Получите доступ к огромной базе учебных материалов на каждый урок с возможностью удалённого управления...

СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Выбрать материалы

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Была в сети 05.07.2023 18:52

Демченко Наталья Станиславовна

учитель русского языка и литературы

8 755

4 556

Подписчики

Подписки

Специализация

Русский язык

Литература

Обо мне Блог Файлы Тесты Галерея Активность Награды

Физико-химическая биология. Презентация.

Категория: Биология

29.09.2022 22:32

Учебник: Биология. 10 класс. Базовый уровень. Пономарева И.Н. и др. 2-е изд., перераб. - М.: 2010. - 224 с.

Тема: § 4. Значение практической биологии 12

Просмотр содержимого документа
«Физико-химическая биология. Презентация.»

Физико-химическая биология

новое быстро развивающееся направление биологии

Физико-химическая биология — комплексная наука, изучающая физико химические основы жизнедеятельности организмов.

Включает биохимию, биофизику, молекулярную биологию и биоорганическую химию.

В отличие от физики и химии, биология пока не располагает такими интегрированными теоретическими знаниями о многообразии живой природы, которые могли бы составить базу для теоретической биологии. На сегодняшний день это достаточно сложная задача. Ведь для создания теоретической биологии необходимо осуществить синтез всех обширных знаний из всех областей биологии и, проанализировав все эти знания о живом, выделить существенные закономерности, которые были бы присущи всем уровням организации живой материи.

При этом следует особенно, подчеркнуть тот факт, что речь идет именно о живой, а не мертвой материи и потому в науке теоретической биологии должна быть дана характеристика жизни, не сводимая к физике или химии.

Название физико-химическая биология имеет два смысла. Во-первых, это понятие означает, что предметом исследования данного направления науки являются объекты живой природы, которые изучаются на физико-химическом уровне, т. е. на молекулярном и надмолекулярном уровнях. С другой стороны, сохраняется и первоначальное значение этого термина: использование физико-химических методов для расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации.

Так или иначе, физико-химическая биология в наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными науками и становлению естествознания как единой науки о Природе.

наука о химическом составе живых клеток и организмов

а также о лежащих в основе их жизнедеятельности химических процессах.

Биохимия — наука, изучающая химический состав и структуру веществ, содержащихся в живых существах, пути и способы регуляции их метаболизма, а также энергетическое обеспечение химических процессов, происходящих в клетке и организме. Биохимия — сравнительно молодая наука, которая находится на стыке биологии и химии.

История:

Исторически сложилось два этапа исследований в биохимии: статический и динамический.

Статическая, или описательная биохимия изучает состав живой материи, структуру и свойства выделяемых биологических соединений.

Динамическая биохимия исследует химические превращения веществ в организме и значение этих превращений для процессов жизнедеятельности.

2-й период в развитии биохимии, существующей еще как раздел физиологии, характеризуется усилением накопления биохимических знаний.

Мощным толчком к развитию органической химии и биохимии явилась созданная великим русским химиком А. М. Бутлеровым теория строения органических соединений.

40-е и особенно 50-е годы характеризуются использованием в биохимических исследованиях физических, физико-химических и математических методов, активным и успешным изучением основных жизненных процессов на молекулярном и надмолекулярном уровнях.

Краткая хронология основных открытий в биохимии этого периода:

1953 – Д. Уотсон и Ф. Крик предложили модель двойной спирали строения ДНК.

1953 – Ф. Сэнгер впервые расшифровал аминокислотную последовательность белка инсулина

1955-1960 – А.Н. Белозерский и его сотрудники охарактеризовали таксономическое и эволюционное значение соотношения отдельных азотистых оснований в ДНК.

1959, 1960 – А. С. Спирин и П. Доти установили вторичную и третичную структуру рибосомальной РНК.

1961 – М. Ниренберг расшифровал первую «букву» кода белкового синтеза – триплет ДНК, соответствующий фенилаланину.

1965-1967 – Р. Холли и независимо от него А.А. Баев определили нуклеотидную последовательность транспортных РНК.

1966 – П. Митчелл сформулировал хемиосмотическую теорию сопряжения окисления и фосфорилирования.

1971 – в совместной работе двух лабораторий, руководимых Ю.А. Овчинниковым и А. Е. Браунштейном, установлена первичная структура аспартатаминотрансферазы – белка из 412 аминокислот.

1977 – Ф. Сэнгер и сотрудники впервые полностью расшифровали первичную структуру молекулы ДНК.

Разделы биохимии:

15. Биохимия микроорганизмов

16. Биохимия растений

17. Биохимия животных

18. Биохимия человека

19. Биохимия крови

20. Биохимия тканей

21. Биохимия органов

22. Медицинская биохимия

23. Биохимия мышечной деятельности

24. Биохимия спорта

1. Статическая биохимия

2. Биохимия аминокислот

3. Биохимия белков

4. Биохимия ферментов

5. Биохимия углеводов

6. Биохимия нуклеиновых кислот

7. Биохимия нуклеотидов

8. Биохимия липидов

9. Биохимия витаминов

10. Биохимия гормонов

11. Динамическая биохимия

12. Молекулярная биология

13. Биоэнергетика

14. Функциональная биохимия

раздел биологии, изучающий физические аспекты существования живой природы на всех её уровнях, начиная от молекул и клеток и заканчивая биосферой в целом.

История исследований

I этап — накопление отдельных фактов. Делались первые попытки количественных измерений характеристик и параметров биологических объектов и систем.

II этап — широкое проведение экспериментов и определение многих физикохимических параметров живых организмов. Для объяснения сложных биологических явлений привлекались законы физики и химии.

III этап — формирование собственного понятийного аппарата, разработка сложных биофизических методов исследования, выделение ряда разделов в самостоятельные научные дисциплины.

Биофизику считают относительно молодой наукой, окончательно сформировавшейся в середине XX столетия.

Условно можно выделить три этапа ее развития: I этап — с начала XVII до середины XVIII в.; II этап — с середины XVIII до середины XX в.; III этап — с середины XX в. до наших дней.

Первые идеи биофизики заключались в обосновании материального единства живых организмов и неорганической природы, универсальности механического движения в живой и неживой природе, в первых попытках применить физические законы для объяснения ряда физиологических функций (кровообращения).

Разделы биофизики:

1. Биофизика сложных систем

2. Молекулярная биофизика

3. Клеточные мембраны

4. Фотобиологические процессы

5. Биоэнергетика клетки

6. Биофизика фотобиологических процессов

7. Биофизика органов чувств.

8. Тернодинамика биологических процессов

История

В 1940 году колоссальным достижением стало установление Джорджем Бидлом и Эдуардом Тэйтемом причинно-следственной связи между генами и белками.

В начале 50-х годов Фредерик Сенгер показал, что белковая цепь — уникальная последовательность аминокислотных остатков. В 1951 и 1952 годах ученый определил полную последовательность двух полипептидных цепей.

1958 год — формирование центральной догмы молекулярной биологии Фрэнсисом Криком: перенос генетической информации идет в направлении ДНК → РНК → белок.

Молекулярная биология исторически появилась как раздел биохимии. Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 года.

Впервые термин «молекулярная биология» применил в 1933 году Уильям Астбери в ходе исследования фибриллярных белков (коллагена, фибрина крови, сократительных белков мышц).

На первых порах возникновения молекулярной биологии РНК считалась составляющей только растений и грибов, а ДНК — только животных.

Первым важнейшим этапом следует считать возникновение органической химии. которая выделилась в самостоятельное научное и прикладное направление в середине Х1Х века.

К этому времени уже были известны многие природные соединения, которые впоследствии стали определять как углеводы, белки, липиды, алкалоиды.

В период 1861- 1864 гг. российский химик А.М. Бутлеров создал единую теорию строения органических соединений, которая позволила перевести все имеющиеся достижения на единую научную основу и открыла путь к развитию науки органической химии.

В этот же период Д.И Менделеев . известный всему миру как ученый, который открыл и сформулировал периодический закон изменения свойств элементов, опубликовал учебник « Органическая химия».

В те времена биоорганическая химия и биохимия еще не сформировались как самостоятельные направления, вначале их объединяла физиологическая химия, но постепенно они выросли на основе всех достижений в две самостоятельные науки.

История

Как самостоятельная наука сформировалась во второй половине XX века на стыке биохимии и органической химии и связана с практическими задачами медицины, сельского хозяйства, химической, пищевой и микробиологической промышленности.

Приоритетные направления биоорганической химии

1. исследование структурно-функциональной зависимости биологически активных соединений;

2. дизайн и синтез новых биологически активных препаратов, включая создание лекарственных средств и средств защиты растений;

3. исследование высокоэффективных биотехнологических процессов;

4. исследование молекулярных механизмов процессов, происходящих в живом организме.

Физико-химическая биология изучает физические и химические процессы, происходящие в живых организмах, а так же то, какую роль эти процессы играют в их жизнедеятельности.

Как учёные изучают оные процессы - это отдельный сложный вопрос, потому что каждый химический или физический процесс, протекающий внутри живого организма, требует особого подхода для изучения. Часто бывает так, что о существовании изучаемого процесса удаётся узнать только по некоторым внешним признакам. Когда по этим признакам удаётся собрать достаточное количество информации - можно попробовать воспроизвести этот процесс в лабораторных условиях, но это возможно далеко не всегда...