Die Biophysik betrachtet die physikalischen
Vorgänge bei den Lebensprozessen und Lebenserscheinungen. Sie
untersucht mithilfe physikalischer Methoden grundlegende strukturelle
und funktionelle Erscheinungen des lebenden Organismus. Das heißt,
es werden mit der physikalischen und physikalisch-chemischen Analyse elementare
biologische Strukturen, Funktionen und Verhaltensweisen erfasst. So konnte
man z. B. durch den Einsatz des Elektronenmikroskops
detaillierte Kenntnisse über lichtmikroskopisch nicht mehr auflösbare
Objekte gewinnen. Strukturen der Zellorganellen, wie Mitochondrien und
Chloroplasten, konnten auf diese Weise sichtbar gemacht werden. Die Röntgenstrukturanalyse
hat dazu beigetragen, biologische Prozesse besser zu verstehen, indem sie
es ermöglichte Proteinstrukturen zu bestimmen.
Ein weiteres Aufgabengebiet der Biophysik ist die Erforschung physikalischer
Vorgänge im lebenden Organismus. Dabei gibt es nicht immer eine klare
Abgrenzung zur Physiologie. Typische Forschungsgebiete der klassischen
experimentellen Biophysik sind z. B. die:
- Biomechanik von Bewegungsabläufen (Schwimmen, Fliegen...),
- Quellungsvorgänge
- Physiologie der Muskelkontraktion,
- Bioelektrizität (Nervenerregung, Neurobiophysik),
- Biomechanik des Blutkreislaufs und der Flüssigkeitsströmungen in Pflanzen,
- Schallrezeption (-aufnahme).
Auch die Biophysik stößt wie alle anderen Teildisziplinen
immer mehr in den molekularen Bereich der Lebensvorgänge vor, sodass
sich daraus eine molekulare experimentelle Biophysik
entwickelt hat. Hier werden Themen wie die Biophysik des Protoplasmas
(Funktionsweise des Stofftransports durch biologische Membranen, verschiedene
Membranmodelle) oder aber biophysikalische Fragestellungen zur Fotosynthese
(Fotobiophysik) untersucht.
Auch die Strahlenbiologie wird der Biophysik
zugeordnet. Sie beschäftigt sich mit der Wirkung von Strahlen auf
lebende Objekte. Hierbei werden die Auswirkungen aller Arten von elektromagnetischer
Strahlung (langwellige Radio- und Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht,
Ultraviolett, kurzwellige Röntgen- und Gammastrahlen) und Teilchenstrahlung
(Alpha- und Betastrahlung, künstlich erzeugte Elektronenstrahlen
etc.) untersucht. Ein wichtiges Forschungsgebiet in dem Zusammenhang ist
der Einsatz von Röntgen- und Gammastrahlen bei der Krebsbekämpfung
als Strahlentherapie zwecks Wachstumshemmung der krebsinfizierten Zellen.
Die experimentelle Biophysik entwickelt sich in Wechselwirkung mit den
angrenzenden Nachbargebieten ständig weiter und nimmt somit eine
immer zentralere Rolle bei der Erfoschung der Grundlagen der lebenden
Materie ein. Ihre Bedeutung für die Landwirtschaft, Medizin, Ökologie,
Biotechnologie, Biokybernetik, Bionik und andere Bereiche nimmt einen
immer höheren Stellenwert an.
Die theoretische Biophysik versucht, Modellvorstellungen zu biologischen
Phänomenen zu entwickeln.