Adpu-nun biologiya fakültəsinin qiyabi şöbəsinin 401-ci kurs

ADPU-nun biologiya fakültəsinin

qiyabi şöbəsinin 401-ci kurs

tələbəsi Maksudova Rəhilənin

bioloji fizika fənnindən sərbəst

mövzusu.

İxtisas: biologiya

Mündəricat.

1.Biofizikanın predmeti.....................................3

2.Biofizikanın başqa elmlərlə əlaqəsi................6

Biofizikanın predmeti.

Biofizkia nədir:Onun tədqiqat obyektləri(predmeti) hansi sahələri əhatə edir?

Əvvəlcə biofizikaya tərif verək. Biofizika XX əsrin ikinci yarsından etibarən tədris olunmağa başlandi. Ayrı-ayrı müəlliflər tərəfindən yazilan dərsliklərdə ona bir neçə tərif verilmişdir.Bütün verilən tərifləri ümumiləşdirərək biofizikaya belə tərif vermək olar: “Biofizika- bioloji obyektlərin fiziki xassələrini və istənilən səviyyəli mütəşəkkil bioloji sistemlərdə gedən fizioloji proseslərin əsasını təşkil edən fiziki və fiziki-kimyəvi faktları öyrənən elimdir”.

Tərifdən göründüyü kimi biofizikanın predmeti bioloji obyektlərin fiziki xassələrini və canlı orqanizmdə baş verən fiziki və fiziki-kimyəvi prosesləri öyrənir.Qeyd etmək lazımdır ki, biofizika tədqiq etdiyi obyektlərin rəngarəngliyinə görə biologiya sahəsində seçilən fənlərdən biridir. Belə ki, biofizika obyektin fizki xassələrini və onda gedən fiziki-kimyəvi prosesləri mürəkkəb sistem səviyyəsində , (orqanizm-ətraf mühit), ayrı-ayrı orqanlar ,toxumalar, ayrıca hüceyrə, hüceyrənin müxtəlif strukturları, makromolekullar və nəhayət, bioloji cəhətdən mühüm makromolekulların elektron quruluş səviyyəsində öyrənir. Biofizikanın tədqiqat sahəsinə aviasiya və kosmik biomexanikanı eləcə də ətraf mühitin maqnit sahəsinin orqanizmdə baş verən elektrik hadisələrinə təsirinin öyrənilməsi də aid edilir.

800 ildən çox yaşı olmasına baxmayaraq, əsrlər boyu aparılan biofiziki tətqiqatlar çox ləng gedirdi.Bunun əsas səbəbi o idi ki, canlı obyektləri öyrənmək üçün tələb olunan alət və cihazların, gücləndiricilərin olmaması və istifadə olunan üsulların dəqiq nəticə almaq üçün kifayət etməməsi texniki çətinliklər törədirdi.Tədqiqatlar zamanı elə üsullar tələb olunuru ki, işin gedişində nümunəyə hec bir ziyan toxunmasın, canlı obyektin bütövlüyü qorunub saxlansın. Bu isə yeni üsulların işlənib-hazırlanmasını zəruri edirdi. Ona görə də mövcud fiziki üsullar canlı obyektlərə tətbiq olunarkən təkmilləşməyə başladı və getdikcə biofiziki üsullarla əvəz olundu. Bu da öz növbəsində bioloji tətqiqatların daha sürətlə aparılmasında mühüm rol oynadı. Beləliklə, yeni lazimi alətlərin, dəqiq və həssas cehazların cox yüksək gücləndiricilərin meydana gəlməsi nəticəsində biofizika daha sürətlə inkişaf etməyə başladı. Məhz bu səbəbdən hal-hazırda sürətli inkişafına görə bioloji elmlər arasında biofizikanı ən gənc hesab edirlər.

Biofizikanın inkişafının müasir dövrü, çox güman ki, L.Krik tərəfindən zülalların fəza quruluşu və D.Uotson və F.Krik tərəfindən ikiqat DNT spiralının kəşfindən sonra başlandı. Ardıcıl olaraq membran stukturları üzərində biofiziki üsulların köməyi ilə aparılan coxsaylı təcrübələr nəticəsində bioelektrik hadisələrinin ion təbiətli olduğu kəşf edildi.

XX əsrin ilk yarısında ələdə olunan çoxsaylı biofiziki nəaliyyətlər biofizikanın əsas istiqamətlərini müəyyənləşdirmək imkanını verdi: moleykulyar biofizika, hüceyrə biofizikası, mürəkkəb sistemlərin biofizikası.

Molekulyar biofizika bioloji molekulların strukturunu və fiziki xassələrini öyrənir.

Hüceyrə biofizikası hüveyrə və hüceyrə komponentlərinin ultrastrukturunu, onun fiziki və fiziki –kimyəvi xüsusiyyətlərini , hüceyrə membranının keçiriciliyini, biopotensialları və s. öyrənir.

Mürəkkəb sistemlərin biofizikası çoxhüceyrəli sistemlərdə tənzimləmə və öz-özünü tənzimləmə problemlərini, eləcə də həyat fəlaiyyəti zamanı bu sistemlərin kinetik və termodinamiki xüsusiyyətlərini tədqiq edir. Biofizikanın bu bölməsi biokibernetika ilə qovuşur. Belə ki, mürəkkəb dinamik sistemlərin işi zamanı biofizika siqnalların əmələ gəlmə mexanizmini öyrənir, biokibernetika isə bu siqnallrın qiymətini müəyyən edir. Bioloji sistemlərdə biokibernetika tənzimləmənin ümumi formal sxemini verir, biofizika isə bu sxemi konkret fizki-kimyəvi faktlarla doldurur.

Mürəkkəb sistemlərin biofizikası həm də müasir fundamental-nəzəri biofizkiki üsul sayılan fiziki-riyazi modelləşdirmə üsulu vasitəsilə müxtəlif səviyyələrdə təşkil olunmuş canlı orqanizmləri tədqiq edir. Bu zaman obyekt olaraq canlı toxumalar, orqanlar, fiziolaji sistemlər, orqanizmlər toplusu və s. götürülür. Müasir biofizikanın başlıca mərhələlərindən biri modellərin qurulmasıdır. Canlı orqanizm mürəkkəb acıq sistem təşkil etdiyindən, fiziki təcrübələrin aparılması həmişə mümkün olmur. Bu zaman fiziki, anoloji və riyazi modellərdən istifadə etmək çox əlverişlidir. Təsadüfi deyil ki, ən böyük biofiziki naliyyətlər modellərdən istifadə etməklə əldə edilmişdir. Belə ki, biomakromolekulların krisal formasında gotürülməsi hemoqlaoninin(Perust) , mioqlobinin (Kendrü) molekulyar stukturunu təyin edilməsinə imkan verdi. Oyanmış menbranın analoji elektrik modeli Xockin və Xakslinin tədqiqatlarında mühüm rol oynadı Membran biofizikasında mono və bimoleykulyar lipidlərdən ibarət olan membran modellərindən çox geniş istifadə olunur. Hesablama texnikasının inkişafı və təkmilləşməsi sayəsində modelləşmə özünün yeni inkişaf mərhələsinə qədəm qoymuşdur. Son illər biofizika nəzəri və praktik təbabətin inkişafında müstəsna rol oynayır. Hal-hazırda tibb universitetlərində Biofizika fənni tədris olunur. Tədris proqramına biofizikanın əsas bölmələri ilə bərabər, “Kvant biofizikası” da daxildir. Biofizikanın bu bölməsi təbabətdə böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki işıq və digər şüaların canlı orqanizmə təsirinin öyrənilməsi çox vacibdir.Orqanizmdə şüalanmanın (ionlaşdırıcı radiasiya, işıq, ultrasəs və s.) təsirindən baş verən ilkin reaksiyalar təbiətcə fiziki və ya fiziki-kimyəvi olub patoloji proseslərin inkişafına gətirib çıxarır. Biofizikanın əsas problemlərindən biri orqanizmin funksional vəziyyətinin diaqnozu üçün fiziki və fiziki-kimyəvi paramtrləri təyin etmək və onları qiymətləndirməkdən ibarətdir. Həyati proseslərin pozulması ilk növbədə bu parametrlərdən asılıdır.

Aydındır ki, canlı hüceyrələrin xarakterik cəhəti onlarda membran potensialının varlığı, ion qradientinin saxlanması, elektrik cərəyanını polyarlaşdırma xüsusiyyəti, elektrokinetik potensialın olması, sitoplazmaının hərəkətidir. Orqanizmin vəziyyətini müəyyənləşdirmək üçün bu parametrlərin bəzilərindən təbabətdə çoxdan istifadə olunur.Diaqnostikada elektrik keçiriciliyin ölçülməsi üsulu, hemilüminessensiya üsulları geniş istifadə olunur.

Hal-hazırda müxtəlif xəstəliklərin müalicəsində istifadə olunan üsullar (diatermiya, induktotermiya, UÇV-terapiya, rentgenterapiya və s) imkan verir ki, xəstəliyin yaranma mexanizmləri barədə daha dəqiq təsəvvür yaransın.

Fizika, kimya, fiziki-kimya və bu kimi fənlərdən fərqli olaraq, biofizika qarşısına qoyduğu problemləri kompleks şəklində ümumiləşmiş formada həll edir. Digər tərfdən biologiya, təbabət və kənd təsərrüfatı elmərinin dəqiq elmlər səviyyəsində yüksəlməsində biofizika mühüm rol oynayır. Göründüyü kimi, fizki düşüncə və üsulların köməyi ilə həyatın əmələ gəlməsi sahəsində aparılan elmi tədqiqatları biofizikasız təsəvvür etmək qeyri mümkündür..

Biofizikanın başqa elmlərlə əlaqəsi.

Biofizika həyatla əlaqədar olan canlı hüceyrə və toxumalarda baş verən fiziki-kimyəvi kəmyəvi-fiziki prosesləri öyrənir. Canlı hüceyrə və toxumalarda baş verən mürəkkəb həyat proseslərinin fizki-kimyəvi və fizki üsullarla tədqiqinə dair bəzi məlumata hələ təxminən 200 il bundan əvvəl aparılmış işlərdə rast gəlinir.

Müasir biofizka elmi fizika,kimya riyaziyyat və biologiya elmlərinin mütərəqqi üsul və nailiyyətlərindən istifadə edərək inkişaf edir. Bəzi alimlər göstərirlər ki, biofizika elmi bioloji sistemlərdə baş verən sadə fiziki prosesləri öyrənir. Biofizika elminə belə tərif vermək düzgün deyildir, çünki elementar fizki hadisələr orqanizmlərin xassə və xüsusiyyətlərini tam izah etmir. Məlum olduğu kimi canlı hüceyrə və toxumaların əsasını mürəkkəb yüksək molekullu birləşmələr təşkil edir ki, onların fiziki-kimyəvi, bioloji və digər xassələrini bilməyin həyat proseslərinin təyin edilməsində çox böyük rolu vardır. Lakim biofizika elmi orqanizmlərdə bəzi fizki proseslərin tədqiqinə də böyük əhəmiyyət verir məsələn, enerji miqrasiyası, bioelektrik potensiallar, bioloji sistemlərdə elektrik hadisəsəi, bioluminessensiya və s. Bir qrup alimlər göstərirlər ki, biofizika elmi bioloji sistemlərdə kimyəvi prosesləri tədqiq edən bir elmdir. Bu doğru deyildir. Çunki bioloji sistemdəki kimyəvi prosesləri tədqiq edən elm sahəsi biokimyadır.

Biofizka elmi fizika, kimya və riyaziyyatın köməyi ilə inkişaf etməsinə baxmayaraq, bioloji elmlər sırasında qalır.

Bioloji fizikanın əsas vəzifələrindən biri canlı sistemlərdə baş verən fiziki kimyəvi proseslərin ilk mexanizmini tədqiq etməkdir. Qeyd etmək lazımdır ki, hüceyrənin müxtəlif quruluşu elementlərində, xüsusən protoplazmada, nüvədə xarici təsirlərdən sonra ,qıcıqlanma zamanı və s gedən dəyişkənliklər, moleykulyar çevrilmələr və digər bioloji proseslərin mahiyyəti ilk günlərdən tədqiq edilməyə başlanmışdır. Lakin bu tədqiqtların nəticəsi, tədqiqt üsullarının dəqiqliyindən, fizika kimya və riyaziyyat elmlərinin səviyyəsindən, eləcədə həmin elmlərin biologiyaya tədbiq edilmə dərəcəsindən asılıdır.

Biologiya elminin klassikləri İ.P.Pavlov, İ.M.Seçenov, K.A.Timiryazev, N.F.Vedenski və b. bioloji hadisələrin öyrənilməsində fizika, kimya və riyaziyyatın tətbiqinə böyük əhəmiyyət verərək onların sayəsində biologiyanın sürətli inkişaf edib həyat hadisələrinin dərindən öyrənilməsini göstərmişlər. Lakin biofizika elminin hərtərfli inkişafı biologiya elminə müasir yüksək səviyyəli tədqiqt üsullarını daxil etdikdən sonra nəzərə çarpır.

Canlı orqanizmlərin tamlığını pozmadan onlarda baş verən mürəkkəb fizki-kimyəvi proseslərin, bioloji qanunların, hüceyrənin onun ayrı-ayrı komponentlərinin mikroskopik submikroskopik quruluşlarının və xassələrinin öyrənilməsi, indi bir sıra hadisələri doğru və tam izah etməyə imkan verir. Odur ki, məna etibarı ilə biofizika elminə canlı protoplazmanın fiziki kimyası kimyəvi fizkası kimi baxmaq olar.

Biofizika bəzi elmlərin, xüsusən fizika və kimyanın mürəkkab qruluşunu öyrənərək istifadə etdikləri bəzi üsulları, öz tədqiqt sahəsində tətbiq üçün yararlı hesab etmir.Buna görə də həmin üsullar bioloji sistemi öyrənmək üçün təkmilləşdirilməlidir.

Kimya elminə nisbətən , son zamanlarda fizka və riyaziyyatın biologiyaya daxil olması , bir qədər çətinliklə olmasına baxmayaraq biologiyada yeni sahələrin: bioloji termodinamika, kinetika, kibernetika, radiasion biofizika və s. bioloji sahələrin ayrılıb, intensifvolaraq inkişaf etməsinə səbəb olmuşdur.

Biofizika elmi biologiyanın digər bölmələri, biokimya, fiziologiya, mikrobiologiya, aqrokimya, virusologiya,seleksiya, genetika vəs. ilə sıx əlaqədə olub, öz inkişafında bu elmlərin nəaliyyətlərindən istifadə edir, həmçinin elmlərin təcrübi və nəzəri inkişafında iştirak edir.

Göründüyü kimi biofizika elmi cox müxtəlif və maraqlı tətqiqat sahələrini əhatə edən, fizika, kimya və riyaziyyatın köməyi sayəsində canlı sistemlərdə baş verən müxtəlif fiziki-kimyəvi və kimyəvi- fizki prosesləri öyrənən bir elmdir.