Чем занимается физико химическая биология
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ — область биологической науки, объединяющая физико-химические направления биологических дисциплин на основе широкого использования идей и методов химии, математики, физической химии для изучения процессов жизнедеятельности на различных уровнях организации биологических систем.
Важность и актуальность задач, решаемых физико-химической биологией, отмечаются в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии физико-химической биологии и биотехнологии и использовании их достижений в медицине, сельском хозяйстве и промышленности» (1981).
Возникновение физико-химической биологии обусловлено естественными тенденциями развития биологической науки. Основы физико-химического подхода в биологии были заложены трудами А. Гальвани, А. Лавуазье, Э. Дюбуа-Реймона, Г. Гельмгольца, Нернста (W. Nernst), Ж. Леба, К. А. Тимирязева,, И. М. Сеченова, А. Н. Баха, Н. К. Кольцова и других ученых, представлявших различные науки и стремившихся к их синтезу.
Физико-химическая биология объединяет разделы биохимии (см.), биоорганической химии, молекулярной биологии (см.), биофизики (см.), молекулярной иммунологии (см. Иммунохимия) и генетики (см. Молекулярная генетика). Число дисциплин, развивающих это направление, растет.
В последние десятилетия физико-химическая биология достигла значительных успехов в изучении структуры и функции нуклеиновых кислот (см.) и белков (см.), молекулярных механизмов действия гормонов (см.), витаминов (см.) и других биологически активных веществ, структуры и функции биологических мембран (см. Мембраны биологические), их роли в транспорте веществ, трансформации энергии (см. Обмен веществ и энергии), восприятии и передаче информации, в изучении специфических регуляторов передачи нервных импульсов (см. Нервный импульс), регуляторов поведения (см. Высшая нервная деятельность), сна (см.), памяти (см.), в исследовании фото-биологических процессов (см. Фотобиология), явлений радиационного и химического мутагенеза (см.). С достижениями физико-химической биологии связывают перспективы коренных преобразований в ряде отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, например, развитие биотехнологии с использованием методов генной инженерии (см.), совершенствование методов селекции животных и растений, получение новых классов продуктов питания и др. Различные направления физико-химической биологии имеют первостепенное значение для исследования патологических процессов в организме на молекулярном и мембранном уровнях, выяснения механизма наследственных болезней, действия лекарственных средств и физических факторов, для разработки физических методов диагностики и лечения заболеваний.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
комплексная наука, изучающая физ.-хим. основы жизнедеятельности организмов. Включает биохимию, биофизику, мол. биологию и биоорганич. химию. Термин широко употребляется с кон. 70-х гг. 20 в.
Смотреть что такое «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ» в других словарях:
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ — комплексная наука о физико химических основах жизнедеятельности организмов. Включает биохимию, биофизику, молекулярную биологию и биоорганическую химию. Термин широко употребляется с кон. 70 х гг. 20 в … Большой Энциклопедический словарь
физико-химическая биология — комплексная наука, изучающая физико химические основы жизнедеятельности организмов. Включает биохимию, биофизику, молекулярную биологию и биоорганическую химию. Термин широко употребляется с конца 70 х гг. XX в. * * * ФИЗИКО ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ… … Энциклопедический словарь
Физико-химическая биология — междисциплинарная наука, изучающая физические и химические основы жизнедеятельности организмов. Включает в себя биохимию, биофизику, молекулярную биологию и биоорганическую химию … Начала современного естествознания
Физико-химическая механика бласто-и бластомогенеза — Физико химическая механика бласто и бластомогенеза это новое[источник не указан 118 дней] направление коллоидной химии и биологии, возникшее на стыке этих наук. Физико химическая механика основана академиком… … Википедия
биология — и; ж. [от греч. bios жизнь и logos учение] 1. Комплексная наука о живой природе и закономерностях органической жизни. / Об отдельных направлениях или разделах этой науки. Молекулярная, космическая б. // Учебный предмет, излагающий эту науку.… … Энциклопедический словарь
биология — БИОЛОГИЯ (от греч. bio жизнь и logos слово, учение) совокупность наук о жизни во всем разнообразии проявления ее форм, свойств, связей и отношений на Земле. Впервые термин был предложен одновременно и независимо друг от друга в 1802… … Энциклопедия эпистемологии и философии науки
БИОЛОГИЯ — совокупность наук о жизни во всем разнообразии проявления ее форм, свойств, связей и отношений на Земле. Впервые термин был предложен одновременно и независимо друг от друга в 1802 г. выдающимся французским ученым Ж.Б. Ламарком и немецким… … Философия науки: Словарь основных терминов
Члены-корреспонденты РАН — Содержание 1 Список членов корреспондентов 2 Сокращения … Википедия
Физико-химическая биология
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 методовдля расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации. Так или иначе, физико-химическая биологияв наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными науками и становлению естествознания как единой науки о Природе. Биологи-экспериментаторы, в принципе, уже давно использовали различные точные физико-химические методы в своей работе. Среди них были Л. Пастер(1822-1895), И. М. Сеченов(1829-1905), И.П. Павлов(1849-1936), И. И. Мечников(1845-1916) и многие другие. Именно они проложили путь к раскрытию сущности процессов жизнедеятельности живых организмов. С тех пор точные методы, которыми пользуются ученые и экспериментальная техника шагнули далеко вперед. Создание новых методов стимулировало научный поиск, а свежие научные открытия, в свою очередь, приводили к созданию принципиально новой аппаратуры.
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 биологиидолжна быть дана характеристика жизни, не сводимая к физике или химии.
Биофизика и биохимия осуществили давнюю мечту биологов об объединении знаний о структуре и функциях организма в целом. Однако, ни, биохимия, ни биофизика не могут дать ответа на основной вопрос биологии: чем живая материя отличатся от неживой и что является толчком при зарождении жизни.
3. Эволюционная биология. Теория эволюции Ч. Дарвина
Формы и уровни жизни
живого отрицалось. Противников «редукционистов» вто время называли виталистами.«Виталисты» утверждали, что органическое целое невозможно свести к простой сумме его частей и оно управляется божественной силой. Несколько в стороне находились взгляды экспериментирующих биологов, придерживавшихся физиологического детерминизма.Так К, Бернар,полагал, что все структуры и процессы в многоклеточном организме определяются внутренними причинами организма, поиском которых необходимо заниматься ученым.
В 1920 годы американские философы Г. Брауни Р. Селларсразработали новое понятие: структурные уровни.Согласно их теории, эти уровни различаются не только классами сложности, но и закономерностями их функционирования. Они выдвинули идею иерархической соподчиненноcти уровней, вхождение каждого последующего уровня в предыдущий с образованием единого целого, в котором низкий уровень «виден» в самом высшем. Так родилась концепция многоуровневой иерархической «матрешки».
Приведем схему классификации структурных уровней организации материи в порядке возрастания сложности:
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕЧАСТИЦЫ → АТОМЫ → МОЛЕКУЛЫ →
МАКРОМОЛЕКУЛЫ → КОМПЛЕКСЫ МАКРОМОЛЕКУЛ →
ОРГАНЕЛЛЫ КЛЕТОК → КЛЕТКИ → ОРГАНЫ И ТКАНИ →
МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНИЗМЫ → СТАДО → РОД → ПЛЕМЯ
5. Молекулярно-генетический уровень
Существует три главные проблемы,которые стали объектом исследования на молекулярном уровне:
1. Происхождение жизни.
2. Молекулярно-генетический подход к изучению эволюции.
3. Изучение молекулярных основ воспроизводства жизни и процессов
жизнедеятельности.
5.1. Происхождение жизни
Затем, в соответствии со своим замыслом, Создатель производит «зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их.» (Бытие, гл.1, стихи 25).
В креационистской модели сотворения мира животный и растительный миры создаются сразу по желанию Бога во всей своей красе и во всем разнообразии. Каждый род и вид флоры и фауны уникальны с самого рождения, потому что являются воплощением Божественного Плана, а не случайной стихии природы. Воля и энергия Творца служат первым толчком для превращения неживой материи («воды» и «земли») в живую. Эволюционная идея превращения одного рода в другой путем естественного отбора с позиций этой теории представляется ненужной: природа изначально была создана в совершенной гармонии с окружающим миром.
Ну, а гипотеза биологов о том, что у обезьяны и человека был общий предок с точки зрения креациониста, звучит и вовсе кощунственно. Ведь Бог создал людей по своему образу и подобию и поставил их над всей природой : «. И да владычествуют они над рыбами морскими, и над птицами небесными, и над скотом, и над всею землею, и над всеми гадами, пресмыкающимися по земле».(Бытие, гл.1, стих 26).
Креационистские гипотезы происхождения жизни не являются научными, так как не выдерживают проверки принципом фальсификации, согласно которому истинно научная теория должна пересматриваться при появлении новых фактов, которые теория не может объяснить.
История кафедры физико-химической биологии
«Физико-химическая биология и биотехнология принадлежат к самым горячим точкам современной науки»- академик Ю. А. Овчинников
Современное общество активно использует достижения науки и среди всего многообразия наук есть науки «лидеры» и науки «аутсайдеры». Одной из наук «лидеров» является физико-химическая биология.
Первая среди вузов Сибири кафедра физико-химической биологии была основана в Иркутском государственном университете в 1978 году. Неоценимую роль в организации нового для Иркутского университета перспективного направления сыграла творческая активность тогдашнего ректора университета Юрия Павловича Козлова – доктора биологических наук, профессора, лауреата Государственной премии СССР, Заслуженного деятеля науки РСФР, по инициативе которого и была создана межфакультетская кафедра физико-химической биологии.
Юрий Павлович Козлов (1978 г.)
С 1990 года и по настоящее время кафедру возглавляет доктор биологических наук, профессор, известный учёный в области биотехнологии, почётный работник высшего профессионального образования Российской Федерации, академик Российской экологической академии Саловарова Валентина Петровна, которая с учетом современных требований вносит существенные изменения в программу подготовки специалистов и в организацию новых научных направлений.
Валентина Петровна Саловарова
Благодаря усилиям В.П. Саловаровой возникло плодотворное сотрудничество кафедры с химическим и международным факультетами ИГУ, биологическим факультетом МГУ, экологическим факультетом Российского университета дружбы народов (г. Москва), кафедрой биотехнологии Московского университета пищевых производств, кафедрой товароведения и экспертизы Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова, лабораторией углеводов института биохимии им. А. Н. Баха РАН (г. Москва), лабораториями Лимнологического института СО РАН и рядом других научных и образовательных учреждений.
За годы становления и развития в стенах ИГУ молодого и перспективного направления, накопления научно-педагогического потенциала кафедра приобрела безупречную репутацию и стала флагманом в области подготовки профессиональных кадров в сфере физико-химической биологии и биотехнологии. Сплоченный и талантливый коллектив кафедры физико-химической биологии неуклонно укрепляет междисциплинарные и межфакультетские связи с тем, чтобы осуществлять подготовку специалистов в смежных областях знаний, способных решать первостепенные проблемы человечества, вызывающие всеобщее беспокойство и тревогу.
Серьезная и большая работа коллективом кафедры была проведена по открытию подготовки студентов химического факультета по междисциплинарной специализации «Биохимическая технология и экология». Самое активное участие преподаватели кафедры принимали в составлении необходимой документации на право ведения образовательной деятельности по специальностям «Экология и природопользование», «Микробиология» и дополнительной квалификации «Преподаватель».
Учитывая актуальность проблемы производства качественных и безопасных для здоровья людей продуктов питания, по инициативе В.П. Саловаровой в 1999 году в Иркутском государственном университете открыта специальность «Товароведение и экспертиза товаров» с целью подготовки для региона специалистов, владеющих современными биохимическими, молекулярно-генетическими, иммунохимическими, физико-химическими методами экспертизы. Преподаватели кафедры и сегодня вносят большой вклад в подготовку товароведов, читая курсы лекций, проводя лабораторные и практические занятия по общепрофессиональным и специальным дисциплинам, осуществляя руководство курсовыми и выпускными квалификационными работами.
Большую помощь в постановке новых оригинальных и необходимых курсов, в совершенствовании учебного процесса, расширении и углублении научных исследований оказали известные иркутские ученые. С 1995 г. по 2003 гг. на кафедре работал крупный ученый в области вирусологии, академик РАМН, д.м.н., профессор Владимир Игоревич Злобин, директор института микробиологии и эпидемиологии ВСО РАМН, а ныне зав. кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии с курсом клинической лабораторной диагностики Иркутского государственного медицинского университета, который разработал и читал авторский, новый для биологического факультета ИГУ курс лекций по молекулярной вирусологии.
В течение 7 лет (с 1994 г. пo 2001г.) на кафедре преподавали талантливые педагоги и известные ученые в области биохимии человека, профессора Иркутского государственного медицинского университета, д.м.н, зав. кафедрой биоорганической и бионеорганической химии Лариса Станиславовна Колесниченко и д.м.н., зав. кафедрой биохимии Владимир Ильич Кулинский, которые читали оригинальные курсы лекций по биохимии, патобиохимии, биохимии регуляций, биоэнергетике и биоокислению.
Существенный вклад в развитие кафедры и укрепление научных контактов с лабораториями Лимнологического института СО РАН внес д.б.н. Дмитрий Юрьевич Щербаков. Работы Дмитрия Юрьевича в области молекулярной экологии и эволюции пользуются мировым признанием. Научная новизна, актуальность проблем, развиваемых Д.Ю. Щербаковым, позволили ему создать интересные курсы лекций по, молекулярной генетике, молекулярной биологии клетки, актуальным проблемам генетики, которые посещают не только студенты, но и сотрудники, аспиранты кафедры. Д.Ю. Щербаков возглавляет лабораторию геносистематики в Лимнологическом институте СО РАН, где вместе со студентами кафедры над дипломными проектами работают и студенты университетов Западной Европы (Амстердамский университет, Политехническая школа (Франция), Лиссабонский университет и др.
Научная новизна, актуальность проблем, развиваемых кафедрой, позволили осуществлять подготовку бакалавров по профилю «Биоинженерия и биоинформатика», с 2020 года профиль преобразовывается в профиль «Физико-химическая биология и биотехнология» в связи с открытием в 2020 году специалитета «Биоинженерия и биоинформатика», магистров по профилю «Биология клетки», с 2010 года подготовку аспирантов по специальности 03.01.06 «Биотехнология ( в том числе бионанотехнологии)».
В соответствии с требованиями времени обновлен перечень спецкурсов и дисциплин по выбору студентов, разработаны новые программы лекционных курсов и практических занятий по дисциплинам закрепленных за кафедрой. В число созданных в последние годы новых дисциплин входят: «Основы биоинженерии», «Нанобиотехнологии», « Основы биоинформатики», «Математическая биология», «Актуальные вопросы современной генетики», «Спецсеминар на английском языке», «Современные проблемы клеточной биологии», «Белковая инженерия», «Современные проблемы биотехнологии», «Биофармацевтика», «Медицинская биотехнология», «Нанобиоаналитические системы», «Новейшие технологии в биомедицине», «Современные методы структурной биологии и биоинженерии», «Онкогенез», «Биозащита и биобезопасность» и другие инновационные курсы.
Современный уровень развития фундаментальных и прикладных междисциплинарных научных исследований, а также задачи подготовки специалистов, обладающих междисциплинарными компетенциями, требуют интенсивного развития и модернизации материально-технической базы. На базе кафедры при содействии ООО «СИБЭКС» была организована специализированная лаборатория «ДНК-эксперт». Лаборатория неотделима от учебного процесса и стала центром материально-технического обеспечения для проведения большого практикума, выполнения курсовых, выпускных квалификационных работ.
Студенты, специализирующиеся на кафедре, с первых шагов на кафедре овладевают современными методическими приемами не только на занятиях, но и в лучших исследовательских центрах города и страны.
Студентка 5-го курса кафедры физико-химической биологии Ефременко Зинаида (2013 г.)
Считая необходимым ориентировать студентов на современные требования отраслей и усиливать их практические профессиональные навыки, кафедра устанавливает прочные связи с работодателями, инициируя реализацию совместных образовательных программ, стажировок и производственной практики. В настоящее время, студенты, специализирующиеся на кафедре, проходят производственную практику, выполняют курсовые и выпускные квалификационные работы не только на базе кафедры, но и других учреждений: НИИ биологии при ИГУ, в лабораториях Лимнологического института СО РАН, Института экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока, Института педиатрии и репродукции человека НЦ ПЗС РЧ СО РАМН, Института хирургии НЦ РВХ СО РАМН, Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН, Института эпидемиологии и микробиологии НЦ ПЗСРЧ СО РАМН, Института Травматологии и Ортопедии НЦ ПЗС РЧ СО РАМН и др. Тематика научно-исследовательских работ студентов ориентирована на исследование актуальных теоретических и прикладных проблем биологии, биотехнологии, молекулярной биологии, молекулярной генетики и эволюции.
За достижения в области развития образования в России Решением Президиума Российской Академии Естествознания кафедра награждена дипломом и нагрудным знаком «Золотая кафедра России» из серии «Золотой фонд отечественной науки».
В 2012 году отдел образования и науки Европейской научно-промышленная палаты наградил золотой медалью Саловарову Валентину Петровну и дипломом кафедру физико-химической биологии Иркутского государственного университета за педагогическую деятельность и проведение фундаментальных исследований в биохимии, микробиологии разложения растительных полимеров, разработке ресурсосберегающих, экологически безопасных способов утилизации промышленных отходов.
Богатейший потенциал наших выпускников укрепляет авторитет кафедры. Это мощная сила на службе науки и образования. Трудоустройство выпускников кафедры составляет 100%.
Хорошо организована работа учебно-вспомогательного персонала кафедры по обеспечению в лабораториях порядка, исправности приборов и оснащения занятий необходимыми материалами, методиками. В разные годы на кафедре в составе учебно-вспомогательного персонала добросовестно трудились М.С. Гринвальд; З.Н. Рулева; Л.К. Жарикова; М.А.Сирина; Е.Н. Юфалин; Л.E.Колесниченко; Л.B. Смирнова; Ю.Н. Курашова; В.В. Заря; В.В. Бессольцев; А. Ю.Худяков; Л.B. Журавлева; О.А. Жилкина; А.В. Петрунина; С.В. Красильникова; Н.А. Ахмад; Е.Ю. Эпова; Д.С. Валеева; О.С. Сковородкина; В.И. Ушакова; Ю.А. Дарикова; А.Н. Карамышева; О.А.Сокольникова; О.А. Берсенева, А.В. Бабанина, А.В. Букина. Сейчас на кафедре успешно работают Одегова Татьяна Львовна, Тетерина Галина Александровна, Кукуева Марина Александровна.
Сотрудники кафедры физико-химической биологии, 2016 г.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Физико-химическая биология
Физико-химическая биология в гораздо большей степени, чем остальные биологические дисциплины, связана и зависит от сложных и дорогостоящих приборов и многочисленных реактивов. Так, во многом разработка и создание специального оборудования для молекулярно-биологических исследований предопределены успехами различных разделов физической науки. Не меньшее влияние оказали и исследования, посвященные фундаментальным аспектам химической природы различных веществ, разработкам путей синтеза многих соединений. Хорошей иллюстрацией сказанному могут служить исследования нуклеиновых кислот и, в частности, ДНК. Прорыв в понимании организации этой гигантской природной молекулы был обусловлен сначала знаниями химии нуклеиновых кислот. Однако потребовался рентгеност-руктурный анализ для того, чтобы выяснить, что ДНК представляет собой двойную спираль. [1]
Физико-химическую биологию иногда называют современной биологией. [2]
Второй постулат физико-химической биологии позволяет из изучения изменений, наблюдаемых в организме при раздражениях, заключить о равенстве или неравенстве получаемых при этом физиологических эффектов или ощущений. [4]
Руководит лабораторией Института физико-химической биологии в Париже. [6]
Намечены меры по обеспечению научно-исследовательских учреждений, осуществляющих работы в области физико-химической биологии и биотехнологии, приборами и оборудованием, вычислительной техникой, специальными материалами, химическими реактивами и биохимическими препаратами, а также по улучшению научно-технической информации в области физико-химической биологии и биотехнологии. [10]
Прежде чем перейти к более подробному рассмотрению того, что называется физико-химической биологией и что же в ней физико-химического, попытаемся, не желая при этом обидеть другие биологические дисциплины, объяснить, почему иногда именно ее называют современной. При этом хочется отметить, что и другие биологические исследования также современны, и надобность в них вовсе не отпала. [11]