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课程20 ：生物工程 2014年春 20.106J系统微生物学(Systems Microbiology) 从系统的角度介绍微生物学：从微生物多样性以及从分子，细胞，组织，生态层面的数据来了解微生物与其环境的相互作用。尤其是特定的病毒，细菌和真核微生物与它们的动物宿主的相互作用，探讨时下的如接种疫苗，新出现的疾病，抗菌药物耐药（antimicrobial drug resistance），和毒理学等领域的问题。 20.109生物工程的实验室基础 （Laboratory Fundamentals in Biological Engineering） ? 从定量的工程（quantitative engineering）的角度介绍了实验生物化学和分子技术。这门课是以实验设计，数据分析和科学交流为基础的。的发现为基础的实验模块例子，其中包括：DNA工程：让学生设计、构建、并使用遗传材料； 结构工程？？？（parts engineering）：强调对蛋白质的设计和对蛋白质表现（protein performance）的量化评价; 系统工程：让学生考虑遗传干扰（genetic perturbations）所引起的基因组范围的后果; 生物材料工程：其中学生利用生物编码的设备设计和制造材料。 生物分子系统---热力学 （Thermodynamics of Biomolecular Systems） ? 宏观和微观系统的平衡性。基本热力学：系统的状态，状态变量。功、热、热力学第一定律、热化学。热力学第二和第三定律：熵及其计算基础，吉布斯函数。气相和液相反应的化学平衡。大分子结构及其在溶液中的相互作用。分子自组装的驱动力（Driving forces）。结合协同性（Binding cooperativity），溶解和大分子滴定。 生物分子系统---物理化学（Physical Chemistry of Biomolecular Systems） ?? 定量化的角度来理解支配生物大分子行为的物理和化学规律。基本热力学，系统的状态，状态变量。功，热，第一，第二和第三热力学定律。熵及其统计的基础上，自由能表示，勒让德变换（Legendre transforms），麦克斯韦关系，吉布斯函数，玻尔兹曼分布和分区功能。大分子结构和溶液中的相互作用;宏观和微观系统的平衡性。分子自组装的驱动力（Driving forces）。结合协同性（Binding cooperativity），溶解和大分子滴定。 20.201药物开发的基本原理（Fundamentals of Drug Development） 讲述新药物开发的科学依据。上半学期的课程将会以讲述药物发现过程的概述开始，接下来讲述药物（代谢）动力学（pharmacokinetics）、药效学、新陈代谢等的基本原理，以及药物会导致的治疗和毒性反应的机理。下半学期将介绍一些案例研究的基本原理，并进行文献讨论，内容是当前在特定的药品、药品类和药物作用靶位点（therapeutic targets）中存在的问题。 20.202体内模型：原理与实践（In vivo Models: Principles and Practices） 涉及到解剖学、组织学、免疫细胞化学（immuno-cytochemistry）、原位杂交、生理学、哺乳动物及其病原体的细胞生物学中相关方面的内容。课程的材料整合了毒理学原理，体内基因工程和分子生物学。每个星期的实验室/演示课会涉及到解剖学（体内）、生理学和显微镜的内容来充实课程。在春季学期的的前半开设。 20.320 生物分子和细胞系统分析（Analysis of Biomolecular and Cellular Systems） ? 从遗传，分子，细胞和细胞群体水平等多层面分析分子和细胞过程。主题包括基因序列分析，分子建模，代谢和基因调控网络，信号转导途径及在组织中的细胞群。重视实验方法，定量分析和计算模型。 20.361J分子和工程方面的生物技术（Molecular and Engineering Aspects of Biotechnology） ? 内容包括重组蛋白和干细胞的发展和医疗应用的生物学和生物工程原理;重组蛋白的糖工程;受体转运（receptor trafficking）；单克隆抗体治疗;蛋白质药理学和缓释（delivery）;生长因子及其受体的正常和病理信号，干细胞衍生组织用于医疗; RNA疗法;组合蛋白质工程（combinatorial protein engineering）和新的抗肿瘤药物。 20.340J生物医学材料（Materials for Biomedical Applications） 介绍到细胞和