细胞的物理生物学
课程编码：180085071011P2001H
英文名称：Physical Biology of the Cell
课时：60
学分：3.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：柳振峰等
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式（pattern），进一步在模式中寻找解释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介绍。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介绍，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，强调培养以科学问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
无
大纲内容
第一章 生命的数理特征 9学时 柳振峰
第1节 生物学中的数字，细胞和有机体的构成和定位
第2节 生命活动和进化中的不同尺度的时间概念
第3节 生命活动的参与者，研究对象和模型体系
第二章 静息状态下的生命
第1节 活体细胞的力学和化学平衡 3学时 赵岩
第2节 熵的原理 3学时 张竹青
第3节 双态系统（Two-state systems)：离子通道和协同结合效应 3学时 赵岩
第4节 随机游动原理和生物大分子结构（含单分子力学原理介绍) 3学时 赵岩
第5节 细胞整体及其骨架的构成：悬臂梁理论 3学时 冯巍
第6节 生物膜：二维空间上的生命活动 3学时 柳振峰
第三章 生命的动态
第1节 生物体系的动态和单分子FRET研究方法 3学时 张竹青
第2节 处于拥挤和无序环境中的生命活动 3学时 张竹青
第3节 细胞中的速率方程和动态过程 3学时 张竹青
第4节 分子马达的动态 3学时 冯巍
第5节 磁共振谱学方法在研究分子动态方面的应用 3学时 冯巍
第6节 生物电以及Hodgkin-Huxley模型 3学时 冯巍
第7节 光与生命 3学时 柳振峰
第四章 生命的含义
第1节 生物大分子间的相互作用及研究方法 3学时 赵岩
第2节 生物大分子折叠的基本规律 3学时 冯巍
第3节 序列，特异性和进化；细胞物理生物学领域展望 3学时 张竹青
第4节 期末考试 3学时 赵岩
教材信息
1、
Physical Biology of the Cell (2nd ed.)
R. Philips
2012年10月
Garland Science
参考书
1、
细胞的物理生物学 @ Biophysics: Searching for Principles
R.菲利普斯 @ W. Bialek
2012年3月 @ 2012年12月
科学出版社 @ Princeton University Press
课程教师信息
柳振峰（研究员，中科院生物物理研究所）
赵岩（研究员，中科院生物物理研究所）
冯巍（研究员，中科院生物物理研究所）
张竹青（教授，中国科学院大学）
陈德亮（副教授，中国科学院大学）