Физико-химическая биология

Еще в античности, с целью выяснения физико-химических процессов, протекающих в живых организмах, ученые интересовались анатомией и физиологиейрастений и животных. Гиппократ и его школа заложили основы медицины, применяя методы наблюдения и обобщения. Данную традицию развил Герофил, изучая строение и функционирование нервной и кровеносной системы, он впервые описал строение глаза, печени и других органов тела и сопоставил строение тела человека с животным.

В XVII веке, благодаря работам Гука и др., с использованием микроскопа, ученые изучали анатомию растений, открыли клеточные и тканевые уровни организации растений, начали проводить эксперименты по искусственной гибридизации.

Начиная с XIX века, физико-химическая биология приступила к изучению жизни на молекулярных и надмолекулярных уровнях. В своих исследованиях Луи Пастер, И. М. Сеченов, И. П. Павлов, И. И. Мечников и др. более широко использовали физические и химические методы исследования. В 1839 году, Маттиасс Шлейден и Теодор Шванн заложили основу клеточной теории, подтверждая однотипность клеточной структуры растительности и животных. Их открытие привело к появлению цитологии (цитос - клетка) – науки о живой клетке. Дальнейшее изучение клеточного строения привело к появлению генетики - науки о наследственности и изменчивости. Клетки, несмотря на их разнообразие, имеют сходный химический состав и однотипные процессы метаболизма. Клеточная теория показала единство строения и развития всех живых организмов.

В ХХ веке появилась молекулярная биология. Удалось понять наследственную роль нуклеиновых кислот, были открыты молекулярные механизмы генетической репродукции и биосинтеза белка, а также молекулярно-генетические механизмы изменчивости. Был изучен обмен веществ на молекулярном уровне. Установили, что с пищей организмы получают органические и минеральные соединения, которые участвуют в биохимических реакциях.

Строительным материалом для живой клетки являются белки, жиры и нуклеиновые кислоты. Таким образом, с точки зрения химии живые организмы – это открытые системы, которые постоянно обмениваются с окружающей средой веществом и энергией. Объединение биологии с химией положило начало новой науке – биохимии, которая изучает структуру и свойства биомолекул и их метаболизм в живых тканях и органах. Биохимикам удалось выяснить структуру и функции белков и нуклеиновых кислот, тем самым, заложив основы молекулярной биологии.

В пятидесятых годах ХХ века, на стыке биохимии, биологии и физики родилась новая наука - биофизика. Биофизикам удалось объяснить механизмы мышечного сокращения, проведения нервного импульса, тайны фотосинтеза и ферментативного катализа.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Используя, какие методы, Гиппократ и его школа заложили основы медицины?

2. Кто впервые описал строение глаз, печени и других органов тела?

3. В каком веке, начали эксперименты по искусственной гибридизации?

4. В каком году, Шлейден и Шванн заложили основу клеточной теории?

5. Какие ученые установили однотипность структуры клетки растений и животных?

6. Как называется наука о клетках?

7. Как называется наука о наследственности и изменчивости?

8. Что показала клеточная теория?

9. В каком веке появилась молекулярная биология?

10. По какому механизму протекает биосинтез белка?

11. Какие вещества являются строительным материалом для живой клетки?

12. Что означает то, что живые организмы являются открытыми системами?

13. Объединения, каких наук положило начало новой науке – биохимии?

14. Что изучает биохимия?

15. Что удалось выяснить биохимикам?

16. На стыке, каких наук родилась новая наука – биофизика?

17. Что удалось выяснить биофизикам?