Biophysics
Module PH0020
Module version of SS 2023 (current)
There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.
Whether the module’s courses are offered during a specific semester is listed in the section Courses, Learning and Teaching Methods and Literature below.
available module versions | |||||||
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SS 2023 | SS 2022 | SS 2021 | SS 2020 | SS 2019 | SS 2018 | SS 2017 | SS 2011 |
Basic Information
PH0020 is a semester module in German language at which is offered in summer semester.
If not stated otherwise for export to a non-physics program the student workload is given in the following table.
Total workload | Contact hours | Credits (ECTS) |
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240 h | 90 h | 8 CP |
Responsible coordinator of the module PH0020 is Matthias Rief.
Content, Learning Outcome and Preconditions
Content
This module gives an overview of the theoretical and experimental concepts of Biophysics.
The following topics will be introduced:
Bricks of life
- Sugar
- DNA
- Proteins
- experimental methods for structure determination
Enzymkinetics
- Michaelis Menten
- Allosterische Kontrolle
Pattern Formation Processes in Nature
- Reaction Diffusions Processes
- Embryogenesis
Neurobiophysics
- Selfassembly of Membranes
- Nernst-Potential, Goldman Katz, Huxly-Hodgkin-Equation
Photobiophysics
- Photosynthetic Processes
- Fluoreszenz- und Energietransferprocesses
Aspekte der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik
- Onsager-Relation
- Entropieproduction
Molecular Forces
- Poisson-Boltzmann-Equation
- Solvation Forces
- Simulation Methods
- Monte-Carlo-Methods
- Molecular Dynamics Simulations
- Proteinfolding
Learning Outcome
After successful participation in this module the student is able to:
- describe the bricks of life and to identify the chemical relation between them
- to describe quantitatively enzymatic processes
- identify and quantitatively describe pattern formation processes and to comprehend the underlying physcial mechanisms
- to describe membran potential and nerve action potential and to describe the underlying physical priniciples
- to undertand and expalin photophysical process
- to understand and explain out of equilibirum thermodynamics concepts
- to describe and explain molecular forces in aqueous environment
- to understand the most prominent simulation and modelation methods
- develop a scientific theme with guidance, create a presentation and
give a talk as well as judge presentation techniques and apply them.
Preconditions
Courses, Learning and Teaching Methods and Literature
Courses and Schedule
Type | SWS | Title | Lecturer(s) | Dates | Links |
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VO | 4 | Biophysics | Rief, M. Zacharias, M. |
Tue, 10:00–11:30, PH HS3 Tue, 12:30–14:00, PH HS3 Thu, 10:00–12:00, PH HS3 Thu, 14:00–16:00, PH HS3 |
eLearning |
UE | 2 | Exercise to Biophysics |
Responsible/Coordination: Rief, M. |
dates in groups |
eLearning |
Learning and Teaching Methods
Bei diesem Modul handelt es sich um eines der Spezialisierungsmodule des sechsten Fachsemesters. Die zugehörigen Lehrveranstaltungen werden in der Regel "kompakt" angeboten. Das heißt, dass die für die Lehrveranstaltungen angesetzten Semesterwochenstunden (4V 2Ü) in den Wochen der ersten Semesterhälfte in komprimierter Form (8V 4Ü) dargeboten werden. Die restliche Vorlesungszeit verbleibt somit für die arbeitsintensive Endphase der Bachelor-Arbeit.
In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lehrinhalte im Vortrag präsentiert und durch anschauliche Beispiele sowie durch Diskussion mit den Studierenden vermittelt. Dabei werden die Studierenden auch zur eigenständigen inhaltlichen Auseinandersetzung mit den behandelten Themen sowie zum Studium der zugehörigen Literatur motiviert. Stetige Querverweise auf die bereits früher vermittelten Grundlagen lassen die universellen Konzepte der Physik mehr und mehr erkennbar werden.
In den Übungen lernen die Studierenden in Kleingruppen nicht nur den Lösungsweg nachzuvollziehen, sondern Aufgaben auch selbstständig zu lösen. Hierzu werden Aufgabenblätter angeboten, die die Studierenden zur selbstständigen Kontrolle sowie zur Vertiefung der gelernten Methoden und Konzepte bearbeiten sollen. In den Übungen werden die unter der Woche gerechneten Aufgaben von den Studierenden und einer/m wissenschaftlichen Mitarbeiter(in) an der Tafel vorgerechnet und besprochen. Die Übung bietet auch die Gelegenheit zur Diskussion und weitergehende Erläuterungen zum Vorlesungsstoff und bereitet konkret auf die Prüfungen vor.
Die verschiedenen Lernformate sind eng verzahnt und befinden sich im ständigen Austausch.
Media
Lecture with Seminar
Literature
- Alberts et al. : Molecular Biology of the Cell
- Nelson: Biological Physics
- Lodish et al: Molecular Cell Biology
- Stryer: Biochemistry
- Jones: Soft Condensed Matter
- Israelachvili: Intermolecular & Surface Forces
- Hiemenz: Principles of colloid and surface chemistry
- Sackmann and Merkel: Lehrbuch der Biophysik
Module Exam
Description of exams and course work
There will be an oral exam of 40 minutes duration. Therein the achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using comprehension questions and sample calculations.
For example an assignment in the exam might be:
- What are typical diffusion times in prokaryontic cells?
- Describe quantenmechanical simulation techniques and discuss the limitations.
- What are typical interaction energies in electrolyte solutions between proteins?
- What are the structural elements of proteins?
Exam Repetition
The exam may be repeated at the end of the semester.
Current exam dates
Currently TUMonline lists the following exam dates. In addition to the general information above please refer to the current information given during the course.
Title | |||
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Time | Location | Info | Registration |
Exam to Biophysics (1A) | |||
Thu, 2023-06-15 till 23:55 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden ca. in der 2. Juni-Hälfte stattfinden. | till 2023-05-31 | |
Tue, 2023-06-20 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden ca. in der 2. Juni-Hälfte stattfinden. | till 2023-05-31 | |
Fri, 2023-06-23 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden ca. in der 2. Juni-Hälfte stattfinden. | till 2023-05-31 | |
Exam to Biophysics (1B) | |||
Tue, 2023-07-11 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden ca. in der 2. Juli-Hälfte stattfinden. Weitere Infos: https://www.ph.tum.de/academics/latest/kompakt/ | till 2023-05-31 | |
Sat, 2023-07-15 till 23:55 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden ca. in der 2. Juli-Hälfte stattfinden. Weitere Infos: https://www.ph.tum.de/academics/latest/kompakt/ | till 2023-05-31 | |
Exam to Biophysics | |||
Fri, 2023-02-10 till 23:55 | Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden in der vorlesungsfreien Zeit (Februar-April) stattfinden. | till 2023-01-15 |