谢晓亮的本科生/研究生课程

2023-2024春季学期《细胞分子生物学中的物理化学》课程大纲

新兴的物理概念和工具改变了许多生物学问题的研究方式。这门跨学科课程将聚焦生命过程的物理化学基础和定量描述，包括热力学、平衡和非平衡统计力学以及化学动力学。这些原理将在最新的实验进展的背景下被说明，特别是单分子酶学、分子马达、活细胞成像实验和随机基因表达。此外，本课程还将涵盖重要生物过程的统计分析和数值模拟。本课程主要面向具有生物或物理背景的研究生和本科生，最好选修过普通化学、普通生物学和普通物理课程。

教授：谢晓亮[email protected]

助教：袁元[email protected]

课程时间及地点：

15:10-18:00，每周四，三教203

Coding培训，第二周，时间地点待定

习题课by袁元，第二周开始，两周一次，时间地点待定

办公时间及地点：

谢晓亮教授：19:00-20:00，每周四，三教203

袁元：14:00-17:00，周一到周五，综合科研二号楼107

一．课程讲授部分

第一章  （共1.5课时）

前言

第二章  （共1.5课时）

概率分布、布朗运动和泊松过程

第三章  （共6课时）

热力学：从卡诺热机到细胞机器

第四章  （共6课时）

平衡态统计力学-从单分子角度解读

第五章 （共6课时）

DNA和蛋白质的结构、能量与运动

第六章  （共6课时）

具有单分子随机性的化学动力学与化学主方程

第七章  （共3课时）

非平衡态统计力学和速率理论

第八章  （共3课时）

单分子酶学和非平衡稳态

第九章  （共6课时）

中心法则的定量描述和单细胞基因组学

共计39课时的课程时间

二．考核方式

课后作业（30%）+第一次课堂考试（20%）+第二次课堂考试（20%）+期末take-homeexam（30%）

教科书（预印本）：Single-Molecule Biophysical Chemistry: Underpinnings of Life‘s ProcessesbyXiaoliangSunneyXie

参考书：

-R. Phillips, et al., Physical Biology of the Cell, 2nd ed., Garland Science (2012).

-K. A. Dill and S. Bromberg, Molecular Driving Forces, 2nd ed., Garland Science (2011).

-D. A. Beard and H. Qian, Chemical Biophysics, Cambridge University Press (2008).

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