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细胞的物理生物学  061M4011H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:柳振峰等
课程编号: 061M4011H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:柳振峰等
英文名称: Physical Biology of the Cell

教学目的、要求

细胞的物理生物学课将遵循生物物理学研究的理念,作为细胞生物学和物理学的桥梁,应用物理学的原理和数理思维来对复杂生命现象进行简化并归纳总结出模型(pattern),进一步在模型中寻找说明生命活动的规律并做出预测。本课程将对生物物理学的基本理念和思维方法等进行系统先容。在此基础上,对于生命的数理特征、生命在静息态下的物理现象和含义、动态生命活动的生物物理规律、生物大分子相互作用和折叠过程对于生命的意义等主题进行讨论。每个特定主题中间穿插对当前细胞生物物理学研究中最前沿的技术方法进行先容,例如;结构生物学方法;单分子力学研究;单分子FRET在探测蛋白动态构象变化中的应用;计算生物学研究方法和理念。课程中将注重以实际科研中的例子来探讨如何应用最前沿的细胞生物物理学方法和技术来揭示生命活动的规律,强调培养以科知识题来驱动的逻辑思维方式。授课过程中注重主讲教授和研究生的互动和讨论,将采取启发式教学模式。

预修课程

预修课程要求:无 授课对象: 生物物理学、细胞生物学相关以及对生物物理学感兴趣的研究生

教 材

1. R. Philips et al., Physical Biology of the Cell (2nd ed.). Garland Science, 2012. 2. 涂展春 (译者), 王伯林 (译者)等翻译,《细胞的物理生物学》第1版,科学出版社,2012年. 3. W. Bialek, Biophysics: Searching for Principles. Princeton University Press, 2012.

主要内容

第一部分、生命的数理特征(3次课,9学时,教师:柳振峰)
a.	生物学中的数字,细胞和有机体的构成和定位 (柳振峰主讲)
 (含结构生物学方法概述)
(第1次,9月7号下午)
b.	生命活动和进化中的不同尺度的时间概念 (柳振峰主讲)
  (第2次,9月14号)
c.	生命活动的参与者,研究对象和模型体系 (柳振峰主讲)
(第3次,9月21号)
第二部分、静息状态下的生命(6次课,18学时)
a.	 活体细胞的力学和化学平衡(娄继忠主讲)
 (第4次,9月28号)
b.	 熵的原理(娄继忠主讲)
  (第5次,10月5号)
c.	 双态系统(Two-state systems):离子通道和协同结合效应(娄继忠主讲)
  (第6次,10月12号)
d.	 随机游动原理和生物大分子结构(含单分子力学原理先容)(娄继忠主讲)
  (第7次,10月19号)
e.	 细胞整体及其骨架的构成:悬臂梁理论 (冯巍主讲)
  (第8次,10月26号)
f.	 生物膜:二维空间上的生命活动(柳振峰主讲)
        (第9次,11月2号)
第三部分、生命的动态(7次课,21学时)
a.	 生物体系的动态和单分子FRET研究方法(柳振峰主讲)
 (第10次,11月9号)
b.	 处于拥挤和无序环境中的生命活动(周政主讲)
	    (第11次,11月16号)
c.	 细胞中的速率方程和动态过程(周政主讲)
 (第12次,11月23号)
d.	分子马达的动态(冯巍主讲)
	    (第13次,11月30号)
e.	磁共振谱学方法在研究分子动态方面的应用(冯巍主讲)
 (第14次,12月7号)
f.	 生物电以及Hodgkin-Huxley模型(冯巍主讲)
 (第15次,12月14号)
g.	 光与生命(柳振峰主讲)
 (第16次,12月21号)
第四部分、生命的含义(4次课,12学时)
a.	生物大分子间的相互作用及研究方法(周政主讲)
(第17次,12月28号)
b.	生物大分子折叠的基本规律(周政主讲)
(第18次,1月4号)
c.	 序列,特异性和进化;细胞物理生物学领域展望(娄继忠主讲)
(第19次,1月11号)
d.	 期末考试(娄继忠和陈德亮监考)
	   (第20次,1月12号)

参考文献

授课时间: 星期三, 第5、6、7节
授课地点: 教2-427
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

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