普林斯顿大学年自然科学研究专业介绍（二）

　　因篇幅有限，出国留学网小编将普林斯顿大学大学的自然科学研究专业的详细介绍分为了两部分，第一部分课程内容详见文章开端，一起来了解一下吧。

　　点击查看 >>>每一部分课程介绍

　　八、分子生物学

　　本科课程提供分子，细胞和发育过程的学习课程。该研究生课程促进了现代生物学家的智力发展。

　　1.从DNA到人类的复杂性

　　本讲座和实验课程将使非生物学专业学生熟悉现代分子生物学的理论和实践，重点关注当前社会关注的话题。该课程将涵盖基本的分子生物学学科，如信息存储和DNA，RNA和蛋白质的读数。该课程将探讨最近的科学进展如何影响与人类相关的问题，包括干细胞和CRISPR； 人类微生物组和细菌病原体；以及人类基因组如何用于理解现代人类的进化。两个90分钟的讲座，三小时的实验室教学。

　　2.神经科学与日常生活

　　了解具有古典和现代神经科学的非科学专业。讲座将概述从分子信号到认知科学的各个层面，重点是日常生活的神经科学，从一般（爱、记忆和个性）到特定（时差，自闭症和体重减轻）。该实验室将提供实验室记录来自单个神经元的信号，检查神经结构以及分析全脑功能性脑成像数据的实践经验。两个90分钟的讲座，一个实验室课程。

　　3.地球上的生命：生物设计的混沌与发条

　　本课程检查生命如何进化以及生物如何发挥作用。设计，“智能”和其他，将提供统一的学科。为什么一些微生物会产生粘液，而另一些微生物却没有？为什么某些物种的雄性颜色鲜艳，但在其他物种中，雌性是艳丽的性别？为什么人类的膝盖失败而马匹和斑马没有？这些和其他“为什么如此”的问题将涉及与生命的起源和历史，遗传密码，生物化学，生理学，形态和身体课程，性和生殖，合作和生态系统相关的问题。所有EEB专业都需要该课程，并满足医学院的要求。

　　4.细胞和分子生物学概论

　　本课程分子生物学，生物化学，遗传学和细胞生物学的重要概念和要素在实验环境中进行了研究。本课程满足生物科学专业学生的要求，满足进入医学院校的生物学要求。两个90分钟的讲座，三小时的实验室教学。

　　5.细胞和分子生物学中的定量原理

　　本课程包括细胞，分子和发育生物学的中心概念和实验，重点是潜在的物理和工程原理。学科包括遗传密码； 能量学和细胞组织； 细胞间的通讯，摄食和信号传递； 反馈循环和细胞组织； 发展中的问题和解决方案； 大细胞系统的组织，如神经系统和免疫系统。满足进入医学院的生物学要求。先修课程：AP生物学，物理学和微积分。三个讲座，三小时的实验室教学。

　　6.自然科学的综合定量导论I

　　物理，化学，分子生物学和计算机科学的综合，数学和计算复杂的课程。

　　8.自然科学综合定量导论II

　　一个综合的，数学和计算上复杂的物理和化学介绍，借鉴生物系统的课程。五个讲座，三小时实验室课程，一小时计算实验室教学，一个晚上问题会议。

　　9.自然科学综合定量导论II

　　一个综合的，数学和计算上复杂的物理和化学介绍，借鉴生物系统的课程。五个讲座，三小时实验室课程，一小时计算实验室教学，一个晚上问题会议。

　　10.免疫系统：从分子到人群

　　本课程为什么动物种群中存在免疫多态性？为什么免疫系统像他们一样工作？本课程考察寄主，寄生虫共同进化的理论，包括根据寄生虫反策略对免疫防御的最佳宿主资源分配，并评估这些理论的实验证据。学生们研究了免疫系统识别和杀死寄生虫的机制的进化生态学，发现动物类群的相似性。最后，学生将免疫机制映射到宿主系统发育上，以了解不同机制在进化时间内出现的顺序。

　　11.分子和细胞免疫学

　　亚历山大普洛斯对免疫学和哺乳动物免疫系统领域的广泛调查。将详细讨论先天和后天免疫的细胞和分子基础。该课程将提供人类生物学在健康和疾病方面的常用样本。

　　12.遗传学

　　遗传学的基本原理用原核生物和真核生物的例子说明。将讨论经典遗传技术以及分子和基因组方法。基因，遗传相互作用和基因网络以及染色体力学的不断发展的概念将成为该课程的重点。选定的学科将包括基因调控，癌症遗传学，人类生物群系，印记和干细胞。两个90分钟的讲座。先决条件：MOL 2或教师许可。

　　13.生物化学

　　该课程将讨论生物分子结构和功能的基本概念，重点是热力学，结合和催化的原理。该课程的主要部分将侧重于新陈代谢及其逻辑和调节。

　　14.细胞与发育生物学

　　该课程将研究基因调控，细胞，细胞通讯，细胞粘附，细胞运动，信号转导和细胞内运输在细胞对特定组织的承诺，分化和组装中的作用。将使用生物化学，遗传学和细胞生物学方法检查从秀丽隐杆线虫到人类的多细胞生物发育的基础机制。课堂问题解决，小组工作和主动学习方法将用于强调关键概念和分析实验数据。两个90分钟的讲座。

　　15.分子生物学实验室

　　该课程旨在帮助学生成为研究实验室的贡献成员。学生将成为富有创造力，批判性的思想家和有效的沟通者。在完成原创研究的同时，学生将采用细胞和分子生物学家，分子遗传学家和生物化学家使用的技术。学生将了解如何以及为何将特定知识，技能和技术应用于学期的研究课题； 将练习从科学文献中提取相关信息； 并将根据科学文献生成一份研究报告。一个讲座，两个三小时的实验室课程。

　　16.现代微生物学

　　微生物课程为探索提供了丰富的世界，这是一个肉眼看不见的宇宙，但在多样性和范围方面令人兴奋。人类在他们缺席的情况下无法生存，但我们常常把它们视为敌人。事实上，大多数都是有益的，可以在科学和工业中获得良好的利益。本课程将对双方进行研究：首先概述微生物生长和功能，以及光合作用，合成生物学，群体感应和CRISPR等领域的专业应用，随后研究由导致危险病原体引起的人类健康威胁细菌和病毒病。

　　17.细胞与系统神经科学

　　生物物理，细胞和系统水平的神经生物学基本原理调查。讲座将阐述动作电位，突触传递和可塑性，局部电路计算，感觉生理学和运动控制的基础。两个90分钟的讲座。

　　18.生物动力学概论

　　该课程专为生物科学领域的学生设计，专注于数学方法在生物学问题中的应用。旨在为那些可能没有进一步学习数学的学生提供数学建模和数据分析的基础知识。学科包括微分方程，线性代数，差分方程和概率。每个学科都有一个讲座组件和计算机实验室组件。学生将广泛使用MATLAB计算包。没有必要的先前计算经验。两个90分钟的讲座，一个实验室课程。

　　19.感染：生物学，负担，政策

　　本课程将研究生物和生态水平上人类微生物相互作用的基本决定因素。重点将放在主要的全球传染病，疾病负担和充分预防和控制的政策挑战上。将根据其生物学，发病机制和流行病学以及其控制策略来讨论每种传染因子。将特别强调每种疾病的公共卫生方面。一个三小时的讲座。

　　20.生物技术

　　本课程将考虑生物技术治疗应用的原理，发展，成果和未来方向，特别强调基础研究与临床经验之间的相互作用。讨论的学科包括激素和其他治疗性蛋白质的产生，基因治疗，溶瘤病毒和干细胞。阅读将来自主要文献。

　　21.发病机制和细菌多样性

　　该课程主要探讨当前探讨微生物世界的学科，重点是信号转导，细菌多样性的分子基础及其在细菌发病机制中的作用。学科将包括细胞分裂和孢子形成的调节，群体感应，微生物分化机制，传染病的进化，发病机制的分子机制，以及毒力因子和免疫的鉴定。两个讲座。先决条件：MOL2或教师许可。

　　22.计算神经科学

　　该课程介绍神经细胞和突触的生物物理学，以及神经网络的数学。神经元网络如何计算？我们如何建模和分析神经科学实验的数据，来自普林斯顿的实验数据将用作例子（例如，蝇蛆视觉系统，海马切片，啮齿动物前额皮质）。每个学科都有一个讲座和一个计算机实验室组件。线性代数，微分方程，概率和基本编程能力的基本知识。两个90分钟的讲座，一个实验室课程。

　　23.生物分子工程

　　本课程将重点介绍生物大分子的设计和工程。在简要回顾蛋白质和核酸的化学和结构后，我们将深入研究这些分子设计的理性，进化和计算方法。需要涉及的具体学科包括适体，蛋白质和基于RNA的开关和传感器，非天然氨基酸和核苷酸，酶工程以及通过合成生物学努力整合这些部分。两个讲座。

　　24.基因组完整性和人类疾病

　　本课程涉及基础科学，该基础科学导致分子理解与基因组维持缺陷相关的人类疾病，如衰老和癌症。每个班级的前三分之二是对指定论文的小组讨论。最后三分之一是对下一课的材料的讲座式介绍。学科包括端粒，三核苷酸重复，脆弱位点，基因组不稳定的转录来源和大规模基因组重排。两个90分钟的研讨会。

　　25.神经免疫学：正常脑功能和神经病理学中的免疫分子

　　在本课程中，我们将从当前前沿研究论文的角度探索大脑与免疫系统之间的多样化和复杂的相互作用。特别是，我们将关注这些相互作用的分子机制及其在大脑发育和功能中的作用，以及它们对特定神经系统疾病（包括孤独症）的潜在贡献。在此过程中，学生将学习如何阅读，批判性地评估和解释主要文献中的文章内容。

　　26.癌症的分子基础

　　本课程探讨了导致人类癌症发生和发展的分子事件。回顾构成细胞周期的中心元素，然后调查信号转导和检查点途径，调节和协调细胞周期与其他细胞事件。将讨论癌基因，肿瘤抑制基因和增变基因。然后，课程将根据不同形式癌症的分子事件探讨具体的临床案例研究。

　　27.生物学高级统计

　　统计模型，方法和概念，特别关注分子生物学和基因组学中的应用。分析实际数据集以了解这些方法在实践中的使用方式。涵盖的学科包括概率，实验设计，点估计，假设检验，贝叶斯统计以及这些学科向高维数据集的扩展。可能的应用领域包括定量遗传学，序列分析，群体遗传学，关联研究，基因表达分析和其他现代实验方法。

　　28.计算神经科学与计算网络

　　该课程神经细胞和突触的生物物理学介绍，神经网络的数学描述，以及神经元如何表示信息。课程将调查神经科学的计算建模和数据分析方法，并将从5和计算的角度来平行一些学科。学科将包括视觉信息，空间导航，短期记忆和决策的表示。两个90分钟的讲座，一个实验室。与MOL共同的讲座4.研究生将开展并撰写一个深入的学期课程。先修课程：线性代数的基础知识，分子生物学研究课程（实验室轮换），学生在两位教师顾问的实验室进行研究，分子生物学研究课程（实验室轮换），学生在两位教师顾问的实验室进行研究，大分子结构原理：蛋白质折叠，结构和设计，该课程生物大分子的结构和性质。从结构和热力学角度讨论了引导生物聚合物适应特定三维结构的力和相互作用。特别强调最近的实验工作，探讨蛋白质的折叠和稳定性以及新蛋白质的设计。

　　29.先进的微生物遗传学

　　深入讨论微生物系统的分析，强调原核生物和低等真核生物的实例，包括沙门氏菌，大肠杆菌和酵母。该课程的第一部分以期刊论文为基础，讨论了先进的遗传分析方法的基本原理，用途和局限性，包括抑制，合成致死性和不相关的非互补性。课程的其余部分包括关于当前感兴趣的学科的学生学科研讨会。除了科学内容，学生还可以在公开展示科学研讨会方面获得相当的熟练程度。

　　30.分子生物学专题

　　分子生物学，细胞生物学，遗传学和分子遗传学领域的选定学科，学科每年都在变化。

　　31.大规模基因组数据集的分析与可视化

　　该课程向学生介绍涉及分析和显示大规模生物数据集的计算问题。所涵盖的算法将包括用于基因表达和蛋白质组学数据分析的聚类和机器学习技术，生物网络，来自多个数据源的联合学习以及用于大规模生物数据集的可视化问题。不需要先前的生物学或生物信息学知识； 将提供生物信息学的介绍和生物数据的性质。深入了解计算机科学并不是必需的，但学生应该对编程和计算有一定的了解。

　　32.精神药理学

　　该课程研究了影响中枢神经系统的药物化学，作用机制，药物和植物提取物的使用和滥用。解决了心理健康的相关问题以及对公共健康的影响。讨论了精神药物和天然产物的历史和现行公共政策。学科包括疼痛管理和阿片成瘾，精神分裂症致幻剂和抗精神病药，抗抑郁药和抗焦虑药，成瘾和戒断机制。

　　33.病毒：战略与策略

　　病毒是活细胞的独特寄生虫，可能是地球上最丰富，最高进化的生命形式。使用选定的病毒作为例子讨论由所有已知病毒基因组编码的一般策略。课程的前半部分涵盖了这些策略中固有的分子生物学（策略）。下半部分介绍了病毒与宿主防御的接触生物学，当病毒感染导致疾病，疫苗和抗病毒药物，感染因子的进化和新病毒的出现时会发生什么。

　　34.分子生物学实践中的科学完整性

　　通过案例研究和课堂讨论，本课程将探讨公共支持基础生物医学研究的社会框架，学生和导师在研究过程中的权利和责任，以及知识产权的重要性。课程还将审查有关人类申请者和动物研究的规定。个人不端行为的性质和回应将成为主要焦点。课程满足了美国国立卫生研究院在科学伦理实践中培养分子生物学家的职责。

　　35.科学，技术和环境政策专题

　　这些课程旨在帮助学生发展和应用科学，技术和环境分析应用于政策利益问题的技能。秋季课程编号为5，春季课程编号为6。

　　36.神经科学

　　本科专业为分子，细胞，发育和系统神经科学的认真研究提供了机会，因为它与认知和行为研究相互作用。本课程面向其他部门的学生，他们对大脑的跨学科研究感兴趣。研究生课程培养研究人员回答关于数百万个体神经元如何协同工作以引起整个生物体水平行为的基本的，未解答的问题。学生将学习神经科学的最新技术和方法，并培训如何思考和开发新技术和方法来解决大脑之谜。想要为他们的博士学位添加神经科学成分的研究生 在另一个学科工作可能适用于参加神经科学联合研究生学位课程。

　　37.神经科学与日常生活

　　了解具有古典和现代神经科学的非科学专业。讲座将概述从分子信号到认知科学的各个层面，重点是日常生活的神经科学，从一般（爱，记忆和个性）到特定（时差，自闭症和体重减轻）。该实验室将提供实验室记录来自单个神经元的信号，检查神经结构以及分析全脑功能性脑成像数据的实践经验。两个90分钟的讲座，一个实验室课程。

　　38.神经科学基础

　　这是一项神经生物学调查课程，它采用机械和简化的观点来涵盖该领域的重要学科，包括神经兴奋性，感觉和运动处理，学习和记忆以及神经精神疾病的生理基础。

　　39.认知神经科学导论

　　介绍认知脑功能，包括更高的感知功能，注意力和选择性感知，短期和长期记忆系统，语言，脑侧化，运动控制，额叶执行功能，认知发展和可塑性，以及问题意识。将讨论主要的神经心理综合症（例如失认症，遗忘症）。两个90分钟的讲座。

　　40.记忆与认知

　　肯尼斯安德鲁诺曼人类记忆领域的经验事实，理论问题和科学技术。潜在的学科包括记忆模型，目击者证词，理解，知识表示，自传体记忆，现实监测，健忘症以及其他记忆和认知障碍。两个讲座。

　　41.心理功能的计算模型

　　肯尼斯安德鲁诺曼认知神经科学的一个基本目标是理解心理功能如注意力，记忆力，语言和决策是如何通过大脑中神经元集合进行的计算而产生的。本课程将介绍连接模型（也称为神经网络或并行分布式处理模型）的使用，作为探索心理功能如何在大脑中实施的工具，以及它们如何在脑损伤患者中出错。两个90分钟的讲座，一个实验室课程。

　　42.大脑的多样性

　　本课程对不同动物物种的独特行为及其如何通过专门的脑回路介导的调查。学科包括，例如，田鼠的一夫一妻制，灵长类动物的面部识别，鱼类的性别和角色变化，以及蝙蝠的捕食。进化和发育约束对神经回路构建的作用将是一个关键的基本学科。一个三小时的研讨会。

　　43.细胞与系统神经科学

　　生物物理，细胞和系统水平的神经生物学基本原理调查。讲座将阐述动作电位，突触传递和可塑性，局部电路计算，感觉生理学和运动控制的基础。两个90分钟的讲座。

　　44.抑郁症：从神经元到诊所

　　本课程重点关注临床抑郁症作为科学话语的模范学科。抑郁症是个人和社会重要性日益增长的学科，它是一个理想的话题，因为它涉及如此广泛的问题。我们的工作将强调神经生物学方法，学科范围从分子到临床。一个三小时的研讨会。

　　46.神经免疫学：正常脑功能和神经病理学中的免疫分子

　　在本课程中，我们将从当前前沿研究论文的角度探索大脑与免疫系统之间的多样化和复杂的相互作用。特别是，我们将关注这些相互作用的分子机制及其在大脑发育和功能中的作用，以及它们对特定神经系统疾病（包括孤独症）的潜在贡献。在此过程中，学生将学习如何阅读，批判性地评估和解释主要文献中的文章内容。

　　47.神经科学：从分子到系统再到行为

　　结合理论和计算/定量方法的演讲形式的现代神经科学调查。学科包括细胞神经生理学，神经解剖学，神经回路和动力学，神经发育和可塑性，感觉系统，遗传模型系统和分子神经科学。这是所有神经科学博士所需的双学分核心课程的一半。学生们。本实验课程是对NEU 1A的补充，从实验和计算/定量方法的角度向学生介绍现代神经科学中使用的各种技术和概念。学科将包括突触传递，荧光和病毒示踪剂，脑切片中的膜片钳记录，控制神经活动的光遗传学方法和计算建模方法。实验室讲座为学生提供了解实验室科学内容所必需的背景知识，但重点是实验室本身。所有NEU博士生需要双学分核心课程的下半部分。

　　49.行为的神经遗传学

　　看似简单的生物如何产生复杂的行为？课程将探讨我们目前对动物行为的遗传和神经基础的理解，重点是适合遗传操作的尖端研究和模型系统。每周学生将讨论一种新的行为，重点关注潜在的机制； 学生还将主持初级文学的讨论。本课程的目标是提供所需的背景知识和批判性思维技能，以超越已发表的文献，提出原始实验。这项工作最终将成为每位学生的最终论文。

　　51.计算神经科学与计算网络

　　该课程神经细胞和突触的生物物理学介绍，神经网络的数学描述，以及神经元如何表示信息。课程将调查神经科学的计算建模和数据分析方法，并将从5和计算的角度来平行一些学科。学科将包括视觉信息，空间导航，短期记忆和决策的表示。两个90分钟的讲座，一个实验室。与MOL共同的讲座4.研究生将开展并撰写一个深入的学期课程。先修课程：线性代数的基础知识。

　　52.负责任的研究行为（半学期）

　　审查负责任的科学研究问题，包括科学不端行为的定义，指导，作者身份，同行评审，拨款实践，人类和动物作为主体的使用，数据的所有权和利益冲突。课程将主要包括对案件的讨论。要求心理学系的所有一年级和二年级研究生。向其他研究生开放。

　　53.磁共振成像

　　该课程介绍一些常见的成像技术及其应用。实验室提供了练习脉冲序列设计和图像重建的机会。

　　九、地球科学

　　1.简介

　　我们对动态力量和微妙平衡的探索推动了现代地球科学的智力兴奋，这些动力和微妙的平衡塑造了我们的星球，并使其在大部分历史中都有利于生命。整个地球特征的过程多样性要求地球科学成为一个与数学，物理，化学，生物学和计算机科学直接联系的极其跨学科的领域。该研究生课程涵盖了丰富多样的科学专业知识和倡议，从全球气候变化的测量和建模到高压矿物物理学，从地幔的地震层析成像到地球和海洋的生物地球化学和同位素地球化学。

　　2.气候：过去，现在和未来

　　哪些人类活动正在改变我们的气候，气候变化是一个重大问题？我们将通过介绍气候过程和从遥远的过去到今天的气候探索来调查这些问题。我们还将考虑气候变化对全球环境和人类的影响。旨在让不专注于科学或工程学的学生可以使用。每周两次90分钟的讲座。

　　3.自然灾害

　　介绍自然（和一些社会引发的）危害以及公众理解与之相关问题的重要性。重点是危害背后的地质过程，并对相关政策问题进行了一些讨论。主要议题：地震，火山，山体滑坡，海啸，飓风，洪水，陨石撞击，全球变暖。主要针对非科学专业。三个讲座，三小时的实验室教学。

　　4.海洋，大气和气候

　　海洋和大气控制着地球的气候，反过来气候和大气的变化也会影响海洋。我们探讨了地球大气温度的设定以及海洋与大气环流之间的联系，包括热量和碳的交换。然后，我们研究这些循环如何控制海洋生态系统和海洋中化学物质的循环。课程的最后部分侧重于人类影响，包括沿海环境的变化和大气二氧化碳增加导致的酸化。一个三小时的实验室补充讲座。

　　5.固体地球科学基础

　　定量介绍Solid Earth系统科学，重点关注潜在的物理和化学过程及其地质和地球物理表达。通过本课程，我们从基本成分开始研究地球，并继续其吸积，分化和演化，并讨论这些过程如何在地球表面创造和维持可居住的条件。学科包括核合成，行星热力学，板块构造，地震学，地磁学，岩石学，沉积学和全球碳循环。包括两次实地考察。

　　6.太阳系导览

　　检查我们太阳系的主要物体，强调它们的表面特征，内部结构和大气。学科包括太阳系的起源，行星的可居住性以及影响在行星演化中的作用。将研究陆地和巨行星以及卫星，彗星和小行星。最近发现了来自行星任务的发现。本课程主要针对非科学专业。三个讲座，这门课程通常在秋季讲授。

　　7.生命在宇宙中

　　该课程向学生介绍天体生物学，这是一个新的领域，科学家在生物学，化学，天体物理学和地球科学方面接受过培训，结合他们的技能解开生命的起源并寻找外星生命。学科包括：生命的天体物理学先决条件，RNA世界，新陈代谢和光合作用的演变，极端环境中的微生物，以及在我们的太阳系和附近太阳系中寻找生命。两个90分钟的讲座。将需要在秋季休假期间参加中期考试。先修课程：一个地球科学，化学，生物学或天文学课程或教师的许可。

　　9.地质野外方法夏季课程

　　介绍现代地质现场方法，从住宅营地研究当地和地区问题。其中一个选择是休斯顿大学，黄石大角羊研究协会的五周课程，总部设在蒙大拿州的Red Lodge，由休斯敦大学管理。或者，学生在获得地球科学系本科工作委员会的批准后，可以参加其他院校提供的实地课程。通过地球科学部门提供经济援助。

　　10.全球空气污染

　　从地方到全球尺度的空气污染物转化，运输，来源和汇集所涉及的化学和物理过程。学科包括光化学烟雾，颗粒物，温室气体和平流层臭氧消耗。学生们将有独特的机会分析从NSF湾流-V研究飞机实时获得的化学和物理数据，因为它探测从北极到南极的纬度范围内从地球表面到平流层下层的大气。将研究各种各样的环境，从非常干净，偏远的地区到城市特大城市。

　　11.环境化学

　　从化学角度看环境的本质。学科包括能源和燃料，温室效应，臭氧，空气污染，食品生产，农药，金属污染，致癌物质和抗氧化剂。三个讲座，一个班级。

　　12.地球的气氛

　　本课程讨论地球气候的基本方面，重点关注使地球“适宜居住”的基本大气过程，以及它们如何应对来自天然（如火山）和人为（如二氧化碳和臭氧的排放）的强迫，消耗气体）过程。

　　13.地球历史

　　海洋和大气的化学循环及其与地球生物群的相互作用。学科包括：海洋盐的起源； 大气和海洋中的主要和生物活性气体； 营养素和海洋生育力； 全球碳循环； 大气的反应性化学。三个讲座。

　　14.环境化学：自然系统的化学

　　该课程涵盖包括元素来源在内的学科； 形成地球； 大气和海洋的演变； 原子理论与化学键合； 晶体中的晶体化学和离子取代； 水和生物系统中的反应平衡和动力学； 高温熔化和结晶过程的化学反应； 和大气，土壤，海洋和河流环境的化学。还将讨论污染物的生物地球化学及其对环境的影响。两个90分钟的讲座。先修课程：大学化学一学期或教师许可。

　　15.进化与灾难

　　本课程根据化石记录揭示的地球历史重大事件的广泛调查，向学生介绍生命和大规模物种灭绝的演变。古生物学的概念和技术适用于所有方面，包括海洋的殖民化，土地入侵，大规模灭绝和进化辐射。评估了重大灾难在生命历史中的作用，包括陨石撞击，火山活动，气候变化和海洋缺氧。一个三小时的讲座。

　　16.气候变化：影响，适应，政策

　　本课程探讨人为气候变化的潜在后果及其对政策反应的影响，重点关注对人类，社会和生态系统的风险。举一个例子：我们研究海平面上升对沿海城市的风险，以及为实现适应而课程和实施的措施。此外，我们还探讨减少温室气体排放的地方，国家和国际政策举措。该课程假设学生具有人为气候变化原因和气候系统物理科学的基本背景。两个90分钟的讲座。

　　17.沉积学

　　该课程是处理形成地球表面的物理和化学过程，例如太阳辐射，即固体地球的变形，以及在重力影响下的水流（蒸汽，液体和固体）。特别是，研究了响应这些过程的沉积物的产生，运输和保存，以便更好地阅读地质记录中的地球历史故事，并更好地理解现代和古代环境变化所涉及的过程。先决条件：或等同物。两个讲座，两个实验室。

　　`18.全球地球物理学

　　介绍全球地球物理学的基本原理。在黑板上讲授，由四部分组成，这些材料构成了最终的连贯图像（我们如何知道）固体地球的结构和演化：重力，磁力，地震学和地球动力学。重点是物理原理，包括控制方程的数学推导和解决方案。两个90分钟的讲座。

　　19.岩石

　　本课程介绍了控制地球不同岩石和矿物分布的过程。学生学习从微观尺度到大陆尺度进行观察，并将这些观察与理论和经验热力学联系起来。目标是了解岩石和矿物形成的化学，结构和热影响，以及这又如何影响我们星球的板块构造演化。本课程有两个讲座，一个实验室和一个必需的Spring Break实地考察。

　　20.结构地质学

　　构成地壳的变形岩石的性质和起源被认为是从原子到大陆的尺度。北美的构造与区域地质。两个讲座，一个实验室和一个必需的秋季实地考察。

　　21.行星系统：它们的多样性和演变

　　该课程从基本的物理和化学过程以及这种多样性对我们自己的行星系统的起源和演化所暗示的内容来考察最近发现的行星系统的多样性。学科包括：行星和卫星的形成和动力学，行星迁移，行星内部的演化，表面和大气，水和有机物的出现，以及行星和行星系统的可居住性。最近发现了行星任务和太阳系外行星观测资料。两个90分钟的讲座。

　　22.环境流体力学

　　本课程首先介绍用于描述流体及其行为的守恒原理和相关概念。首先解决大规模保护问题，重点关注其在环境介质中对污染物运输问题的应用。然后介绍动量守恒，包括浮力和地球自转的影响。然后将热传递的基本原理与热力学第一定律相结合，以理解热量和动量传递之间的耦合。然后，我们继续应用这些定律来研究各种环境系统中的空气和水流，重点是大气边界层。

　　23.环境微生物学

　　微生物生物地球化学与微生物生态学研究。从微生物代谢的物理/化学特性和限制开始，我们将研究细菌在元素循环，土壤，沉积物，海洋和淡水群落中的作用，生物修复和化学转化。先修课程：一门0级化学或生物学课程，或教师许可。两个90分钟的课程，这个课程通常在春季提供。

　　24.环境水性地球化学

　　定量化学原理在天然水研究中的应用。包括平衡计算，风化和成岩过程，化学沉积物的沉淀和天然水的污染。两个讲座。先修课程：大学化学一年。建议先前或同时注册。

　　25.地球内部物理与化学

　　地球是一个物理系统，其过去和现在的状态可以在物理和化学的框架内进行研究。学科包括当前的地球物理概念和地球物质的物理和化学； 地球的起源和演变； 和内部动态过程的本质。一个重点是将宏观尺度上的地质过程与矿物和岩石的基本材料特性联系起来。三个讲座。先修课程：大学一年级化学或物理（最好是两年）和微积分。

　　26.地球科学专题

　　这些课程涵盖现代地球科学的一个或多个高级学科。只有在有机会提供既定课程中未包含的材料时，才会提供这些材料； 申请者每年都不同。三个班或三个小时的研讨会。

　　27.自然科学中的数据，模型和不确定性

　　本课程适用于希望将观察结果转化为模型并随后评估其独特性和不确定性的学生。在黑板上讲授的三个主要学科是基本统计（推理），启发式时间序列（傅里叶）分析和通过矩阵逆方法的模型参数估计。两个90分钟的讲座/课程。

　　28.介绍性地震学

　　地震学和地震波传播的基础。介绍声学和弹性波传播概念，观测方法和推论，可以从关于地球深部行星结构的地震数据中得出，以及关于地壳中石油和天然气沉积物的发生。两个90分钟的课程。

　　29.海洋气候物理概论

　　研究海洋是对大气和世界环境的主要影响。海洋环流和海洋性质。科里奥利主导的运动方程，温跃层，风驱动和温盐驱动的循环，以及海洋示踪剂。三个讲座。先决条件：同等学历。

　　30.生物海洋学

　　生物海洋学的基础知识，重点是生态系统层面。该课程将在化学和物理环境中检查生物； 影响海洋生物的海水和大气特性； 初级生产和海洋食物网； 以及碳和其他元素的全球循环。学生将阅读海洋学的当前和经典文献。先修课程：大学水平的化学，生物学和物理学。两个90分钟的课程。

　　31.计算地球物理学

　　介绍计算地球物理学中使用的弱数值方法。有限元和频谱元素，字段表示，正交，汇编，局部与全局网格，域分解，时间推进和稳定性，并行实现和消息传递，以及负载平衡。使用数据同化技术和相关的“伴随”方法进行参数估计和“成像”。实验室提供了对复杂曲面和体积进行网格划分的经验，以及解决与地球物理相关的偏微分方程。先决条件：偏微分方程和基本编程技巧。两个90分钟的讲座。

　　32.地球动力学

　　建立和解决与固体地球科学相关的边界值问题的高级介绍。学科包括热流，流体流动，弹性和板弯曲，以及岩石流变学，应用于地幔对流，岩浆运移，岩石圈变形，结构地质和断层力学。两个90分钟的讲座。

　　33.量化地质时间

　　放射性同位素地球化学的理论和方法，重点是地质年代学，应用于地球科学的学科，包括地球和太阳系的形成和分化，造山带的热和时间演变，以及重要的地球化学，生物的速率和时间和地球历史上的气候事件。两个90分钟的讲座。

　　34.土壤环境化学

　　该课程重点研究土壤水相，固相和气相的无机和有机成分，以及控制不同成分之间反应的基本化学原理和过程。土壤化学过程在主要和微量元素循环中的作用以及不同土壤污染物的生物地球化学转化将在本课程的后面部分讨论。先修课程：GEO3CHM3ENV3或任何其他基础化学课程。两个90分钟的讲座。

　　35.水污染技术简介

　　介绍自然系统水质管理和污染控制的科学和工程； 天然水域生物和化学转化的基本原理； 确定污染源； 水和废水处理方法； 水质模型的基本原理。两个90分钟的讲座和实地考察。仅限于青少年和老年人。先决条件：学生应具备一定的化学背景和对水污染问题的兴趣。

　　36.矿物的物理和化学

　　与矿物和材料研究相关的固态物理和无机化学概念。重点是应用于行星内部的研究。学科包括晶体化学； 晶体结构和相变； 状态，动态和静态压缩方程； 弹性； 运输特性； 晶格动力学； 晶格缺陷； 和固态扩散和蠕变。

　　37.地球科学基础

　　该课程对地球科学基础论文的调查。学科包括地球的起源和内部，板块构造，地球动力学，地球上的生命历史，地球的组成，海洋和大气，过去的气候。两个核心研究生课程中的第一个。

　　38.地球科学基础II

　　该课程对地球科学基础论文的调查。学科包括当前和未来的气候，海洋中的生物地球化学过程，地球化学循环，造山带，热年代学，岩石破裂和地震活动。这是两个核心研究生课程中的第二个。

　　39.矿物学和矿物物理专题

　　选定的学科与矿物和熔体的结构，性质和稳定性有关。学科包括地幔矿物学，同步辐射在地球物质研究中的应用，高压和高温矿物的物理和化学，以及矿物物理学的先进概念。

　　40.稳定的同位素地球化学与环境焦点

　　研究使用稳定同位素测量来研究当今和地球历史上重要的生物地球化学，环境和地质过程。术语介绍，基本原理，测量技术，常用的分析数据分析和计算方法，然后回顾碳，氧，氮和其他元素的同位素系统的典型应用。讲师讲座，问题集，数字建模作业，学生演讲以及基于科学文献读物的最终学生论文。

　　41.逆方法：理论与应用

　　课程从理论和应用的角度处理逆问题。学生学习开发必要的理论来提出，解释和解决逆问题，重点关注学科，包括误差表征，线性和非线性方法，近似，卡尔曼滤波器，先验约束的使用和观察系统设计。用当前关于地球碳循环的文献中的例子来说明概念。

　　42地质微生物

　　该课程低温地球化学与微生物学的关系。新开发的分子生物学技术和同位素地球化学方法的应用以及这些方法如何用于确定微生物的生理状态。每个学生都应该参加研讨会。来自其他部门的访问学者和教师可能偶尔会为研讨会做客座讲座。

　　43.自然界面的地球化学反应

　　该课程涵盖与自然相关的固，水，空气，水，液，水和生物，水的界面反应的化学反应。讨论了天然界面的分子结构和性质，界面处的水化学和热力学的应用，以及最近开发的原位光谱和微观方法来研究这些系统。特别强调界面化学在环境化学中的应用。

　　44.大气辐射传输

　　陆地大气的结构和组成。电磁辐射，大气气体的吸收和发射，粒子的光学消光，大气物种在地球辐射能量平衡中的作用，由于自然和人为原因引起的气候扰动以及气候系统的卫星观测的基本方面也是研究。

　　45.全球碳循环的地质约束

　　地球系统和气候敏感性将温室气体浓度和其他辐射力的变化与地球过去和未来的温度变化联系起来。由古温度和古二氧化碳代谢提供的新生代记录可以约束这些参数，从而也可以限制行星对人类引起的温室气体浓度变化的预测响应。本课程将探讨气候和地球系统敏感性的概念，新生代古温度和古二氧化碳代谢的方法和记录，以及从这些代理推断敏感性的统计挑战。

　　46.地球历史中的生物地球化学循环

　　检查地球组织中生物重要元素（碳，硝化，磷等）周期变化的证据。学科将包括生物地球化学循环的发展和演变，它们对地质和化石记录的重要性，以及上一个冰河时代的生物地球化学变化。根据科学文献和/或正在进行的研究的读数，教师和学生的演讲概述。

　　47.古气候学

　　本课程将提供地球气候历史的研究生水平介绍。学科包括对地球气候的控制，气候重建中使用的沉积特性的调查，以及气候重建的主要变化的讨论，以及从前寒武纪到现在的气候变化的讨论。适用于对地球当前环境及其随时间变化感兴趣的地球科学和大气和海洋科学课程的学生。

　　48.岩石断裂

　　研究了断裂力学在各种地质过程中的应用，包括连接，堤防扩展，断层增长和地震破裂。学科包括裂缝在地壳变形中的作用，弹性介质中裂缝的解决方案，工程断裂力学，数值方法以及对自然实例的野外和大地测量研究的应用。

　　49.动态气象学的当前学科

　　介绍当前对大规模大气流动力学感兴趣的学科。可能的学科包括波浪平均流相互作用和非加速定理，临界水平，准地转不稳定性，地形和热强迫静止波，平流层突然变暖的理论和赤道平流层的准两年振荡，以及准地转湍流。

　　50.全球地震学

　　利用地震数据确定大尺度，三维地球结构和震源参数。源的张量张量表示，自由振荡，表面波色散和地震层析成像。

　　51.地球动力学研讨会

　　目前对地球动力学和相关学科感兴趣的专题

　　52.理论地球物理学

　　连续介质力学原理的地球物理应用； 保护法和构成关系和张量分析； 研究了声波，弹性和重力波的传播。

　　53.地震学研讨会

　　当前地震学研究兴趣问题的探讨与研究。

　　54.地球历史专题

　　该课程研讨会审查了地球上全球变化的历史。学科包括古地理，海平面和气候之间的关系，地球古磁场的特征和几何，地球自旋矢量的演化，全球海平面变化的解释，沉积记录中周期性和随机强迫的反褶积，以及影响全球变化和生活进化的大规模事件和进程。

　　55.地球的气氛

　　地球的可居住性取决于各种气体甚至岩石的不断循环，主要是大气，海洋，“固体”地球和生物圈之间。影响这种循环的大气和海洋环流涉及诸如天气，飓风，急流，海啸，墨西哥湾流，沙漠，丛林，厄尔尼诺和拉尼娜等现象。该课程讨论全球变暖将如何影响这些现象。

　　56.高级水化学

　　该课程本课程重点介绍天然系统水化学中的选定学科，包括：水溶液中无机和有机物质的化学，水合，水解，金属，配体配合物的配位化学，淡水和盐水中的化学平衡； 矿物溶解和改变，二次相的重结晶和演化，溶解动力学； 矿物的成核和沉淀，矿物沉淀的生物控制，沉淀动力学； 水生系统中的电子转移，氧化还原平衡和动力学； 水，固/空气界面的化学。

　　57.沉积学

　　该课程是处理塑造地球表面的物理和化学过程，例如太阳辐射，固体地球的变形，以及在重力影响下的水流（蒸汽，液体和固体）。特别是，研究了响应这些过程的沉积物的产生，运输和保存，以便更好地阅读地质记录中的地球历史故事，并更好地理解现代和古代环境变化所涉及的过程。与并行讲授。

　　58.地球气候：现在，过去和未来

　　检查地球气候系统的各个组成部分。重点放在辐射过程，气候反馈和敏感性的作用，以及能源和水平衡的性质。研究了主要对流层环流系统的动力学和物理解释，包括在中低纬度地区观测到的静止和瞬态现象。还审查了局部利益现象，如厄尔尼诺现象，季节性气候异常，以及自然和人为气候变化。

　　59.化学海洋学

　　过去和现在，海洋的化学成分以及管理这种成分的物理和化学过程的性质。主要和次要海洋成分的周期，包括与生物圈的相互作用，以及海洋，大气和海洋，沉积物界面。