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生物力学的发展简史生物力学一词虽然在20世纪60年代才出现,但它所涉及的一些内容,却是古老的课题。例如,1582年前后伽利略得出摆长与周期的定量关系,并利用摆来测定人的脉搏率,用与脉搏合拍的摆长来表达脉搏率等。1616年,英国生理学家哈维根据流体力学中的连续性原理,从理论上论证了血液循环的存在;到1661年,马尔皮基在解剖青蛙时,在蛙肺中看到了微循环的存在,证实了哈维的论断;博雷利在《论动物的运动》一书中讨论了鸟飞、鱼游和心脏以及肠的运动;欧拉在1775年写了一篇关于波在动脉中传播的论文;兰姆在1898年预言动脉中存在高频波,现已得到证实;材料力学中著名的扬氏模量就是英国物理学家托马斯扬为建立声带发音的弹性力学理论而提出的。1733年,英国生理学家黑尔斯测量了马的动脉血压,并寻求血压与失血的关系,解释了心脏泵出的间歇流如何转化成血管中的连续流,并他在血液流动中引进了外周阻力概念,并正确指出:产生这种阻力的主要部位在细血管处。其后泊肃叶确立了血液流动过程中压降、流量和阻力的关系;夫兰克解释了心脏的力学问题;斯塔林提出了透过膜的传质定律,并解释了人体中水的平衡问题。克罗格由于在微循环力学方面的贡献获得1920年诺贝尔奖金。希尔因肌肉力学的工作获得1922年诺贝尔奖金。他们的工作为60年代开始的生物力学的系统研究打下基础。到了20世纪60年代,一批工程科学家同生理学家合作,对生物学、生理学和医学的有关问题,用工程的观点和方法,进行了较为深入的研究,使生物力学逐渐成为了一门独立的学科。其中有些课题的研究也逐渐发展成为生物力学的分支学科,如以研究生物材料的力学性能为主要内容的生物流变学等。中国的生物力学研究,有相当一部分与中国传统医学结合,因而在骨骼力学、脉搏波、无损检测、推拿、气功、生物软组织等项目的研究中已形成自己的特色。生物力学的研究内容生物的各个系统,特别是循环系统和呼吸系统的动力学问题,是人们长期研究的对象。循环系统动力学主要研究血液在心脏、动脉、微血管、静脉中流动,以及心脏、心瓣的力学问题。呼吸系统动力学主要研究在呼吸过程中,气道内气体的流动和肺循环中血液的流动,以及气血间气体的交换。所有这些工作,包括生物材料的流变性质和动力学的研究,不仅有助于对人体生理、病理过程的了解,而且还能为人工脏器的设计和制造提供科学依据。生物力学还研究植物体液的输运。环境对生理的影响也是生物力学的一个研究内容。众所周知,氧对生物体的发育有很大影响,在缺氧环境下生物体发育较慢,在富氧环境下发育较快。即使在短期内,环境的影响也是明显的。实验表明:在含10%的氧气、压力为一个大气压的环境中的幼鼠,即使只生活24小时,在直径为15~30微米的肺小动脉壁下,也会出现大量的纤维细胞。若延续4~7天,纤维细胞则会过渡为典型的平滑肌细胞,这无疑会影响肺循环中血液的流动。又如处于高加速度状态中的人,其血液的惯性会有明显的改变,悬垂器官会偏离原位,从而改变体内血液的流动状态。
生物物理学 biophysics分子生物物理学 molecular biophysics生物物理化学 biophysical chemistry分子动力学 molecular dynamics柔性 flexibility 指生物大分子,如蛋白多肽链和磷脂脂肪酸链活动程度的大小。如需转载,请注明来自:FanE『翻译中国』http //www.FanE.cn序参数 order parameter一级结构 primary structure二级结构 secondary structure三级结构 tertiary structure四级结构 quaternary structure螺旋结构 helical structureα螺旋 α-helixβ折叠 β-pleated sheet 蛋白质二级结构中的一种构象,其多肽链在空间的走向发生180°的转变。链间氢键 interchain hydrogen bond链内氢键 intrachain hydrogen bondβ转角 β-bend, β-turn蛋白质折叠 protein folding解折叠 unfolding解旋 unwinding内旋转 internal rotation三股螺旋 triple helix, triplex螺旋度 helicity分子肺 molecular lung 血红蛋白随氧的得失,其四级结构和亚基间距离发生显著变化,这种一张 一合的情况与肺的呼吸类似,可理解为分子肺。双螺旋 duplex, double helix碱基堆积 base stacking扭结 kink水结构 water structure结合水 bound water生物能学 bioenergetics[离子]近层水 primary water 离子与水作用,使分子沿着离子造成的电场排列,在离子周围形成结合较紧密、有序性较高的水层。全反构型 all transconfiguration
化学奖授予埃里克·白兹格,斯特凡·W·赫尔,威廉姆·艾斯科·莫尔纳尔,以表彰他们在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就。由于他们的成就,光学显微镜现在可以进入纳米世界了。 ……等等,这不是物理学奖么?上一个因为显微镜(电子隧道显微镜)而获奖的都是拿的物理学奖啊…… 化学奖公布之后,诺贝尔奖官推立马开始自黑:算上今年已经有38个人因为物理化学领域的成就获得诺贝尔化学奖了……我诺贝尔大理综奖万岁! 有哪38个人呢?八一八吧。 1901年,雅各布斯·亨里克斯·范托夫“发现了化学动力学法则和溶液渗透压”。第一届的化学奖就带有物理味儿,确实是开了一个好头! 1903年,斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯“提出了电离理论”。 1909年,威廉·奥斯特瓦尔德“对催化作用的研究工作和对化学平衡以及化学反应速率的基本原理的研究”,看起来很化学的,但是确实是物理化学领域的研究 1914年,西奥多·威廉·理查兹因为“精确测定了大量化学元素的原子量”而获奖。咦好像不太对……你说有什么元素不是化学元素!摔! 1920年,瓦尔特·能斯特,“对热化学的研究”;其实擦边球啦,热学……明明是物理学…… 1922年,弗朗西斯·阿斯顿“使用质谱仪发现了大量非放射性元素的同位素,并且阐明了整数法则”……嗯,参照楼上理查兹。 1925年,里夏德·阿道夫·席格蒙迪“阐明了胶体溶液的异相性质,并创立了相关的分析法”。 1926年,特奥多尔·斯韦德贝里因为“对分散系统的研究”而获奖。这个研究跟超速离心有关,算是物理方法吧。 1932年,欧文·朗缪尔因为“对表面化学的研究与发现”而获奖。表面化学是什么呢?就是表面活性剂(洗涤剂blabla)之类的东东。 1934年,哈罗德·克莱顿·尤里“发现了重氢”……隔壁物理学奖研究氢同位素的海森堡发来贺电。 1936年,彼得·德拜“通过对偶极矩以及气体中的X射线和电子的衍射的研究来了解分子结构”。分子嘛,还勉强算化学…… 1948年,阿尔内·蒂塞利乌斯“对电泳现象和吸附分析的研究,特别是对于血清蛋白的复杂性质的研究”。 1949年,威廉·吉奥克“在化学热力学领域的贡献,特别是对超低温状态下的物质的研究”。其实隔壁物理学奖研究低温获奖的真不少(比如苏联的卡皮查和荷兰的昂内斯),该不会是物理学奖不要的吧【误】 (2人)1956年,西里尔·欣谢尔伍德以及尼古拉·谢苗诺夫“对化学反应机理的研究”。这个机理其实算物理化学领域的研究。 (3人)1967年,曼弗雷德·艾根、罗纳德·乔治·雷伊福特·诺里什、乔治·波特“利用很短的能量脉冲对反应平衡进行扰动的方法,对高速化学反应的研究”。物理化学方法。 1968年,拉斯·昂萨格“发现了以他的名字命名的倒易关系,为不可逆过程的热力学奠定了基础”。看来热力学是物化“交融”的热点啊。 1971年,格哈德·赫茨贝格“对分子的电子构造与几何形状,特别是自由基的研究”。 1977年,伊利亚·普里高津“对非平衡态热力学的贡献,特别是提出了耗散结构的理论”。又一个热力学。 1983年,亨利·陶布“对特别是金属配合物中电子转移反应机理的研究”。 (2人)1985年,赫伯特·豪普特曼和杰尔姆·卡尔“在发展测定晶体结构的直接法上的杰出成就”。 (3人)1986年,达德利·赫施巴赫、李远哲、约翰·查尔斯·波拉尼“对研究化学基元反应的动力学过程的贡献” 1999年,亚米德·齐威尔“用飞秒光谱学对化学反应过渡态的研究”,又是物理工具、化学研究。 (3人)2002年,约翰·贝内特·芬恩、田中耕一、 库尔特·维特里希,分别用软解析电离法和核磁共振谱学对生物大分子进行鉴定和结构分析。也是算物理方法吧。 (3人)2000年,艾伦·黑格、艾伦·麦克德尔米德、白川英树“发现和发展了导电聚合物”; 2011年,丹·谢赫特曼“发现了准晶体”。 (3人)2013,马丁·卡普拉斯、迈可·列维特、阿里耶·瓦舍尔“为复杂化学系统创造了多尺度模型”。 今年2014年,又有三个物理化学领域的人获奖。 其实,诺贝尔官方之外,也有好一些有“物理学奖”的味道…… 1908年,大名鼎鼎的欧内斯特·卢瑟福因为“对元素的蜕变以及放射化学的研究”而获得了化学奖。但是卢瑟福是一个非常有节操的科学家,名言是——“科学要么是物理学,要么是集邮”。好的于是我们把化学奖愉快地颁发给了他。 接下来是1911年的玛丽·居里。她以前就拿过物理学奖,这次拿化学奖是因为“发现了镭和钋元素,提纯镭并研究了这种引人注目的元素的性质及其化合物”。我们可以理解为物理是对放射性的研究,然后把元素提取出来就是化学了,好的get√……这事儿还没完,1935年,伊伦·约里奥-居里以及弗雷德里克·约里奥-居里,居里夫人的女儿和女婿,“合成了新的放射性元素”。母亲居里含笑点头。 1959年,雅罗斯拉夫·海罗夫斯基“发现并发展了极谱分析法”。这又是一种采用物理手段研究化学的方式——用电流。 1964年,多萝西·克劳福特·霍奇金“利用X射线技术解析了一些重要生化物质的结构”。嗯物理奖也发给过用X射线观察各种晶体的布拉格一家呢…… 1982年,英国的阿龙·克卢格“发展了晶体电子显微术,并且研究了具有重要生物学意义的核酸-蛋白质复合物的结构”。显微术! 然后是这条耐人寻味的……1960年,威拉得·利比“发展了使用碳14同位素进行年代测定的方法,被广泛使用于考古学、地质学、地球物理学以及其他学科”。我大化学终于对其它科学(除了物理学)做出了巨大贡献!