醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)課件

醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)課件目錄CONTENCT緒論生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞膜與物質(zhì)運(yùn)輸生物電現(xiàn)象與離子通道生物光學(xué)現(xiàn)象與視覺生物磁學(xué)現(xiàn)象與醫(yī)學(xué)應(yīng)用01緒論醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)的定義醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)的發(fā)展歷程醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要性研究生物大分子、細(xì)胞、組織和器官等生物體系的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能的交叉學(xué)科。從物理學(xué)和醫(yī)學(xué)的相互滲透到形成獨(dú)立的學(xué)科體系。為醫(yī)學(xué)提供新的理論、技術(shù)和方法，推動(dòng)醫(yī)學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新。醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)概述研究對象研究任務(wù)醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)的研究對象和任務(wù)生物大分子、細(xì)胞、組織和器官等生物體系的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能。揭示生物體系的物理本質(zhì)和規(guī)律，探索生物體系的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，為醫(yī)學(xué)提供新的理論和技術(shù)支持。80%80%100%醫(yī)學(xué)生物物理學(xué)的研究方法運(yùn)用物理學(xué)和生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)手段，研究生物體系的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能。運(yùn)用物理學(xué)和數(shù)學(xué)的理論工具，建立生物體系的物理模型和數(shù)學(xué)方程，進(jìn)行理論分析和計(jì)算模擬。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值計(jì)算方法，對生物體系的物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行模擬和預(yù)測。實(shí)驗(yàn)方法理論方法計(jì)算方法02生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能010203蛋白質(zhì)的基本組成：氨基酸、肽鍵、肽鏈蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)、四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的功能：催化、運(yùn)輸、免疫、調(diào)節(jié)等蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能010203核酸的基本組成核酸的高級結(jié)構(gòu)核酸的功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能核苷酸、磷酸二酯鍵、多核苷酸鏈DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、RNA的復(fù)雜結(jié)構(gòu)遺傳信息的儲(chǔ)存和傳遞、生物催化的作用等03生物大分子相互作用的意義維持生命活動(dòng)的正常進(jìn)行、實(shí)現(xiàn)生物大分子的功能等01生物大分子間的相互作用力范德華力、氫鍵、疏水相互作用等02生物大分子間的特異性相互作用抗原-抗體相互作用、酶-底物相互作用等生物大分子的相互作用03細(xì)胞膜與物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞膜的主要成分：磷脂雙分子層、蛋白質(zhì)、糖類等細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：流動(dòng)性、選擇透過性細(xì)胞膜的功能：保護(hù)細(xì)胞、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換等細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能被動(dòng)運(yùn)輸簡單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散（包括經(jīng)通道易化擴(kuò)散和經(jīng)載體易化擴(kuò)散）主動(dòng)運(yùn)輸原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸出胞和入胞作用物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剿幬飳?xì)胞膜的影響：改變膜的結(jié)構(gòu)、影響膜的通透性、影響膜的結(jié)合力等藥物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式：被動(dòng)擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)等藥物與細(xì)胞膜受體的相互作用：激動(dòng)劑、拮抗劑、部分激動(dòng)劑等細(xì)胞膜與藥物作用04生物電現(xiàn)象與離子通道生物電現(xiàn)象的定義生物電現(xiàn)象的種類生物電現(xiàn)象的意義生物電現(xiàn)象概述靜息電位、動(dòng)作電位、突觸傳遞等。維持生物體正常生理功能，如神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮等。生物體內(nèi)產(chǎn)生的電流和電位差的現(xiàn)象。01020304離子通道的定義離子通道的種類離子通道的結(jié)構(gòu)離子通道的功能離子通道的結(jié)構(gòu)與功能一般由多個(gè)亞基組成，形成離子通透的孔道。鉀離子通道、鈉離子通道、鈣離子通道等。細(xì)胞膜上的一類特殊蛋白質(zhì)，能夠選擇性地允許某些離子通過。參與細(xì)胞內(nèi)外離子的濃度調(diào)節(jié)和跨膜電位差的維持。離子通道對生物電現(xiàn)象的影響01離子通道的開閉狀態(tài)直接影響細(xì)胞內(nèi)外離子的濃度和跨膜電位差，從而影響生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生和傳導(dǎo)。生物電現(xiàn)象對離子通道的調(diào)控02生物電現(xiàn)象可以通過改變細(xì)胞膜電位和細(xì)胞內(nèi)環(huán)境等方式，調(diào)控離子通道的開放和關(guān)閉。生物電現(xiàn)象與離子通道的相互作用03生物電現(xiàn)象和離子通道之間存在密切的相互作用，共同維持生物體的正常生理功能。生物電現(xiàn)象與離子通道的關(guān)系05生物光學(xué)現(xiàn)象與視覺生物發(fā)光生物反射生物散射生物吸收生物光學(xué)現(xiàn)象概述生物體通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光輻射現(xiàn)象，如螢火蟲、水母等。生物體表面對入射光的反射，如動(dòng)物皮毛、植物葉片等。生物組織內(nèi)部對光的散射現(xiàn)象，如皮膚、肌肉等。生物組織對光的吸收作用，如色素分子對特定波長光的吸收。眼球結(jié)構(gòu)光感受器視覺傳導(dǎo)通路視覺中樞處理視覺的生理基礎(chǔ)01020304包括角膜、虹膜、晶狀體、視網(wǎng)膜等，共同構(gòu)成成像系統(tǒng)。視網(wǎng)膜上的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，分別負(fù)責(zé)暗視覺和明視覺。從視網(wǎng)膜到大腦皮層的神經(jīng)傳導(dǎo)路徑，包括視神經(jīng)、外側(cè)膝狀體、視放射等。大腦皮層對視覺信息的加工和處理，包括特征提取、模式識別等。利用生物發(fā)光現(xiàn)象進(jìn)行生物成像和疾病診斷，如熒光素酶報(bào)告基因技術(shù)、熒光原位雜交技術(shù)等。生物發(fā)光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用生物反射在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用生物散射在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用生物吸收在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用通過觀察生物反射現(xiàn)象了解組織器官的結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)，如皮膚反射、角膜反射等。利用生物散射現(xiàn)象進(jìn)行組織定征和疾病診斷，如超聲成像、光學(xué)相干層析成像等。利用生物吸收現(xiàn)象進(jìn)行光熱治療和光動(dòng)力治療，如激光治療腫瘤、光敏劑治療皮膚病等。生物光學(xué)現(xiàn)象在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用06生物磁學(xué)現(xiàn)象與醫(yī)學(xué)應(yīng)用123生物體內(nèi)存在微弱磁場，與生命活動(dòng)密切相關(guān)。生物磁場的普遍存在生物大分子的磁性是生物磁性的基礎(chǔ)，如DNA、蛋白質(zhì)等。生物磁性與生物大分子生物磁場在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的生理功能，如導(dǎo)航、感知等。生物磁場的生理功能生物磁學(xué)現(xiàn)象概述生物體內(nèi)存在許多產(chǎn)生磁場的機(jī)制，如生物電流、生物鐵磁性物質(zhì)等。生物磁場的產(chǎn)生機(jī)制生物磁場的測量通常采用超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）等高靈敏度的磁測量技術(shù)。生物磁場的測量方法生物磁場非常微弱，測量過程中需要克服許多技術(shù)難題，如環(huán)境噪聲、生物體運(yùn)動(dòng)等。生物磁場測量的挑戰(zhàn)生物磁場的產(chǎn)生與測量生物磁學(xué)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用利用生物磁學(xué)原理開發(fā)的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)，如心磁圖（MCG）、腦磁圖（MEG）等，具有高靈敏度、非侵入性等優(yōu)點(diǎn)。生物磁學(xué)在治療領(lǐng)域的應(yīng)用包括磁療、磁場輔助藥物輸送等，具有無創(chuàng)、副作用小等優(yōu)點(diǎn)。利用生物磁學(xué)原理和方法，可以促進(jìn)組織再生和修復(fù)，為再生醫(yī)學(xué)提供了新的治