Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Взаимодействие наук

авторегулирования
физико-химических  процессов  в   живых   организмах.   Конкретные   задачи
современной биофизики весьма разнообразны.
      Одна из основных задач биофизики –  выявление  физических  и  физико-
химических  параметров,  характерных  для  живых  объектов.  Известно,  что
характерным  свойством  живых  клеток   является   наличие   электрического
потенциала между клеткой и окружающей средой; способность удерживать ионный
градиент по калию и натрию между клеткой и средой; способность поляризовать
электрический ток. При гибели  живого  объекта  эти  свойства  исчезают.  В
зафиксированных  гистологических  препаратах   выявляются   надмолекулярные
структуры, отсутствующие в живых неповрежденных  клетках.  В  то  же  время
тонкие  молекулярные   структуры   клетки,   обеспечивающие   ее   основные
прижизненные свойства, оказываются нарушенными.  Поэтому  именно  вопрос  о
выявлении истинных молекулярных структур и определение прижизненных физико-
химических параметров биологических объектов приобретает огромное значение.
       Одним  из  важнейших   направлений   биофизики   является   изучение
биологического действия ионизирующих излучений. Эта проблема  разносторонне
изучается различными дисциплинами  (физиологией,  биохимией,  патологией  и
др.), но самая  существенная  роль  отводится  здесь  биофизике.  Важнейшим
моментом в действии лучистой энергии  на  биологический  субстрат  является
первичный переход физической энергии, поглощенной биологическим субстратом,
в хнмическую энергию и развитие  первичных  химических  реакций.  При  этом
происходит образование высокоактивных радикалов и ионов, которые  и  служат
центрами первичных реакций. Первичный выход активных  химических  продуктов
определяет все дальнейшее развитие лучевого поражения. Поэтому в  настоящее
время первостепенное значение приобретает исследование  химической  природы
первичных радикалов и  кинетики  радикальных  реакций.  Отсюда  вытекает  и
важная  задача   торможения   радиационно-химических   реакций   различными
ингибиторами природного происхождения.
      Ослабление  радиационного  эффекта  –  вполне  реальная  задача.  При
введении  в  организм  перед   облучением   некоторых   веществ-ингибиторов
осуществляется так называемая химическая защита. Биофизика выявляет физико-
химические свойства молекул веществ-ингибиторов и на основе общих принципов
дает методы
подбора необходимых соединений.
      Вопрос размена и передачи энергии при фотохимических процессах  стоит
в  основе  другой  важной  биофизической  проблемы  –  проблемы   механизма
фотосинтеза. С этой проблемой связан  также  еще  один  принципиальный  для
биофизики вопрос: вопрос о возможности миграции энергии и о механизме такой
миграции. Есть основания полагать, что химическая реакция  при  фотосинтезе
протекает  не  в  том   месте,   где   осуществляется   первичный   процесс
взаимодействия квантов света с веществом, а на некотором расстоянии ,  т.е.
там, куда переносится поглощенная энергия.
      В таком же аспекте изучаются биофизикой первичные механизмы , лежащие
в основе зрительного акта,  исследуются  продукты  фотохимических  реакций,
происходящих при поглощении энергии света пигментами зрительных рецепторов.
       Следующим  важным  направлением  биофизики   является   исследование
проницаемости  клеток  и  тканей.  Физико-химическая  биология  уже   давно
занимается  выявлением  закономерностей  проникновения  вещества  в   живые
клетки. Это практически важный вопрос, так  как  с  проницаемостью  связано
фармакологическое :действие лекарственных веществ  и  токсическое  действие
различных ядов. Проникновение веществ в клетки зависит в первую очередь  от
физико-химических  свойств  молекул,  их  растворимости,  их  электрических
свойств – распределения зарядов. Биофизика должна установить  коррелятивную
связь между этими  свойствами  ващества  и  его  способностью  проникать  в
клетки.  С  другой  стороны  ,  проницаемость   связана   со   способностью
поверхностных клеточных мембран пропускать те или  иные  вещества.  Поэтому
биофизика изучает и  физико-химические  свойства  биологических  мембран  и
способы повышения или понижения проницаемости действием различных  агентов.
Последнее имеет большое значение для лечебных мероприятий,  для  применения
ядовитых инсектицидов в сельском хозяйстве, при дезинфекции и т. п.
      Протоплазма клеток состоит из высокополимерных  веществ,  в  основном
полиэлектролитов, и обладает свойствами, присущими этому классу соединений.
Углубленные исследования в этой области  открывают  новые  возможности  для
изучения свойств протоплазмы. В частности, в настоящее  время  уже  удалось
значительно приблизиться к пониманию вопроса  об  избирательном  поглощении
калия живыми клетками.
      Изучение физико-химических превращений биополимеров  в  клетке  тесно
связано с выявлением механизма возникновения возбуждения и биоэлектрических
потенциалов как в недифференцированных клетках, так и в  специализированных
нервных   и   мышечных   элементах.   Физиология   уже   давно   использует
биоэлектрические потенциалы для  оценки  физиологических  и  патологических
состояний организма. Перед биофизикой стоит другая большая задача – выявить
физико-химические   причины   появления   и    развития    биоэлектрических
потенциалов, определить их энергетические источники и этим открыть путь для
более глубокого анализа  физико-химического  состояния  клеток  в  норме  и
патологии.
      Биофизика вместе с другими дисциплинами принимает  сейчас  участие  в
расшифровке важнейших  вопросов  о  физико-химических  механизмах  передачи
наследственных свойств и изучает механизмы, определяющие устойчивость  вида
и его изменчивость.  При  этом  анализируются  те  силы,  которые  вызывают
деление и расхождение  хромосом,  физико-химические  основы  взаимодействия
нуклеиновых кислот, физико-химическая природа гена и т.д.
      Наконец, в настоящее  время  большое  внимание  биофизики  привлекает
проблема авторегуляции. В изучении авторегуляции заинтересована  не  только
биология, но и техника,  так  как  некоторые  механизмы  авторегулирования,
существующие у живых организмов, могут послужить источником новых идей  для
различных  областей  техники.  Действительно,  в   биологических   системах
существуют  весьма  совершенные  механизмы  для  регулирования   химических
реакций, лежащих в основе  энергетического  обмена  веществ.  В  клетках  с
удивительным постоянством поддерживаются величины рН и ионный баланс  калия
и натрия даже при значительных изменениях концентрации  во  внешней  среде.
Биологические  системы  очень   хорошо   координируют   уровни   протекания
энергетических процессов. При  этом,  несмотря  на  высокую  лабильность  и
способность реагировать  на  незначительные  изменения  во  внешней  среде,
биологические  системы  обладают  высокой   надежностью.   Авторегулирующие
механизмы играют большую  роль  в  приспособлении  животных  и  растений  к
изменяющимся   условиям   внешней    среды.    Для    понимания    вопросов
авторегулирования   требуется   разработка   термодинамики    и    кинетики
биологических процессов, что и составляет важнейшую задачу биофизики.



Пути взаимодействия наук.

       Две  следующие  формы  взаимосвязи  наук  –  их   "переплетение"   и
"стержнезация". Анализ процесса взаимодействия наук в наше время  позволяет
сделать следующий вывод: основными тенденциями в эволюции современных  наук
начиная примерно с середины ХХв.– с момента полного  развертывания  научно-
технической революции – стало движение в сторону  их  "переплетения"  и  их
"стержнезации".  Однако  в  самой  структуре   научного   знания,   в   его
архитектонике  еще  сильны  и  дают  себя  знать   его   "родимые   пятна",
свидетельствующие  о  рождении  наук  в  период  господства   односторонне-
аналитического метода исследования. В самом деле, начиная с XVI – XVIII вв.
все научное знание было расчленено на ряд фундаментальных  отраслей,  резко
обособленных между собой. Это повлекло за собой два следствия:
первое  –  членение  знания  на  его  отдельные  отрасли   ,   т.е.   узкую
специализацию;
второе – образование между этими отраслями  резких  разрывов,  т.е.  полное
обособление одной специальности от другой.
      Последующее развитие  наук  в  сторону  установления  их  взаимосвязи
частично преодолело,  точнее  сказать,  стало  преодолевать  эти  следствия
односторонне примененного анализа: первое следствие,  однако,  осталось,  в
сущности, незатронутым,  и  весь  научный  прогресс  совершался  и  нередко
совершается пока в рамках прежних отдельных наук.  Преодолено  лишь  второе
следствие благодаря возникновению  наук  промежуточного  характера.  Встает
вопрос: не наметились ли уже в  настоящее  время  тенденции  к  преодолению
первого следствия, к которому привело одностороннее применение анализа?
      Такие тенденции начинают проявлятся скаждым  днем  все  сильнее.  Они
направлены от преодоления остатков былой обособленности и замкнутости  наук
к их взаимодействию. В  прошлом  внутренняя  связь  наук  обнаружилась  как
возникновение переходных "мостов"  между  ранее  разобщенными  между  собой
науками. Но за пределами этих "мостов",  т.е.  за  пределами  промежуточных
отраслей  научного  знания,   каждая   фундаментальная   наука   продолжала
заниматься  своим  собственным  предметом  –  своей  специфической   формой
движения или специфической  стороной  объекта  изучения,  отгораживаясь  от
других наук. Но уже появление  промежуточных  отраслей  науки  внесло  сюда
серьезные коррективы: в астрофизике соединились при изучении общего для них
круга явлений физика и  астрономия;  в  геохимии  –  геология  и  химия;  в
биохимии – биология и х
12345След.
скачать работу

Взаимодействие наук

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ