Biofizyka (17)

• Jądro atomowe

Cząstkami tworzącymi jądro atomowe są protony i neutrony. Nadano im wspólną, nazwę nukleony.

Liczbę protonów i neutronów w jądrze określa liczba masowa A, natomiast liczbę protonów określa liczba atomowa Z, która jest jednocześnie liczbą porządkową pierwiastków w układzie okresowym.

Izotopami danego pierwiastka nazywamy jądra o tej samej liczbie atomowej, różniące się liczbą masową czyli liczbą neutronów. Cechą charakterystyczną izotopów jest ich stabilność.

• Promieniotwórczość naturalna

Jądra energetycznie niestabilne ulegają spontanicznym procesom rozpadu, którym towarzyszy emisja promieniowania.

Izotopy promieniotwórcze powstająw atmosferze oraz na powierzchni Ziemi w wyniku reakcji jądrowych inicjowanych przez promieniowanie kosmiczne, które docierając do stratosfery składa się z protonów, cząsteczek alfa, z ciężkich jonów (od Be do Fe) oraz elektronów. Wymienione cząstki generują promieniowanie wtórne składające się na poziomie morza głównie z mionów i elektronów. W wyniku inicjowania przez nie reakcji jądrowych powstaje ok. 30 izotopów. Zagrożenie dla organizmów żywych stanowią głównie tryt ³H, beryl ³Be, węgiel ¹⁴C i sód ²²Na.

Promieniowanie jonizujące

To fala elektromagnetyczna lub strumień cząsteczek, których energia jest wystarczająco duża na to, by doprowadzić do jonizacji cząsteczki lub atomu. Wyróżnia się dwie kategorie promieniowania jonizującego:

1.    Strumień ciężkich, naładowanych cząsteczek. To promieniowanie alfa, strumień protonów, promieniowanie beta. Najważniejszym mechanizmem działania jest oddziaływanie Coulomba.

2.    Fale elektromagnetyczne od nadfioletu przez promieniowanie rentgenowskie aż do promieniowania gamma oraz strumień neutronów lub całych atomów. Musi dochodzić do zderzeń między cząstkami promieniowania a atomami ośrodka.

Znaczenie oddziaływań fizycznych dla funkcjonowania organizmów

Organizm poddany jest działaniu zewnętrznych pól fizycznych.

Wszystkie organizmy przystosowały się do życia w polu grawitacyjnym, magnetycznym i elektrycznym Ziemi.

Pola te działają jako bodźce zewnętrzne oraz jako mechanizmy istotne w procesach fizjologicznych, wewnętrznych.

Najważniejsze to mechanizmy obronne lub przystosowawcze oraz zmiany na poziomie molekularnym, np.

Odbiór dźwięków - fala mechaniczna jako fala akustyczna, Mechanoreceptory - struktury białkowe w postaci kanałów jonowych wykazujące zdolność reakcji na bodziec mechaniczny oraz zdolność przetwarzania tego bodźca na sygnał elektryczny.

Pole grawitacyjne i tropizmy - ruchy wzrostowe organizmów roślinnych wywołane działaniem różnych bodźców zewnętrznych.

Bioelektryczność i elektrofizjologia - zmiany elektryczne w błonach, istnienie kanałów jonowych, transport przez błonę lipidowa^ potencjały elektryczne, biomagnetyzm.