știința care se ocupă cu aplicarea diferitelor [603930]

BIOFIZICA
• știința care se ocupă cu aplicarea diferitelor
principii și metode ale fizicii în fenomenele și
procesele biologice și în cadrul organismelor vii

• caracter interdisciplinar , la granita intre
biologie si fizica

•abordeaza 2 probleme :

1.principiile și mecanismele fizice ale funcționarii
sistemelor biologice

2.interacția sistemelor biologice cu factorii fizici
ambianți

CLASIFICARE 1
(criteriu : nivelul de organizare al materiei )
• biofizica atomica (nucleara si
electronica )
• biofizica moleculara
• biofizica celulara
• biofizica sistemelor complexe (tesuturi ,
organe , organisme )

CLASIFICARE 2
(criteriu : fizica aplicata in biologie )
•Biomecanica
Locomotie
Hemodinamica
Bioacustica
•Bioenergetica
•Biotermodinamica
•Bioelectricitate
•Optica fiziologica etc.

BIOFIZICA ATOMICA SI
MOLECULARA

MATERIA VIE
• este alcatuita din atomi -> atomii sunt
alcatuiti din:

1.Nucleu alcatuit din : protoni si neutroni

2.Invelis electronic alcatuit din: electroni
(dispusi pe nivele electronice )

Protoni = particule incarcate cu sarcina electrica
pozitiva

Electroni = particule incarcate cu sarcina
electrica negativa

Neutroni = nu poseda sarcina electrica (neutra )

TREPTE DE ORGANIZARE A MATERIEI
1. Particule elementare : Electron, proton, neutron
2. Elemente chimice : C, H, O, N, S, P , etc.
3. Structuri chimice : Molecule organice, ioni si
molecule minerale
4. Structuri chimice complexe : Macromolecule,
sisteme coloidale complexe
5. Structuri subcelulare : Organite celulare, structuri
functionale
6. Structuri supracelulare : Celule diferentiate
(tesut uri, organe , sisteme )
7. Sisteme biologice complexe : Organisme

STRUCTURI MOLECULARE
• atomii diferitelor elemente chimice
se pot combina în proporții diferite
pentru a forma molecul e

(in funcție de tipul forțelor de interacțiune
dintre atomii care formează molecula – 4
tipuri principale de legaturi chimice )

LEGATURI CHIMICE
1.Legatura Wan der Waals (dipolar a)
este o legatură slabă și se realizează între atomii de același fel cu
păturile electronice complete (ex: atomul de He)
2. Legatura ioni că (heteropolara)
se realizeaza intre atomi diferiti (ex: molecula de NaCl )
3. Legatura covalent a (homeopolar a)
se stabilește între atomi identici sau diferiti ca rezultat al punerii în
comun a electronilor de valență
cel mai răspândit tip de legatură chimică
legatură puternică
(ex: molecula de hidrogen , molecula de apa)
4. Legatura metalica
este cea mai puternică legatură, astfel se explică duritatea metalelor,
în comparație cu alte elemente

BIOFIZICA MOLECULARA A
APEI SI SOLUTIILOR APOASE

STRUCTURA MOLECULARA A APEI
• lichidul cu cea mai mare răspândire
în natură
• ia parte la organizarea structurală a
biosistemelor și la activitatea
metablolică celulară
• este matricea vieții

ROLUL APEI IN ORGANISMELE VII
•este solventul universal al materiei vii, atât la nivel
celular cât și interstițial
•în interiorul celulelor apa participă la procese chimice,
reacții de hidroliză, oxidare, condensare
•are rol fundamental în procesul de fotosinteză
•constituie mediul de transport al ionilor , moleculelor și
al celulelor de la un organ la altul
•este agentul de eliminare din organism a cataboliților
toxici în procesele de transpirație și micțiune
•intervine direct sau indirect în procesele de
termoreglare, circulație sang uină, transpirație,
respirație

CLASIFICARE
•după locul în care se află în raport cu celulele ,
apa poate fi :

–Intracelulară

–Extracelulară
• interstițiala (extravasculară)
•circulan tă (vasculară)

•din punct de vedere al distribuției în țesuturi apa este :

–Tisular a

–Cavitar a

•după proveniența sa în organism apa este :

–exogenă (provine din exterior)

–endogenă (rezultată în urma reacțiilor biochimice)

NOTIUNI DE FIZICA A
SISTEMELOR DISPERSE
Def: sistem dispers = amestec eterogen a doua
sau mai multe substante , dintre care cel putin
una este divizata in particule foarte mici.

Sistemele disperse sunt formate din:
• mediu de dispersie (solvent)
• faza dispersata (solvit )

FENOMENE DE TRANSPORT MOLECULAR
•fenomene care descriu transportul ordonat de
substanta , impuls sau energie dintr-o regiune in
alta a unui mediu neomogen

•rol fundamental in organismele vii, fiind
indispensabile functionarii acestora .

•Substanțele pot intra în celulă sau pot ieși din
ea fie sub forma unor conglomerate
multimoleculare (macrotransport prin
fagocitoză si pinocitoză ), fie sub formă de
molecule sau ioni individuali (microtransport
pasiv și activ )

Endocitoza /exocitoza
•Endocitoza = celula înglobează particule de
substanță solidă, învăluindu -le, în prealabil,
cu prelungiri citoplasmatice, numite
pseudopode , prelungiri care fuzionează, apoi,
în spatele particulelor fagocitate

•Exocitoza = opusul endocitozei (membrana
veziculelor fuzionează cu membrana celulară și
expulzează conținutul )

Exocitoza

PRINCIPALELE FENOMENE DE
TRANSPORT MOLECULAR
1.Vascozitate (transport de impuls )

2.Difuzia (transport de masa )

3.Osmoza (transport de apa)

4.Conductia termica (transport de energie )

DIFUZIA MOLECULARA
•fenomen de transport manifestat printr -un
transfer de substanta (atomi , molecule) sub
influența unor neuniformitati de concentratie
sau densitate

•are loc din regiunea cu concentratie mai mare
spre regiunea cu concentratie mai mica

•se datoreaza miscarii dezordonate de agitatie
termica a moleculelor

LEGILE LUI FICK
•Legea I-a a lui Fick:
–cantitatea de substanta care traverseaza
unitatea de suprafata in unitate de timp este
proportionala cu gradientul de concentratie
•Legea II-a a lui Fick:
–variatia in timp a concentratiei intr-o
regiune data a solutiei este proportionala cu
variatia in spatiu a gradientului de
concentratie , factorul de proportionalitate
fiind coeficientul de difuzie

VASCOZITATEA
Clasificarea lichidelor dupa vascozitate :

1. lichide ideale – incompresibile , fara vascozitate , coeficient de vascozitate nul

2. lichide reale – compresibile , cu vascozitate

a. newtoniene : pentru care coeficientul de vascozitate nu depinde de viteza de curgere
ex: urina
b. nenewtoniene : coeficientul de vascozitate depinde de viteza de curgere
ex: sangele

OSMOZA
Def: p roces de difuziune a uneia sau a mai
multor substanțe (dintr -o soluție) printr -o
membrană permeabilă sau semipermeabilă

•descris cantitativ din punct de vedere
termodinamic prin conceptul de presiune
osmotică
•poate fi pusa în evidenta cu un aparat numit
osmometru