Modulinhalte Biophysik [PH0020] (vorläufiger Entwurf)

Der Studienplan der Vertiefungsrichtung Biophysik (BIO) des Bachelorstudiengangs Physik sieht im fünften Semester die einführenden Module zur Physik der kondensierten Materie [PH0019] und zur Kern-, Teilchen- und Astrophysik [PH0016] vor. In der ersten Hälfte des sechsten Semester folgt das kompakte Expert-Modul [PH0020] Biophysik (8 SWS Vorlesung, 4 SWS Übung). Im Folgenden ist ein vorläufiger Entwurf der Modulinhalte skizziert.

Biophysik befasst sich mit der Physik der belebten Materie. In diesem Expert-Kurs sollen die wichtigen Grundlagen und Konzepte der modernen experimentellen und theoretischen Biophysik erarbeitet werden.

Experimentelle Biophysik

Mit einem Umfang von 6 SWS werden in Vorlesungen die folgenden Themen aus der experimentellen Biophysik behandelt.

Bausteine von lebenden Systemen

• Zucker
• DNA
• Proteine
• Strukturbestimmung von komplexen Molekülen

Enzymkinetik

• Michaelis Menten
• Allosterische Kontrolle

Struktur- und Musterbildung in der Natur

• Reaktions Diffusions Prozesse
• Embryonalentwicklung

Neurobiophysik

• Physik der Membranen/Selbstorganisation
• Nernst-Potential, Goldman Katz, Huxly-Hodgkin-Gleichung

Bioenergetik – Photobiophysik

• Photosynthetische Primärprozesse
• Fluoreszenz- und Energietransferprozesse

Theoretische Biophysik

Mit einem Umfang von 2 SWS werden in Vorlesungen die folgenden Themen aus der theoretischen Biophysik behandelt.

Aspekte der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik

• Onsager-Relation
• Entropieproduktion

Molekulare Wechselwirkungen

• Poisson-Boltzmann-Gleichung
• Solvens-vermittelte Wechselwirkungen

Simulations- und Modellierungsmethoden

• Monte-Carlo-Methoden
• Moleküldynamik-Methoden
• Modelle der Proteinfaltung