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考研報考指導:“生物物理學”駛入快車道
考研網報工作已進行了近半個月,在網報輔導過程中,時常有考生或者家長來電咨詢:“這個生物物理到底是生物還是物理呀?”說起生物物理大家也許覺得陌生,但恐怕沒有人不知道1958年我國人工合成的結晶牛胰島素,那其實就是生物物理學的成果。
生物物理作為一門獨立的學科產生至今只有半個世紀左右,但是在我國的發展速度卻相當驚人。1958年以后,我國一直保持著生物物理學科的世界領先水平。近年來,生物技術高速發展,無論是在我國,還是在世界上其他的發達國家,生物物理行業都成了需求增長最快的職業之一。
多元交叉學科 應用性強
生物物理學是應用物理學的概念和方法研究生物各層次結構與功能的關系,生命活動的物理、物理化學過程和物質在生命活動過程中表現的物理特性的生物學分支學科。它是物理學與生物學相結合的一門交叉學科,是生命科學的重要分支學科和領域之一。
不論是對物理專業的學生還是生物專業的學生而言,這個專業都是比較陌生的。但其實生物物理涵蓋的主要內容,是大家知曉的血液流體動力學、神經傳導的電現象、表面張力和膜電位以及聽覺、色覺、肌肉、神經、皮膚等的結構與功能的知識。
生物物理學與分子生物學、生物化學、細胞學和生理學等學科間有密切的聯系,并在研究中相互促進。另外,它也與一些新型學科,如生物工程學、生物醫學工程學、環境科學之間又有一些交叉的研究領域。生物物理學與醫學的關系更為密切,這兩者的結合對于了解人體在正常與病理條件下的功能狀態和疾病發生而發展的機理、治療和預防等方面都具有重要意義。
開設生物物理學專業的研究院所及高校
生物物理學的研究對象主要包括兩大方面:一方面是研究生物的物理性質和生命活動的物理及物理化學過程;另一方面是研究物理及物理化學技術在生物科學中的發展和應用。
在專業設立上,除中國科學院生物物理研究所外,大部分學校均將生物物理學作為生物系下屬的一個專業,將該專業劃分為不同的幾個方向。由于生物物理專業有多元交叉的特殊性以及廣闊的覆蓋面,因此幾乎所有學校的劃分方法都不盡相同,每個學校都是以自身特點和導師們現有的研究方向進行劃分。為便于考生們參考,按照研究內容的不同,在此將生物物理學分為以下幾個方向來分別介紹。
◇分子生物物理學
分子生物物理學以生物大分子,即主要以核酸和蛋白質及其復合體作為研究對象,力求在分子水平上用物理學概念、理論與技術來研究生命物質與生命過程,是當前生物物理學領域中極為重要的發展方向。
近年來,我國科學家在這方面有很出色的成績,在世界頂級雜志上發表了多篇論文,保持著世界領先的水平。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物化學、物理化學、化學、分子生物學的基礎。
研究方向:分子生物物理、基因組學與蛋白質組學、生物大分子動力學、生物大分子的結構與功能、分子顯像、DNA結構與功能等。
開設院校:中國科學院生物物理研究所、北京大學生命科學學院、北京大學基礎醫學院、大連理工大學、電子科技大學、華南理工大學、華中科技大學、南京大學、清華大學、武漢大學、中國農業大學、四川大學、上海交通大學、中國科學技術大學、南開大學、浙江大學、陜西師范大學等。
◇細胞生物物理學
細胞生物物理學主要對細胞的精細結構、外界物理因素對細胞的作用、細胞運動、細胞膜的離子通道、細胞的信號傳遞等進行研究。目前對這些領域的研究是學界的一個熱點,并且未知的方面較多,有較大的研究空間。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物化學、細胞生物學、化學、分子生物學、生理學的基礎。
研究方向:生物超微結構和功能、細胞內容物的結構與功能、細胞核結構功能研究、蛋白質在細胞內的表達分泌與包裝、細胞骨架的結構與功能、細胞信號傳遞、離子通道。
開設院校:中國科學院生物物理研究所、中國科學院合肥物質科學研究院、北京大學生命科學學院、北京大學基礎醫學院、南開大學、蘭州大學、浙江大學、復旦大學、清華大學、中國科技大學、華中科技大學、北京師范大學、上海第二醫科大學、中山大學、大連理工大學、電子科技大學、武漢大學、陜西師范大學等。
◇膜生物物理學
該方向主要研究的是生物膜的能量轉換、物質運送和信號跨膜傳導等三大基本功能和結構的相關內容,這些都是目前生物物理學研究的熱點問題之一,由于生物膜的復雜性,因此研究內容廣泛,容易發掘課題,在將來一段時間內還會繼續成為研究的熱點。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的細胞生物學、生理學、生物化學、遺傳學、分子生物學的基礎。
研究方向:膜蛋白結構、物質跨膜運送、受體與通道蛋白、信號跨膜傳導、光合膜、生物膜與細胞凋亡、生物膜與醫學、新技術在生物膜研究中的應用、仿生物膜研究。
開設院校:中國科學院生物物理研究所、北京大學生命科學學院、北京大學基礎醫學院、大連理工大學、復旦大學、南開大學、中國農業大學、重慶大學、清華大學、浙江大學、天津大學、哈爾濱醫科大學、四川大學、蘭州大學、陜西師范大學等。
◇神經生物物理學
神經生物物理學是一門非常有趣的學科,它對于揭示腦的奧秘、認知的基礎和過程以及感知覺的機制等等都是非常重要的。另外它還包含了許多神經和感官疾病的研究,與醫學有著相當密切的關系,不論是在科學上還是在實際應用上都有著重大的價值。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物、生物化學、心理學、分子生物學、生理學、計算機的基礎。
研究方向:神經系統與神經細胞、突觸、神經遞質、受體與離子通道、神經信息處理、聽覺機制、視覺機制、腦成像、認知神經學、生理和神經過程的計算機分析和模擬及神經電生理等。
開設院校:中國科學院研究生院、中國科學院生物物理研究所、北京大學生命科學學院、北京大學基礎醫學院、北京林業大學、大連理工大學、第二軍醫大學、電子科技大學、東北林業大學、復旦大學、哈爾濱醫科大學、河北工業大學、南京大學、南京農業大學、南開大學、四川農業大學、武漢大學、上海交通大學、上海第二醫科大學、西安交通大學、浙江大學、華中科技大學、中國科學技術大學、重慶大學等。
◇環境生物物理學
環境生物物理學的內涵至今還沒有界定,主要是應用物理學的原理與方法,研究自然界各種物理因子對生物體的影響,并闡明其作用原理以及各種物理因子與生物群體間相互作用和相互關系的一門學科。通過這些研究了解生命現象和本質,以期達到控制生物和改造生物的目的。它是應用生物物理學的一個分支,是一門新興的交叉科學,涉及諸多學科。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物、生物化學、化學、環境生物的基礎,由于該方向與其他專業結合較緊密,因此還需要對應研究內容的相關專業基礎。
研究方向:輻射生物學、生物電磁學、生物光學、生物聲學、低溫生物學、各種物理因子對生物體的作用機理等。
開設院校:中國科學院生物物理研究所、中國科學院等離子體物理研究所、中國科學院近代物理研究所、中國科學技術大學、中國農業科學院、北京大學生命科學學院、安徽農業大學、北京林業大學、第四軍醫大學、電子科技大學、華南農業大學、西安交通大學、河北工業大學、華東師范大學、南京大學、南京農業大學、南開大學、四川農業大學、內蒙古大學、山西農業大學、陜西師范大學、上海交通大學、西北農林科技大學、揚州大學、浙江大學、鄭州大學、中國農業大學等。
◇生物信息學
生物信息學是在生命科學的研究中,以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析的科學。這一學科是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一,同時也將是21世紀自然科學的核心領域之一。其研究重點主要體現在基因組學(Genomics)和蛋白學(Proteomics)兩方面,如今已成為生命科學發展的重要組成部分。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物、計算機、蛋白質組學、遺傳學、統計學的基礎。
研究方向:序列比對、蛋白質結構比對和預測、基因識別、非編碼區分析研究、分子進化和比較基因組學、序列重疊群裝配、遺傳密碼的起源、基于結構的藥物設計等。
開設院校:中國科學院生物物理研究所、北京大學生命科學學院、北京工業大學、大連理工大學、第二軍醫大學、電子科技大學、東北林業大學、哈爾濱醫科大學、河北工業大學、吉林農業大學、南京大學、南京農業大學、南開大學、四川農業大學、武漢大學、西安交通大學、西北農林科技大學、揚州大學、浙江大學、中國科學技術大學、中山大學等。
◇生物力學
生物力學是應用力學原理和方法,對生物體中的力學問題進行定量研究的生物物理學分支。其研究領域包括:1.從理論及實驗方面研究活體內血液流動及細胞內原生質流動等主動或被動的流動及肌肉收縮、血管壁變形等與細胞、組織的變形有關的生物流變學;2.利用材料力學、彈塑性理論、斷裂力學的基本理論和方法,研究生物組織和器官中與之相關的固體力學和運動力學等力學問題,其研究范圍從生物整體到系統、器官(包括血液、體液、臟器、骨骼等),從鳥飛、魚游、鞭毛和纖毛運動到植物體液的輸運等。
大部分招生單位未將生物力學劃歸到生物物理學招生,而將其設置到物理學、醫學或運動學等專業。
專業背景:報考這個方向的考生要有一定的生物、力學、物理學、生理學等學科的基礎。
研究方向:生物固體力學、生物流體力學、運動生物力學、量子生物學
開設院校:北京大學基礎醫學院、北京工業大學、首都醫科大學、重慶大學。
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