
- •Место биофизики в естествознании. Методы и
- ••Биофизику условно подразделяют на 3
- ••Биофизика сложных систем— преимущественно теоретическая область биофизики, посвящённая рассмотрению общих проблем и физ
- •Основные разделы.
- •Структура и модели мембран
- ••Специфика живого впервые проявляется на молекулярном уровне. Современный этап развития биофизики начался по
- •Модели мембран.
- ••В 1972 г. Сингер и Николсон (Singer ,Nicolson) предложили жидко- мозаичную
- •составляет двойной фосфолипидный слой Липиды построены из полярной головки и двух длинных неполярных
- •Рис. 16.2. Поведение молекул фосфолипидов в воде
- •одну молекулу белка приходится 75-90
- •белки
- ••Гликолипиды могут служить рецепторами для химических сигналов. Гликолипиды помогают клеткам распознавать друг друга.
- •покрывают мембрану с обеих сторон и придают ей эластичность и устойчивость к механическим
- ••Бислойное расположение
- ••Наблюдать структуру мембраны в
- ••Рассматривая с помощью
- •Функции мембран
- ••Рассмотрим функции мембран—к ним относятся :
- ••Матричная: обеспечение определённого взаимного расположения белков
- •ионную проницаемость, генерацию электрического потенциала на мембране.
- •Физические свойства мембран
- •Плотность липидного бислоя составляет 800 кг/м , что меньше, чем у воды.
- •равно 0,03-3 мН • м-1, что на 2
- •ляет 10-10 Ом.
- •Перенос молекул (атомов) через мембраны
- •необратимые процессы.
- •среде. Диффузия — явление
- •Коэффициент D зависит от свойств жидкости, свойств диф фундирующих частиц, температуры.
- •Уравнение Фика для мембраны.
- ••Мембраны состоят из липидов 3-х классов: фосфолипиды ,гликолипиды и холестерол.


Место биофизики в естествознании. Методы и
направления
современной биофизики.
•Биофизика определяется как физика
явлений жизни, изучаемых на
•всех уровнях ,начиная с молекул и клеток.
•Несмотря на чрезвычайную сложность физ
–хим строения организма ,
•оказывается возможным подойти к пониманию его
•строения на молекулярном уровне
организации,
•изучив свойства сравнительно немногих
классов
•органических соединений

•Биофизику условно подразделяют на 3
области : молекулярная биофизика, биофизика клетки, биофизика сложных систем .Молекулярная биофизика изучает строение и физ-хим свойства функциональных молекул—прежде всего белков и нуклеиновых кислот.
•Главные задачи молекулярной биофизики относятся к структуре молекул и их функциональности. Теоретический аппарат – термодинамика , статист .механика, квантовая механика
•Молекулярная биофизика естественно переходит в биофизику клетки, изучает строение и функциональность клеточных и
тканевых систем.
•Главные задачи : физика биологических мембран и биоэнергетических процессов. Биофизика клетки включает ---изучение
генерации и распространения нервного импульса , мышечного сокращения ,
фотобиологические явления ( фотосинтез


•Биофизика сложных систем— преимущественно теоретическая область биофизики, посвящённая рассмотрению общих проблем и физ – мат моделированию биологических процессов.
•Методы современной биофизики должны сочетать : высокую чувствительность и большую точность, поэтому прежде всего используют достижения современной электроники и оптические методы спектроскопии (ЯМР,ЭПР)



Основные разделы.
•Молекулярная бииофизика ---изучает строение и физ. свойства молекул, -входящих в состав организма--- прежде всего белков и нуклеиновых кислот. Основная проблема заключается в том, чтобы раскрыть природу взаимодействия атомных групп, определяющих конформационные особенности биологических макромолекул и механизм функционирования их в живых системах.
•2.Биофизика мембранных процессов или биофизика клетки изучает такие функциональные проявления клеток как генерация возбуждения( нервный импульс) и биопотенциалы
•(кардиография), процесс транспорта веществ через мембраны.
•3.Биофизика фотобиологических процессов. Изучает механизмы фотоэнергетических и
фоторецепторных систем (зрение), выясняет
роль и механизмы участия электронно –

Структура и модели мембран

•Специфика живого впервые проявляется на молекулярном уровне. Современный этап развития биофизики начался по существу с выдающихся открытий Л.Полингом пространственной структуры белка и Д. Уотсоном и Ф.Криком знаменитой спирали жизни ---двойной спирали ДНК.
•Как вам известно клетка –структурная и функциональная единица живого.(Шлейден ,Шванн)
•Основу структурной организации клетки составляют мембраны(блм) ---тонкие пограничные структуры молекулярных размеров ,расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц. Основу (матрицу) мембраны формируют фосфолипидные
молекулы, каждая из которых имеет полярную голову и неполярный хвост. Головы фосфолипидных молекул содержат фосфатные и холиновые группы и поэтому полярны, хорошо
контактируют с молекулами воды(гидрофильны)
хвосты неполярные СН цепи жирных кислот (14-

Модели мембран.
• первая попытка представить молекулярную организацию клеточных
мембран принадлежит Даниэлю –Давсону
(1935, Англия) – они предложили модель мембраны ,в которой липиды располагались в два слоя,а поверхность липидов с обеих сторон покрывали белки—
модель продержалась почти 40 лет и вполне соответствовала современным представлениям о структуре мембран. В настоящее время принята модель Сингер –
Николсона (1972)– жидко –
кристаллическая….
