“生物物理学”课程教学大纲
英文名称：Biophysics
课程编码：
学时：32（理论学时）
学分：2
适用对象：临床医学5+3一体化、五年制临床医学专业、五年制预防医学专业、五年制法医学专业和基础医学专业。
先修课程：细胞生物学、生物化学、分子生物学、大学物理。
使用教材及参考书：
1.菲利普.纳尔逊著，黎明、戴陆如译，生物物理学：能量、信息、生命，第1版，上海科学技术出版社，2006.
2.Rob Phillips, Jane Kondev, Julie Theiot. Physical Biology of the Cell. 2nd edition. Abingdon: Garland Science, 2012.
一、课程性质、目的和任务
性质：基础选修课
目的：生物物理学是生物学和物理学的交叉学科，本课程重点介绍生物物理学的基本理论、基本思路和研究技术，也注重结合研究前沿和未来发展趋势。其目的在于使学生掌握生物物理学的基本理论、基本概念及研究思路，了解生物物理学的研究技术以及研究前沿和最新发展趋势，拓宽学生的知识面，建立科学完整的生物医学知识体系。
任务：本课程的任务主要是使学生掌握生物物理学方面的基本理论知识和基本概念，了解生命科学与物理科学的交叉结合所产生的新的理论基础、技术方法以及其在生物医学中的具体应用，掌握常见生物物理学技术方法的特点及应用，为后续学习和工作打好基础。
二、教学基本要求
要求学生掌握生物物理学的基本理论知识和基本概念
要求学生掌握常见的生物物理学技术方法的特点及其在生物医学中的应用
三、教学内容及要求
第一章 绪论
1. 掌握生物物理学的概念和研究内容
2. 熟悉生物物理学对现代生物医学发展的重要性
3. 了解生物物理学的发展
第二章 分子生物物理学
1. 分子生物物理学的物理基础
（1）熟悉分子生物学与物理学的关系；
（2）掌握分子生物物理学的物理基础；
2. 生物大分子的结构与功能
（1）熟悉蛋白质分子的结构基础；
（2）熟悉核酸分子的结构基础；
3. 测定生物大分子结构的物理方法
（1）掌握生物大分子的形态结构测定；
（2）熟悉扫描隧道显微镜；
（3）熟悉振动光谱与蛋白质的二级结构；
（4）熟悉X-射线衍射晶体结构分析；
（5）熟悉核磁共振波谱法；
4. 蛋白质的折叠与蛋白质工程
（1）了解蛋白质工程；
（2）了解定点突变技术；
（3）了解蛋白质折叠；
第三章 膜与细胞生物物理学
1. 生物膜的组成
（1）了解脂膜的组成；
（2）了解膜蛋白的组成；
（3）了解膜糖类的组成；
2. 生物膜的分子模型
（1）掌握单位膜模型；
（2）掌握流动镶嵌模型；
3. 生物膜分子的运动特性
（1）熟悉膜脂质分子的运动特性；
（2）熟悉膜蛋白的运动特性；
（3）了解影响膜运动性的主要因素；
4. 脂质分子的液晶性质及膜脂多型性结构
（1）了解液晶；
（2）熟悉生物膜与细胞起源；
（3）熟悉膜脂质分子液晶多型结构及生物学意义；
第四章 感官与神经生物物理学
1. 神经生物物理学简介
（1）了解神经生物学基本理论；
（2）了解神经生物学与物理学的关系；
2. 神经系统的组成与功能
（1）熟悉神经系统的组成；
（2）掌握神经元的类型与胶质细胞及功能；
（3）掌握神经元与突触的组成及功能；
（4）掌握神经递质与神经调质的类型及功能；
3. 受体与离子通道
（1）熟悉受体的类型与功能；
（2）了解离子通道的特性；
4. 视觉生物物理
（1）熟悉眼球和视网膜的结构和功能；
（2）掌握视觉信号转导通路；
（3）熟悉视皮层及功能；
（4）掌握色觉感受机理；
第五章 光生物物理学
1. 光生物物理学简介
（1）熟悉光生物物理学的范围和内容；
（2）掌握几种光物理概念；
2. 荧光在分子和细胞生物学中的应用
（1）掌握荧光光电子转移的机理和应用；
（2）熟悉绿色荧光蛋白及其应用；
（3）熟悉荧光探针的应用；
3. 光学成像在临床医学中的应用
（1）掌握光学成像的种类及其临床应用；
（2）熟悉智能光学探针的设计；
4. 光动力作用
（1）掌握光敏化作用；
（2）熟悉光敏化的自动氧化作用；
（3）了解光动力作用；
5. 发光材料
（1）了解生物发光和化学发光；
（2）了解发光纳米材料的生物医学应用；
第六章 生物医学纳米材料
1. 植物衍生纳米材料
（1）熟悉植物衍生纳米材料的分离纯化；
（2）掌握植物衍生纳米材料的鉴定；
（3）了解生物医学应用；
2. 外泌体
（1）熟悉外泌体；
（2）了解外泌体与疾病；
（3）了解工程化类外泌体材料与生物医学应用；
3. 聚合物纳米材料
（1）熟悉聚合物纳米材料的制备技术；
（2）熟悉基于聚合物纳米材料的口服载药系统；
（3）了解生物医学应用；
4. 介孔二氧化硅纳米材料
（1）熟悉介孔二氧化硅纳米材料的介绍；
（2）了解介孔二氧化硅纳米材料与生物医学领域应用；
第七章 生物电磁学
1. 生物电特性
（1）掌握蛋白质的偶极矩；
（2）熟悉细胞电活动基础；
（3）了解生物电阻抗；
2. 电力电化作用
（1）掌握细胞电泳；
（2）熟悉电热作用；
（3）了解电化作用；
3. 生物磁现象
（1）熟悉生物材料的磁性；
（2）了解人体磁场；
4. 磁场的生物效应
（1）熟悉磁致遗传效应；
（2）了解磁致生长（死亡）效应；
（3）了解磁致生理生化效应；
第八章 生物分子电子学
1. 生物分子电子学简介
（1）熟悉生物分子电子学研究内容；
（2）了解生物分子电子学的应用前景；
2. 蛋白质生物分子器件
（1）掌握分子器件的生物学基础；
（2）熟悉蛋白质分子设计；
（3）熟悉蛋白子分子的自组装；
3. 生物分子器件工作方式
（1）掌握分子器件的设计；
（2）掌握分子器件的加工；
4. 蛋白质计算机
（1）掌握蛋白质计算机的组成；
（2）熟悉并行处理能力；
（3）熟悉神经网络；
第九章 生物传感技术
1. 生物传感器简介
（1）掌握生物传感器的定义与分类；
（2）熟悉生物传感器的原理和特性；
（3）了解生物传感器的应用；
2. 生物传感器的敏感元件
（1）熟悉组织敏感元件；
（2）熟悉细胞敏感元件；
（3）了解微生物敏感元件；
（4）掌握酶和抗体敏感元件；
3. 生物传感器的换能器
（1）掌握电化学电极换能器；
（2）熟悉光电器件换能器；
（3）了解热敏电阻换能器；
4， 细胞与分子传感器
（1）掌握细胞传感器；
（2）掌握分子传感器；
第十章 生物医学检验技术及仪器
1. 显微镜和离心技术及仪器
（1）熟悉显微镜和离心技术；
（2）了解显微镜和离心机；
2. 光谱和色谱分析技术及仪器
（1）熟悉光谱和色谱分析技术；
（2）了解荧光光谱仪和液相色谱仪；
3. 电泳和电化学分析技术及仪器
（1）熟悉电泳和化学分析技术；
（2）了解常用电泳仪和血气分析仪；
4. 微生物检测和细胞培养技术及仪器
（1）熟悉微生物检测和细胞培养技术；
（2）了解自动血培养仪和CO2培养箱；
5. 血液和尿液分析技术及仪器
（1）熟悉血液和尿液分析技术；
（2）了解血细胞分析仪和尿液分析仪；
6. 免疫和生化分析技术及仪器
（1）熟悉免疫和生化分析技术；
（2）了解酶标仪和DNA测序仪。
五、学时分配
章 |
内容 |
参考学时 |
1 |
绪论 |
1 |
2 |
分子生物物理学 |
3 |
3 |
膜与细胞生物物理学 |
2 |
4 |
感官与神经生物物理学 |
2 |
5 |
光生物物理学 |
6 |
6 |
生物医学纳米材料 |
4 |
7 |
生物电磁学 |
2 |
8 |
生物分子电子学 |
4 |
9 |
生物传感技术 |
6 |
10 |
生物医学检验技术及仪器 |
2 |
六、考核方式
闭卷；闭卷考试成绩占 100% 。
