生命科学中的物理问题

将生命科学中的物理问题分为四类：第一，关于生命的起源和进化；第二，关于密码－序列－构象－动力学（功能）的反向生物学路线；第三，关于生物自组织；第四，关于脑信息处理和向生命学习的问题．文中就每一类列举了若干基本的物理问题．     

中国生物物理学的发展

长期以来由于生命现象的复杂性,人们一直认为它和物理科学是相互独立难以沟通的两大领域.早在一百多年前意大利解剖学家Galv-ani就证实动物体内有生物电,此后德国物理学家Mayer指出光合作用的本质是能量转换过程,物理学家亥姆霍兹从物理学观点研究了肌肉收缩、神经传导以及听觉和视觉的物理学,同时人们也把显微镜、X射线等物理技术与设备应用于医学中,但直到本世纪初,生物学与物理·学的结合都是不够深入和系统的. 中国物理学会成立的60年里,情况发生了本质的变化.在世界范围内现代物理学实验方法进入了生物学,从而根本上改变了生物学的实…     

生命科学中的物理问题讲座 第三讲 神经科学与现代物理学

神经系统是结构和功能极其复杂的生命信息处理系统。对神经系统的深入研究，将为最终解决意识与思维之谜，开辟前进的道路。但是神经科学的发展，一刻也离不开现代物理学的理论与方法的先导和支持。从生物物理学的角度出发，着重介绍了生物神经网络的构成与运行特征，并进一步探讨将现代物理学中的某些理论和方法，应用于神经科学研究的可能性。     

环境生物物理学

综述了环境生物物理学内容、研究方法、环境生物物理学的发展状况与取得的成就,并对今后环境生物物理学的进一步发展作了展望 。     

对生物界比例定律之管见

决定树木高粗比的关键因素是抗压稳定性，欲使树木经受风吹雨打后仍能直线生长，高粗比宜为决定人和哺乳动物四肢长细比的关键因素是抗弯折强度，欲使骨骼在劳动和运动中一般不致骨折，长细比宜为r L(1/3)     

21世纪物理学和生物学交叉的热点--生物电磁学

介绍了神经科学、经络的研究、脉冲梯度磁场治疗癌症和方法论。用电镜观测脉冲梯度磁场抑制鼠Ｓ－１８０肉瘤生长和加强免疫细胞溶癌作用。文章作者观测到磁场能影响癌细胞的代谢;磁场能降低癌细胞的恶性程度,抑制其高 异形生长;磁场能抑制癌细胞的分裂和ＤＮＡ倍性;磁场能提高细胞免疫功能,加强淋巴细胞、浆细胞反应。     

生物物理学的几个热点领域

物理学与生物科学的交叉由来已久，这不仅解决了自然界许多重大的理论问题，并且在高层次上开辟了新的技术领域，如生物信息学、纳米生物学和脑与认知科学等，文章对当今生物物理学的这几个热点领域进行了介绍。     

Humidity Effects on Conductivity of DNA Molecules

We present a model related to the humidity to describe the conductivity of homogeneous DNA molecule, where the hydration of phosphate group and bases are taken into account. The calculated results show the oscillation feature of dI/dV-V curves and the semiconductor behavior of DNA. With the relative humidity increasing, the voltage gap becomes narrow and the maximum of conductance increases nonlinearly. The conductivity of DNA approaches to stabilization when the relative humidity reaches a certain value. These results are in agreement with experimental measurements.     

物理学和生物学(上)

20世纪物理学研究从微观领域到宏观宇宙都取得很大进展。对生物的研究已经成为新世纪物理学的重要主题。文章简要阐述了分子生物学中的一些基本概念，说明了一些有趣的问题，同时总结了作者最近在生物信息学方面的工作。     

国际生物光子和生物光子学会简讯

由中国生物物理学会光生物物理专业委员会、国际生物物理研究所和北京生理学会联合主办的"国际生物光子和生物光子学会议(ICBB)"于2003年10月12?6日在北京召开.这是第一次在中国举办的生物光子和生物光子学国际学术研讨会.由于受上半年"非典"的影响，原来预计的参加会议人数有所减少，但仍有38位国外科学家参加了会议.他们分别来自美国、德国、瑞士、荷兰、澳大利亚、俄罗斯、印度、日本、韩国.我国大陆以及香港和台湾地区.大陆共有70位学者参加会议，使本次会议达到了百人的规模，共收到会议论文102篇.     

Dynamical Analysis of Protein Regulatory Network in Budding Yeast Nucleus

Recent progresses in the protein regulatory network of budding yeast Saccharomyces cerevisiae have provided a global picture of its protein network for further dynamical research. We simplify and modularize the protein regulatory networks in yeast nucleus, and study the dynamical properties of the core 37-node network by a Boolean network model, especially the evolution steps and final fixed points. Our simulation results show that the number of fixed points N（k） for a given size of the attraction basin k obeys a power-law distribution N（k） χ k^-2.024. The yeast network is more similar to a scale-free network than a random network in the above dynamical properties.     

Synthesis of Bio-organic Molecules of Life Induced by Low Energy Ion Implantation

Gase discharge and ion implantation are respectively used in some simple water solution and solid molecular samples. The implanted samples are analysed by the ^1H nuclear magnetic resonance spectra and the Fourier transform infrared spectroscopy. The results show that some new NO3^- anion, NO2^- anion, dimethyl ether, and ethanol are formed in the water solution samples with nitrogen, methane and carbon dioxide gas discharge. New cyano groups (-CN) and amino groups (-NH2) are formed in the irradiated solid sodium carboxylic sample with N^ ion irradiation. The experimental results present a new way to synthesize small molecules of life by low-energy ion implantation.     

Recent Advances in Biophysical／Biochemical／Biomedical Application of Raman Spectroscopy

Examples of some important biophysical,biochemical and biomedical problems that have been uniquely solved by Raman spectroscopy will be illustrated and discussed.The first example concerns the electronic structure,metal-ligand bonding,and reactivity of metalloporphyrins,the synthetic models for the ubiquitous chromophore in hemoproteins.we will demonstrate how off-resonance scattering,electronic resonance enhanced scattering,as well as nonlinear hyper-Raman(three-photon)scattering can provide a highly complementary picture about the effective electronic symmetry and bonding of metalloporphyrins in its electronic ground and excited states.we will illustrate how the bonding information otained from the Raman effect can be useful in understanding the chemical behavior of metalloporhyrin such as its affinity toward exogenous ligand and its preference for the orientation of planar axial ligand(such as imidazole from histidine‘s sidechain).Some paradoxical misconception about the relationship between bond strength and ligand binding affinity will be discussed.Raman spectroscopy,particular with near infraed laser excitation to avoid fluorescence,has been applied successfully to extract significant biochemical information from intact eye lenses.The long-standing cotroversy over the exact nature of the involvement of disulfide cross-linking in lens aging and cataract formation has been settled by the Raman spectroscopy because of its ability for monitoring the sulfhydryl to disulfide reaction of an intact lens in a nondestructive and noninvasive manner.A more recent contribution to the lens biochemistry is the use of Raman spectroscopy for a clear demonstration of the biochemical changes induced by near ultraviolet light in the lens of an animal model,resembling the changes observed in human lens aging and cataract formation.     

生命科学与热物理学再次相遇

生命科学与热物理有共同的历史渊源，又在微观的细胞和分子的层次上，在宏观的生物个体以至生物圈的层次上，以及在生物工程的层次上有着紧密的联系，文章概括了生命科学对热物理学提出的一系列挑战性的科学问题，并认为对生命系统中热耦合现象的研究应是两上学科当前的结合点。     

《物理》在推动交叉学科发展和高新技术应用中大有可为

在《物理》创刊 2 0周年时我曾写过一篇短文 ,那时举国上下刚从“文化大革命”中苏醒过来 ,改革开放还没有开始 .当时《物理》编辑部曾提议增加“物理学和经济建设”栏 (现在改为“物理学和高新技术”栏 ) .可是十年后的今天 ,我国经济建设的发展已是如火似荼 ,高速推进 .事实上科学技术就是对于我们赖以生存的大自然的了解和掌握 ,它的创新是发展经济建设最重要的因素 ,“物理学和高新技术”栏的设置很有必要 .自然科学中数学是一门处理事物在时间和空间位置及数量关系的学问 .随着时间的推移 ,事物在空间活动的轨迹形成几何图形 .“几何”…     

生物物理的发展与前景

 物理学是研究自然界物质结构及运动规律的学科,是自然科学的基础,是一门既古老又“摩登”的学科。     

Adaptive Regulation for Noise-Aided Weak Signal Detection in Spiking Neurons

Spiking neurons usually change their membrane properties, especially ion channel activity, during adaptation or synaptic modification to improve information processing and transmission. Using simple and biophysically realistic models, our analyses reveal that activity-dependent regulation of membrane properties contributes to sensitivity adaptation that improves the neuron ability of detecting sub-threshold signals in the presence of background noises. The improvement is achieved by regulating the conductance of ion channels on the membrane, dependent on the neuron firing activity.