1.Биофизика пәні, оның медицинадағы және ауыл шаруашылығындағы мәні: Биофизика дегеніміз әртүрлі сатыдағы биологиялық жүйелерде болып жатқан физикалық және химиялық процестерді зерттейтін ғылым. Соңғы жылдары ғалымдардың назары биофизикаға ауып отыр. Оның басты себебі табиғат заңдарының өлі табиғатқа да, тірі табиғатқа да ортақ екенін білдіретін болса, екінші жағынан физиканың жетістіктері биология мен медицинада кеңінен қолдануында болып отыр.Биофизиканың зерттейтін объектісі биологиялық материалдар, яғни тірі организмдер. Олай болса, физиканың өлі табиғат үшін ашылған заңдарын өзгеріссіз тірі организмге қолдануға болмайды. Оның себебі тірі организм – биологиялық жүйе, үнемі динамикалық қозғалыста болады және гетерогендік әрекетті жүйе болып саналады. Атап айтқанда биологиялық жүйе өзін-өзі басқаратын болғандықтан, бұған тән кейбір қасиеттер өлі табиғатта кездеспейді. Биофизиканың ғылым болып қалыптасуына физика, химия, физиология, математика, биохимия тәрізді ғылымдардың зор ықпалы тиді. Осы ғылымдардың негізінде дүниеге келген биофизиканың өз заңдылықтары, өз әдістері бар. Биофизиканың қалыптасуына ат салушы ғалымдардың бірі Б.Н.Тарусовтың айтуы бойынша «биофизика дегеніміз биологиялық жүйелердің физикалық химиясы және химиялық физикасы» екен. 1961 жылы Стокгольмде өткен бірінші халықаралық биофизикалық конгресте биофизиканы мынадай салаларға бөлу ұсынылды:

• молекула биофизикасы. Бұл сала организмді түзетін биологиялық молнкулалардың құрылысы мен физикалық қасиеттерін қарастырады. Сол сияқты биологиялық процестердің кинетикасы мен термодинамикасын қарастырады;

• клетка биофизикасы. Бұл сала клетканың ультрақұрылысын, оның физикалық және химиялық ерекшеліктерін және клетканың өтімділігін, биоэлектрлік потенциалын қарастырады;күрделі жүйе биофизикасы (немесе басқару және реттеу процесінің биофизикасы). Бұл сала организмдегі басқару жүйесінің ішкі байланысын зерттеу және оның моделін жасау, олардың физикалық табиғатын анықтау мәселелерімен айналысады.

Сонымен қатар кванттық биофизика, сезім мүшелерінің биофизикасы, биологиялық үрдістің кинетикасы, радиациялық биофизика, биологиялық жүйенің термодинамикасы, биологиялық жүйенің электрөткізгіштігі, қосымша биофизика деген салалары да бар.Сонымен бифизика организмге деген физикалық факторлар әсерін, иондалған сәуленің биологиялық әсерін (радиобиология), көз оптикасын, қозғалыс, тыныс алу, иіс сезу, есіту, қан айналыс органдарының жұмыс әрекетін де қамтиды екен. Медициналық биофизика – биология ғылымының дамып келе жатқан іргелі саласының бірі, оның негізін білу дәрігер үшін аса қажет. Медициналық биофизика – күрделі жүйелер биофизикасының басты бөлімі. Ол биофизиканың медицина мен фармациядағы мәселелерін басқа ғылымдармен бірлесе отырып мына бағыттарда зерттейді:

• тірі ағзаның патологиялық механизмін, оның себептерін және емдеудің жаңа тәсілдеріг анықтау;

• ағзада өтетін прцестерге физикалық тәсілдермен диагностика жасау;

• адам ағзасына қоршаған ортаның әсерін зерттеу және адам ағзасына емдеу мақсатында физикалық тәсілдермен әсер ету.

Олай болса физиканың, химияның және биологияның негізінде құрылған биофизиканың теориялық негізі – физиология.

2.Биофизиканың негізгі бөлімдеріне сипаттама беріңіз. 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 шешеіміне 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. Биологиялық жүйелердің типтеріне сипаттама беріңіз және мысал келтіріңіз.

Термодинамикалық жүйе – кеңістікте белгілі бір көлемге ие макроскопиялық денені айтады. Ал макроскопиялық дене деп көптеген бөлшектерден ( молекулалар мен атомдардан ) тұратын денені айтады. Жүйе түсініктемесіне ғылыми түсінікті тек термодинамика береді. Жүйе дегеніміз бір микроматериалдардың, бөлшектердің жиынтығы. Сол жинақ қоршаған ортадан шектелген. Мысалы, аралар жүйе емес, себебі, қоршалмаған. Органоидтар – мембрана болмаса жүйе емес. Өмірде барлық нәрсе жүйе болуға тырысады. Жүйе болмаған нәрсе жойылады. Термодинамиканың 2 жолы бар: қуат және зат. Оқшауланған жүйе қуат алмайды, бермейді, затын алмайды, бермейді. Мұндай жүйе мүлдем жоқ. Бұл жүйе өспейді, өнбейді, эволюцияланбайды, модификацияланбайды. Тұйық жүйе мәңгілік болмайды. Ол затын бермейді,алмайды. Қуатын береді, алады. Бұл жүйе табиғатта кездеседі. Мысалы, жұмыртқа, ұйқыдағы аю, тас, т.б жатады. Тұйық жүйе мәңгілік болмайды.Ең биік деңгейде тұрған ашық жүйе. Қуатын беріп, алады. Затын береді, алады. Бұл жүйе өседі, өнеді, эволюцияланады, модификацияланады, өзіне ұқсас жүйені туғызады, тек қана ашық болып, алмасып жатып, осы қасиеттерді орындай алады. Онтогенезде – шекті, филогенезде шексіз. Ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Ашық жүйе мәңгілік емес. Өте ұзақ уақыт тұра алмайды. Өзіне ұқсас жүйені туғызады. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек.

4. Тұйықталған термодинамикалық жүйе және оның негізгі қасиеттерін сипаттап беріңіз.Мысалдар келтіріңіз.

Тұйық жүйе өзгеріссіз сыртқы жағдайлар барысында қалыптасуы мүмкін тепе – теңдік күйінде делік. Бұл дене термостаттағы температураны өзгертсек, дене біршама уақыттан кейін қайтадан қоршаған ортамен тепе- теңдік жағдайына келеді. Тұйық жүйедегі тепе- теңдік үрдісі қайтымды болып табылады. Бұл үрдіс нәтижесинде қоршаған ортадан ешкандай өзгеріс болмайтын процесте.шындығында егер үрдіс тепе – тең түрде өтсе яғни тепе тең жүйеледің үздіксіз бірізділігі болып табылса онда ол бірізділіктің әр бір нүктесінде жүйеде де қоршаған ортада да ешкандай өзгеріс болмайды. Сондай ак бұл процесті кері бағытта да жүзеге асыруға болады. Мұның барысында да қоршаған ортада ешбір өзгеріс орын алмайды. Осылайша бір температурадан екіншісіне көшу барысында квазисстатикалық үдерісте жүйе қабылдаған жылу жоспар бойынша осы кайтымды үдерістің әрбір нүктесінде қоршаған ортаға кері бірізділікпен орындалу тиіс.

5. Жабық термодинамикалық жүйе және оның негізгі қасиеттеріне сипаттама беріңіз. Мысалдар келтіріңіз. Тұйық жүйе мәңгілік болмайды. Ол затын бермейді,алмайды. Қуатын береді, алады. Бұл жүйе табиғатта кездеседі. Мысалы, жұмыртқа, ұйқыдағы аю, тас, т.б жатады. Тұйық жүйе мәңгілік болмайды.Термодинамикалық жүйе – кеңістікте белгілі бір көлемге ие макроскопиялық денені айтады. Ал макроскопиялық дене деп көптеген бөлшектерден ( молекулалар мен атомдардан ) тұратын денені айтады. Жүйе түсініктемесіне ғылыми түсінікті тек термодинамика береді. Жүйе дегеніміз бір микроматериалдардың, бөлшектердің жиынтығы. Сол жинақ қоршаған ортадан шектелген. Мысалы, аралар жүйе емес, себебі, қоршалмаған. Органоидтар – мембрана болмаса жүйе емес. Өмірде барлық нәрсе жүйе болуға тырысады. Жүйе болмаған нәрсе жойылады. Термодинамиканың 2 жолы бар: қуат және зат. Ең биік деңгейде тұрған ашық жүйе. Қуатын беріп, алады. Затын береді, алады. Бұл жүйе өседі, өнеді, эволюцияланады, модификацияланады, өзіне ұқсас жүйені туғызады, тек қана ашық болып, алмасып жатып, осы қасиеттерді орындай алады. Онтогенезде – шекті, филогенезде шексіз. Ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Ашық жүйе мәңгілік емес. Өте ұзақ уақыт тұра алмайды. Өзіне ұқсас жүйені туғызады. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек.