生物物理学查看源代码讨论查看历史

生物物理学（ Biological Physics）是物理学与生物学相结合的一门交叉学科，是生命科学和物理的重要分支学科和领域之一。生物物理学是应用物理学的概念和方法研究生物各层次结构与功能的关系、生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性的生物学分支学科。生物物理学旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。

中文名生物物理学
外文名Biological Physics
概述物理学与生物学相结合的交叉学科发展简史17世纪A.考伯提到发光生物萤火虫生命活动过程发展和应
用意义定义形成与发展研究内容和现状

发展简史

贝时璋，中国生物物理学奠基人

17世纪A.考伯提到发光生物萤火虫。

1786年L.伽伐尼研究了肌肉的静电性质。

1796年T.扬利用光的波动学说、色觉理论研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用。

H.von亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统，认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动。他研究了肌肉收缩时热量的产生和神经脉冲的传导速度E.H.杜布瓦－雷蒙德第一个制造出电流表并用以研究肌肉神经，1848年发现了休止电位及动作电位。

1895年W.C.伦琴发现了 X射线后，几乎立即应用到医学实践。

1899年K.皮尔逊在他写的《科学的文法》一书中首次提到：“作为物理定律的特异事例来研究生物现象的生物物理和生物物理学……”，并列举了当时研究的血液流体动力学、神经传导的电现象、表面张力和膜电位、发光与生物功能、以及机械应激、弹性、粘度、硬度与生物结构的关系等问题。

1910年A.V.希尔把电技术应用于神经生物学，并显示了神经纤维传递信息的特征是一连串匀速的电脉冲，脉冲是由膜内外电位差引起。

19世纪显微镜的应用导致细胞学说的创立。以后从简单显微镜发展出紫外、暗视野、荧光等多种特殊用途的显微镜。电子显微镜的发展则提供了生物超微结构的更多信息。

历史

生物学之英语单词(德语、法语“Biologie”)源于希腊文，意为生命，以及字尾 -λογία}}，-logia，意为学问，合并为“研究生命的学问”。1802年，法国博物学家拉马克最早提出这个名词。

现代生物学基础

现代生物学的五大基础，也是主要的研究方向：

细胞学说

细胞学说认为细胞是生物的基本单位，而且所有生物都是由一至多个细胞以及细胞分泌的物质组成（例如外骨骼）。所有细胞都是由其他细胞借由细胞分裂的方式产生。多细胞生物一开始是从一个受精卵的单一细胞开始，再渐渐分裂为各个细胞，而细胞也是许多的基本单位.。此外，细胞之间能量转移的现象称为代谢，而细胞包含的遗传资讯（DNA），在细胞分裂时也会传递给其他的细胞。

演化

现代生物学认为生命是从演化而来，所有已知的生物都有一共同起源。演化论假设所有地球上活著及已绝种的生物都是来自一共同起源或一基因库。所有生物最晚的共同起源约出现在约35亿年前^[1]。

目前已有压倒性的证据支持演化的真实性，学界普遍认为演化是事实，而不仅仅是理论或假说，对于演化论的真确性，存在有强烈的科学共识，演化以外任何关于物种起源或人类起源的学说，目前都不获支持。绝大多数的科学社群和学术团体，都认为演化论是唯一能完全满足在生物学、古生物学、分子生物学、遗传学、人类学及其他各领域中所观察到的现象的理论。一项在1991年所作的盖洛普民调显示，只有大约5%的科学家（包括生物学领域以外的其他科学家）认为自己是创造论者。截至目前为止，没有任何反对演化论且经过科学方面同行审查的论文，名列科学与医学期刊搜寻引擎PubMed当中。

遗传学

基因是生物体遗传的基本单位，基因对应一特定区域的DNA，以特定方式影响生物的某一部位或某一机能。从细菌到动物的所有生物体都有同様复制DNA，并依此产生蛋白质的能力。细胞将DNA的基因转录为对应的核糖核酸（RNA），然后核糖体将RNA转译为一串由胺基酸组成的蛋白质。由RNA转换为胺基酸的遗传密码在大部份生物中是相同的，但有些生物仍有少许差异。例如若将人类对应胰岛素的DNA放在植物中，也可以产生胰岛素。

体内平衡

[[Image:ACTH Negative Feedback.svg|right|thumb|250px|许多内分泌系统中的荷尔蒙都是由负反馈系统所控制，例如肾上腺分泌的糖皮质激素就是如此。下视丘分泌促肾上腺皮质素释放素(CRH)，CRH会使脑下垂体分泌促肾上腺皮质素(ACTH)，而ACTH会使肾上腺分泌糖皮质激素，如皮质醇。糖皮质激素不但会使身体有对应的反应外，也会使下视丘和脑下垂体的分泌减少，因此只要糖皮质激素已经到达一定的量，就不会再继续分泌。

体内平衡：平衡是一个开放系统可以借由许多彼此相关机制的动态平衡调整，使得其内在情形维持在稳定的状态。所有的生物，不论是单细胞或是多细胞生物，都有体内平衡的机制。

一系统若要维持动态平衡，并且有效的进行调整，需要有能力侦测扰动，并且针对扰动进行回应。生物系统在侦测到扰动后，一般会利用负回授的方式回应。也就是借由调整系统的条件，设法降低扰动的影响。就像若动物体内血糖浓度过低时，会释放胰高血糖素增加血糖一様。