потребностей младших школьников. Изд. Дом Первое сентября, 2008, №12.
Соколова Т.Е. Информационно-поисковые умения. Самара: Изд. «Учебная литература», 2008.
Смолкина Е.В. Исследовательская деятельность учащихся как средство реализации личности., 2007, №2.
. А.В. Хуторской, Л.Н. Хуторская «Увлекательная физика: Сборник заданий и опытов для школьников и абитуриентов с ответами» – М.: АРКТИ, стр.78-82, 2001
Движение и сила. Масса тела. Плотность.
Сила тяжести. Вес тела. Силы трения и сопротивления. Трение в живых организмах.
Давление жидкостей и газов. Архимедова сила.
Законы Ньютона. Простые механизмы в живой природе
Решение экспериментальных задач
Колебания в живой природе. Голосовой аппарат человека. Голоса в животном мире. Биоакустика рыб
Урок решения качественных задач
Методы выстукивания и выслушивания. Регистрация звуков
сердца и легких. Эхо в мире живой природы. Ультразвук и инфрозвук
Урок интеллектуальный хоккей
Процессы диффузии в живой природе. Капиллярные явления. Смачиваемость.
Решение экспериментальных решение задач
Теплоизоляция в жизни животного мира. Пчелиный улей с точки зрения теплотехники.
Роль процессов испарения для животных организмов. Испарение в жизни растений. Закон сохранения и превращения энергии
Решение экспериментальных задач
Электрические свойства тканей организма. Поражение молнией. Биопотенциалы и их регистрация.
Применение статического электричества. Применение постоянного тока и высокочастотных колебаний с лечебной целью
Радиотелеметрия. Новые источники электроэнергии. Электрические рыбы.
Г лаза различных представителей животного мира. Глаз человека. Как пчелы различают цвета.
Холодное свечение в природе. Интерференция в живой природе.
Решение качественных задач
Ультрафиолетовые и рентгеновские лучи. Радиоактивные изотопы в биологии и медицине
Биофизика для каждого
Биофизика для каждого
Липидный бислой с рецепторами
кадр из анимации с YouTube
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Биофизика — наука на стыке биологии, физики и. химии, а также медицины и математики. Биофизика проникает во все разделы биологии и является бесспорным помощником при анализе результатов. Быть биофизиком — значит уметь читать спектры. Быть биофизиком — значит уметь увидеть за одинокой вспышкой молекулы целую жизнь клетки. Быть биофизиком — значит моделировать сложные биохимические и биофизические процессы в клетках, мембранах, ДНК и даже биостанциях. В этом году состоялся VI Съезд биофизиков России, на котором были обнародованы многие достижения современной биофизики.
Конкурс «био/мол/текст»-2019
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2019.
Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.
Немного о биофизике
Когда человек впервые слышит слово «биофизика», в его голове сразу же всплывают сложные образы. Особенно страшные встают перед глазами биологов, ведь, казалось бы, откуда в биологии взяться физике? Ответ прост — все биологические процессы очень тесно связаны с химией и физикой, ведь жизнь биологических объектов осуществляется главным образом за счет передвижения биологических молекул и ионов совместно с протеканием электрических импульсов. Откуда взяться физике при изучении отдельных биологических молекул? Всё опять просто — дело в том, что все биологические молекулы состоят из атомов, а значит, имеют электронное облако, заряд и спин.
Что же такое биология? Согласно определению Джона Бернала, «биология — это в основном описательная наука, больше похожая на географию. Несомненно, должна существовать также подлинная и общая биология. Истинная биология в полном смысле этого слова была бы наукой о природе и активности всех организованных объектов, где бы они ни находились — на нашей планете, на других планетах солнечной системы или в иных звездных системах» [1].
Физика, в свою очередь, это область естествознания: наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, ее структуре и движении. Законы физики лежат в основе всего естествознания [2].
Определение у такого понятия, как «биофизика», много, вот некоторые из них:
Таким образом, биофизика — это сложная, многозадачная наука, которая изучает организацию и перераспределение вещества и энергии на биологическом уровне организации. Главным инструментом биофизики служат спектральные приборы, способные зарегистрировать спектры от молекул. Например, экологическая биофизика по спектрам флуоресценции хлорофилла (рис. 1) может определить состояние фотосинтетического аппарата фитопланктона, а в сочетании с оптическими спектрами по форме пиков и положению максимумов пигментов, участвующих в фотосинтезе, можно сделать вывод о том, какие именно виды фитопланктона обитают в исследуемой области, а по изменению популяций сделать вывод о произошедших изменениях в экосистеме исследуемой области. С другой стороны, биофизики активно пользуются флуоресценцией от одиночных молекул (например, с методами PALM и STORM подробнее можно ознакомиться в других статьях «Биомолекулы» [5–7]). Есть и совсем высокотехнологичные методы биофизики, способные по физическим сигналам (электронной или рентгеновской дифракции, а также ядерному магнитному резонансу) восстанавливать пространственное (трехмерное) строение биомолекул — эта область получила название структурной биологии [8].
Рисунок 1а. Флуориметр MULTI-COLOR-PAM, позволяющий регистрировать флуоресценцию с живых листьев растений (общий вид)
Рисунок 1б. Флуориметр MULTI-COLOR-PAM в действии
Биофизика
Обобщённо можно сказать, что биофизика изучает особенности функционирования физических законов на биологическом уровне организации вещества.
По номенклатуре ЮНЕСКО биофизика является разделом биологии и имеет код 2406. [2]
Содержание
Разделы биофизики
Согласно номенклатуре ЮНЕСКО в биофизике выделяются разделы [2] :
История исследований
Можно сказать, что у истоков биофизики как науки стояла работа Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики» (1945), где рассматривалось несколько важнейших проблем, таких как термодинамические основы жизни, общие структурные особенности живых организмов, соответствие биологических явлений законам квантовой механики и др.
Уже на начальных этапах своего развития биофизика была тесно связана с идеями и методами физики, химии, физической химии и математики и использовала в исследовании биологических объектов точные экспериментальные методы (спектральные, изотопные, дифракционные, радиоспектроскопические). Основной итог этого периода развития биофизики — это экспериментальные доказательства приложимости основных законов физики к биологическим объектам.
Россия
Современные направления исследований
В настоящее время интенсивно развиваются биофизика сложных систем и молекулярная биофизика.
Современные области исследований биофизики: влияние космогеофизических факторов на течение физических и биохимических реакций, фотобиологические процессы, математическое моделирование, физика белковых и мембранных структур, нанобиология и др.
Крупные исследователи в биофизике
Области применения
Биологические объекты, как правило, очень сложны и на протекающие в них процессы влияют многие факторы, которые часто зависят друг от друга. Физика позволяет создать упрощенные модели объекта, которые описываются законами термодинамики, электродинамики, квантовой и классической механики. С помощью корреляции физических данных с биологическими можно получить более глубокое понимание процессов в исследуемом биологическом объекте.
В физике имеется множество методов, которые в своей первоначальной форме не могут быть использованы для исследований биологических объектов. Поэтому ещё одной задачей биофизики является приспособление этих методов и методик для решения задач биологии. Сегодня для получения информации в биологических системах применяют различные оптические методы, рентгено-структурный анализ с использованием синхротронного излучения, ЯМР- и ЭПР-спектроскопию, 7-резонансную спектроскопию, различные электрометрические методы, микроэлектродную технику, методы хемилюминесценции, лазерную спектроскопию, метод меченых атомов и др. Это используется, в частности, для медицинской диагностики и терапии.
Также разрабатываются специальные методики с использованием эффектов при восприятии некоторых воздействий на биологическую форму материи.
Биофизика на уроках физики в 7-9 классах
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИТНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет математики, физики и
специальность «540200 – физико-
квалификация бакалавр физико- математического образования
Форма обучения заочная
Биофизика на уроках физики в 7-9 классах
Выполнила: Рудых Татьяна Валерьевна
Научный руководитель: кандидат
физико-математических наук Любушкина Людмила Михайловна
ГЛАВА I . СТАНОВЛЕНИЕ БИОФИЗИКИ
1.1. Вклад ученых в становлении биофизики 5
1.2. Основатель биофизики 10
1.3. Создание квантовой теории 11
1.4. Прикладная биофизика 14
1.5. Перемены в биофизике 16
1.6. Биофизика – как теоретическая биология 18
1.7. Биофизические исследования в физике 21
1.8. Биофизические исследования в биологии 23
2.1. Элементы биофизики на уроках физики в 7-9 классах 24
2.2. Применение биофизики на уроках в основной школе 25
2.3. Блицтурнир «Физика в живой природе» 33
Список литературы 36
Мировоззрение является важнейшим компонентом структуры личности. Оно включает систему обобщенных взглядов о мире, о месте человека в нем, а также систему взглядов, убеждений, идеалов, принципов, соответствующих определенному миропониманию. Процесс становления мировоззрения интенсивно происходит в школьном возрасте. Уже в основной школе (7-9 классы) учащиеся должны осознать, что изучение физических явлений и законов поможет им в понимании окружающего мира.
Однако большинство новых учебников по физике, особенно для старшей базовой и профильной школы, не способствуют целостному восприятию изучаемого материала. Интерес детей к предмету постепенно угасает. Поэтому, важной задачей средней школы является создание в представлении учащихся общей картины мира с его единством и многообразием свойств неживой и живой природы. Целостность картины мира достигается наряду с другими приемами и межпредметными связями.
Любая тема школьного курса физики включает в себя элементы научных знаний, которые имеют существенное значение для формирования мировоззрения и для усвоения школьниками основополагающих понятий изучаемой дисциплины. Поскольку в образовательных стандартах и программах содержание естественнонаучных дисциплин жестко не структурировано, то, зачастую, знания у школьников оказываются не систематизированными, формальными.
Проблема исследования состоит в необходимости формирования целостного восприятия физической картины мира и отсутствии соответствующей систематизации и обобщения учебного материала преподаваемой дисциплины, физики.
Цель исследования: Проследить интеграцию двух предметов естественнонаучного цикла – физики и биологии.
Предмет исследования: Биофизика на уроках физики 7-9 классов основной школы.
Реализация поставленной цели потребовала решения ряда конкретных задач:
Изучить и проанализировать учебно-методическую литературу по теме исследования.
Проанализировать различные биофизические явления.
Подобрать экспериментальные задания, различные виды задач, для решения которых необходимы знания, как физики, так и биологии.
Логика исследования обусловила структуру работы, состоящей из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы. Первая глава посвящена анализу учебной литературы по теме «Биофизика и ее связь с другими предметами», вторая рассматривает связь физики и биологии на примере конкретных заданий.
В заключении подводятся итоги проведенного исследования и даются рекомендации по совершенствованию применения биофизических явлений при изучении школьного курса физики.
1.1. Вклад ученых в становлении биофизики.
Биофизика – раздел естествознания, имеющий дело с физическими и физико-химическими принципами организации и функционирования биологических систем всех уровней (от субмолекулярного до биосферного), включая их математическое описание. Биофизика принципиально имеет дело с механизмами и свойствами живых систем. Живое – открытая система, способная к самоподдержанию и самовоспроизведению.
Ученые умели задавать Природе правильные вопросы. Они внесли неоценимый вклад в становление физики, биологии, химии и медицины – наук, вместе с математикой сформировавших биофизику.
1.2. Основатель биофизики
Основателем современной биофизики следует считать Германа Л.Фердинанда фон Гельмгольца (1821-1894), ставшего выдающимся физиком, одним из авторов I закона термодинамики. Будучи еще молодым военным хирургом, он показал, что метаболические превращения в мышцах строгим образом связаны с механической работой, ими совершаемой, и тепловыделением. В зрелые годы много занимался проблемами электродинамики. В 1858 году заложил основы теории вихревого движения жидкости. Он же выполнил блистательные эксперименты в области биофизики нервного импульса, биофизики зрения, биоакустики, развил идею Юнга о трех типах зрительных рецепторов, колебательный характер имеют электрические разряды, возникающие в электрическом контуре. Интерес к колебательным процессам в акустике, жидкостях, электромагнитных системах привел ученого к изучению волнового процесса распространения нервного импульса. Именно Гельмгольц первым начал изучение проблем активных сред, измерив с высокой точностью скорость распространения нервного импульса в аксонах, которые с современной точки зрения являются активной одномерной средой. В 1868 году Гельмгольц был избран почетным членом Петербургской академии наук.
Удивительным образом связаны судьбы русского ученого, физиолога и биофизика, Ивана Михайловича Сеченова (1829 – 1905) и Гельмгольца. После окончания Московского университета в 1856 году вплоть до 1860 года он учился и работал у Гельмгольца. С 1871 по 1876 год Сеченов работал в Новороссийском университете в Одессе, потом в Петербургском и Московском университетах, изучая электрические явления в нервных тканях, механизмы переноса газов в крови.
1.3. Создание квантовой теории
Нильс Бор утверждал, что «ни один результат биологического исследования не может быть однозначно описан иначе, чем на основе понятий физики и химии». Это означало, что биология, медицина, математика, химия и физика вновь после почти полуторавекового размежевания стали сближаться, в результате чего появились такие новые интегральные науки как биохимия, физико-химия, биофизика.
Британский физиолог и биофизик Арчибальд Вивьен Хилл (р. 1886), Нобелевский лауреат по физиологии (1922) является создателем фундаментальных основ, на которых и сегодня развивается теория мышечных сокращений, но уже молекулярном уровне. Хилл так описал биофизику: «Есть люди, которые могут сформулировать задачу в физических терминах,… которые могут выразить результат с точки зрения физики. Эти интеллектуальные качества, более чем любые особенные условия, физическая аппаратура и методы необходимы, чтобы стать биофизиком… Однако…физик, который не может развить биологический подход, который не интересуется живыми процессами и функциями… кто считает биологию лишь разделом физики, не имеет будущего в биофизике».
Не только в средние века, но и в недавние времена медики биологи и физики на равных правах участвовали в развитии комплекса этих наук. Александр Леонидович Чижевский (1897-1964), получивший среди прочих медицинское образование в Московском университете, много лет занимался исследованиями по гелиохронобиологии, влиянию аэроионов на живые организмы и биофизикой эритроцитов. Его книга «Физические факторы исторического процесса» так и не вышла в печать несмотря на старания П.П.Лазарева, Н.К.Кольцова, наркома просвещения Луначарского и других.
Также необходимо отметить выдающегося ученого Глеба Михайловича Франка (1904-1976), создавшего Институт биофизики АН СССР (1957), получившего Нобелевскую премию вместе с И.Е.Таммом и П.А.Черенковым за создание теории «черенковского излучения». Колебательное поведение биологических систем всех уровней, известное с незапамятных времен, занимало не только биологов, но также физико-химиков и физиков. Обнаружение в XIX веке колебаний в ходе химических реакций впоследствии привело к появлению первых аналоговых моделей, таких как «железный нерв», «ртутное сердце».
Термодинамическая линия развития биофизики естественным образом была связана с эволюцией самой термодинамики. Более того, интуитивно принимаемая естественниками неравновесность открытых биологических систем способствовала формированию термодинамики неравновесных систем. Термодинамика равновесных систем, первоначально связанная преимущественно с калориметрией, в дальнейшем внесла существенный вклад в описание структурных изменений в клетках, метаболизма и ферментативного катализа.
Список выдающихся медиков-физиков можно было бы существенно расширить, но цель – выявить глубокие связи между биологией, химией, медициной и физикой, невозможность дифференцированного существования этих наук. Большая часть биофизических исследований была проведена физиками, заинтересованными биологией; поэтому должен быть способ, позволяющий ученным, обучавшимся физике и физхимии найти свой путь в биологии и познакомиться с задачами, открытыми для физической интерпретации. Хотя классически ориентированные отделения биологии часто предлагают посты биофизикам они не являются заменой для центров, где биофизическим исследованиям уделяется основное значение.
Биофизики обладают способностью разделять биологические проблемы на сегменты, которые поддаются прямой физической интерпретации, а также формулировать гипотезы, которые можно проверить экспериментально. Главный инструмент биофизика – это отношение. К этому можно добавить способность использовать комплексную физическую теорию, чтобы изучать живые объекты, например: потребовались технологии рентгеновской дифракции, чтобы установить структуру больших молекул, таких, как белки. Биофизики обычно признают использование новых физических инструментов, например: атомный магнитный резонанс и электронно-спиновой резонанс – в изучении определенных проблем в биологии.
1.4. Прикладная биофизика
Разработка инструментов для биологических целей это важный аспект новой области – прикладной биофизики. Биомедицинские инструменты вероятно шире всего используется в медицинских учреждениях. Прикладная биофизика важна в области терапевтической радиологии, в которой измерение дозы очень важно для лечения, и диагностическая радиология, особенно с технологиями, которые связаны с локализацией изотопов и сканировании всего тела, чтобы помочь с диагностикой опухолей. Возрастает важность компьютеров при определении диагноза и лечения пациента. Возможности применения прикладной биофизики кажутся бесконечными, так как длинная задержка между развитием исследовательского инструментария и его применением означает, что многие научные инструменты, основанные на физических принципах, уже известных, скоро станут иметь важное значение для медицины.
Российская биофизика как направление науки в значительной степени формировалась в среде выдающихся русских ученых конца прошлого, начала нынешнего века – физиков, биологов, медиков, тесно связанных с Московским университетом. Среди них были Н.К.Кольцов, В.И.Вернадский, П.Н.Лебедев, П.П.Лазарев, позднее – С.И.Вавилов, А.Л.Чижевский и многие другие.
Джеймс Д. Уотсон (1928) вместе с английским биофизиком и генетиком Френсисом Х.К. Криком (1916) и биофизиком Морисом Уилкинсом (1916) (впервые получившим высококачественные рентгенограммы ДНК вместе с Розалинд Франклин) в 1953 году создали пространственную модель ДНК, что позволило объяснить ее биологические функции и физико-химические свойства. В 1962 году Уотсон, Крик и Уилкинс получили за эту работу Нобелевскую премию.
1.5. Перемены в биофизике
С 40-х годов в биофизике начались разительные перемены. И то было велением времени – совершившая к середине нашего века феноменальный скачок физика активно входила в биологию. Однако, к концу 50-х годов эйфория от ожидания быстрого решения сложных проблем живого быстро проходила: физикам без фундаментального биологического и химического образования сложно было выделять доступные физике, но «биологически существенные» аспекты функционирования живых систем, а настоящие биологи и биохимики о существовании специфических физических проблем и подходов, как правило, и не подозревали. Насущной необходимостью для науки тех и последующих дней стала подготовка специалистов с тремя фундаментальными образованиями: физическим, биологическим и химическим.
В нашей стране была еще одна важная причина возникновения в 40-е годы тесного союза между биологией и физикой. После непрофессионального, разрушительного вмешательства политиков того времени в фундаментальные направления генетики, молекулярной биологии, теории и практики природопользования некоторая часть ученых-биологов смогла продолжить свои исследования лишь в научных учреждениях физического профиля.
Как и всякая пограничная область знаний, опирающаяся на фундаментальные науки физику, биологию, химию, математику, на достижения медицины, геофизики и геохимии, астрономии и космофизики и т.д. Биофизика изначально требует интегрированного, энциклопедичного к себе подхода от ее носителей, поскольку направлена на выяснение механизмов функционирования живых систем на всех уровнях организации живой материи. Более того, этим же определяется нередкое недопонимание по отношению к биофизике и биофизикам со стороны коллег, представителей смежных дисциплин. Трудно, иногда практически невозможно разграничить биофизику и физиологию, биофизику и биологию клетки, биофизику и биохимию, биофизику и экологию, биофизику и хронобиологию, биофизику и математическое моделирование биологических процессов и т.д. Таким образом, биофизика устремлена на выяснение механизмов функционирования биологических систем на всех уровнях и на базе всех естественнонаучных подходов.