Biophysik
Biophysics

Modul PH0020 [Bio Expert]

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH0020 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Pflichtmodule im Bachelorstudiengang Physik (6. Fachsemester, Vertiefung BIO)

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
300 h 90 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH0020 ist Andreas Bausch.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

In diesem Modul werden die grundlegenden Konzepte der theoretischen und experimentellen Biophysik gemeinsam eingeführt. 

Folgende  Themen werden dabei 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

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

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage

  1. Grundbausteine der Natur zu beschreiben und deren Beziehung zueinander aufzuzeigen
  2. Enzymatische Prozesse quantitative zu verstehen
  3. Struktur- und Musterprozesse zu erkennen, quantitative beschreiben und aus grundlegenden Mechanismen abzuleiten
  4. Membranpotentiale und Nervenpulse quantitative zu beschreiben
  5. Phytophysikalische Prozesse nachzuvollziehen und zu erklären
  6. Aspekte der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik zu bennen und zu erklären
  7. Molekulare Wechselwirkungen quantitativ zu beschreiben, zu identifizieren und aus physikalischen Grundprinzipien abzuleiten
  8. eine Breite Palette von Simulations- und Modellierungsmethoden zu beschreiben, die Limitierungen und Möglichkeiten zu beschreiben.
  9. sich unter Anleitung ein wissenschaftliches Thema zu erarbeiten, eine
    Präsentation darüber zu erstellen und einen Vortrag zu halten sowie
    Präsentationstechniken zu bewerten und gezielt einzusetzen.

 

Voraussetzungen

keine Angabe

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 6 Biophysik Bausch, A. Zacharias, M. Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

zuhören, arbeiten, lesen und lernen

Medienformen

Vorlesung mit Seminar

Literatur

  • 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

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Das Erreichen der Lernergebnisse wird anhand einer mündlichen Prüfung bewertet. Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen.
.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Biophysik (Block 2B)
Fr, 10.2.2017 Dummy-Termin. Die individuellen Termine werden nach Abschluss der Anmeldung durch das Dekanat festgelegt und werden in der vorlesungsfreien Zeit (Februar / März) stattfinden. bis 15.1.2017

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.