2. Биофизиканың негізгі тарауларын атап, әр тарауға қысқаша 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 а йырмашылығын 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 электр өткізгіштігі, биологиялық үрдістердің кинетикасы, фотобиология,  радиациялық биофизика, қосымша биофизика бөлімдеріде кіреді. Кванттық биофизика  электронды энергетикалық атомның, иондардың, молекулалардың құрылым деңгейін, донор-акцепторлы  құрамын, кванттық жарықтың электрондық құрамын, жарықтың электондық ауысуы кезіндегі сіңуімен дезактивация жолындағы энергияның жұтылуын, электронды қоздырушы молекулаларының химиялық айналуын, фотоөнімнің түзілуін және молекула арақатынастарын, фото-биологиялық үрдістердің негізінде зерттейді. Молекулалық биофизика биополимерлердің ( ақуыз, нуклеинқышқылы, көмірсу, липид, олардыңжиынтығы, жоғары молекулалық құрылуы )  кеңістік құрылымын зерттейді. Физиологиялық үррдістер негізінде жатқан макромолекуланың  жеке бөліктерінің молекула ішілік 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 жылдамдығымен өту механизмдерінің байланысын, биолгиялық және физиологиялық үрдістердің негізінде жатқан биохимиялық реакциялардың тізбегін немест орын зерттейді.

Радиациялық биофизика  биоөнімдердегі иондану сәулелеріндегі үрдістердің арақатынасын, энергия иондаушы сәулелердің радияция-химиялық биожүйесіндегі реакцияларын, молекулалық, субжасушалық және ағзалық деңгейіндегі сәулелердің жиналуымен жұмсалуы 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. Термодинамика ұғымына анықтама беріп, мысалдармен түсіндіріңіз.Термодинамикалықжүйе – кеңістікте белгілі бір көлемге ие макроскопиялық денені айтады. Термодинамикалық  жүйе ұғымының астарында біршама шектеулі кеңістікте қамтылған макроскопиялық дене бар. Бұл кеңістіктің шекарасы ретінде жүйені қоршаған әлемнен немесе қоршаған ортадан бөліп тұратын математикалық жазықтық алынады. Кеңістіктегі шектеулілік жүйе денесімен толтырылған біршама көлемнің бар екендігін білдіреді.  Ал макроскопиялық дене деп көптеген бөлшектерден ( молекулаларменатомдардан ) тұратын денені айтады. Термодинамикалық  жүйелер қоршаған ортамен алмасу сипаты бойынша оқшауланған тұйық және ашық түрлерге жіктеледі. Егер жүйе өзін қоршаған ортаға энергия бермесе және алмаса, онымен зат алмаспаса, онда оны  оқшауланған жүйе деп атайды. Бөлектендірілген жүйелер деп сыртқы ортамен салмағымен де, қуатымен де алмаспайтын жүйелерді атайды. Бұндай жүйе табиғатта кездеспейді, ал егерде кездесетін болса, онда тек макет түрінде ғана болады. Тұйық жүйелер деп сыртқы ортамен затпен  емес, қуатпен 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. Тағыда мысал келтіретін болсақ, тас жәнеде бидай тұқымы т.б. Ал ашық жүйелер  сыртқы ортамен затпен де ,қуатпенен де  алмасады. Мысалы, ашық жүйеге барлық тірі организмдер жатады. Ашық жүйелер теориясы 20 ғасырдың 30- жылдарында пайда болған болатын. 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.

5. Термодинамикалық жүйелердің қандай түрлерін білесіз? Оларға 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. 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.

Жүйе дегеніміз –бір микроматериалдарды бөлшектердің жинағы.Сол жинақ қоршаған ортадан бір нарселер арқылы шектелелген.Ашық термодинамикалық жүйе –затын береді, алады, қуатын береді, алады. Ең биік деңгейде тұрған ашық жүйе. Онтогенезде шекті, филогенезде шексіз. 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.. Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі, өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді.Ашық жүйе мәңгілік емес, өте ұзақ уақыт тұра алмайды, өседі өледі, өзіне ұқсас жүйені туғызады, эволюция процесіне түседі, модифицерленеді. Тек қана ашық болып, алмасып жатып, осы қасиеттерді орындалады. Біз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. . Ашық жүйелер теориясы 20ғасырдың 30- жылдарында пайда болдыБіз ашық жүйе принципін ұстануымыз керек. Алған затты шығарып отыру принципі орындалу керек. Ашық жүйе: 1) Жүйенің жүмыс қабылеттілігі өз мұқтажына жұмсалуы қажет; 2) Жүйенің жүмысы тепе — теңдікке қарсы бағытталған, өйткені ол сыртқы орта өзгерістерінің нәтижесінде туындап отырады.

Тұйық жүйе өзгеріссіз сыртқы жағдайлар барысында қалыптасуы мүмкін тепе – теңдік күйінде делік. Бұл дене термостаттғы 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 отсе яғни тепе тең жүйеледің үздіксіз бірізділігі болып табылса онда ол бірізділіктің әр бир нуктесинде жүйедеде қоршаған ортада да ешкандай өзгеріс болмайды. Сондай ак бұл прцесті кері бағыттада жүзеге асыруга болады. Мұның барысында да қоршаған ортада ешбир өзгерис орын алмайды. Осылайша бір температурадан екіншісіне көшу барысында квазисстатикалық үдерісте жүйе қабылдаған жылу жоспар бойынша осы кайтымды үдерістіің әрбір нуктесинде қоршаған ортаға кері бірізділікпен орындалу тиіс Затын бермейді, алмайды; Қуатын бермейді, алмайды. Мәңгілік еш нәрсе жоқ. Табиғатта бұл жүйе жоқ. Мәңгілік ешқашан өспейді, өнбейді, модификацияланбайды, эволюцияланбайды. Оқшауланған термодинамикалық жүйе – қоршаған ортамен затпен де, энергиямен де алмаспайды. Бұндай термодинамикалық жүйе табиғатта кездеспейді. 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.