WiSe 2013/2014: Biophysik II

Lecture series

Kursbeschreibung

Die Vorlesung ist die Fortsetzung der Einführung in die Biophysik aus dem Bachelor-Studium. In dieser Vorlesung haben wir über grundsätzliche Phänomene und Theorien in der Physik/Chemie gesprochen, die für das quantitative Verständnis biologischer Systeme notwendig sind: Thermodynamik, die Begriffe Energie und Entropie, Statistik, Verteilungen und Diffusion, Hydrodynamik bei kleinen Reynoldszahlen, Mikrofluidik, Polymerphysik, chemische Reaktionskinetik. Weiterhin haben wir uns mit relevanten, modernen experimentellen Techniken beschäftigt: Lichtmikroskopie, optischen Manipulationstechniken, Elektrononmikroskopie, Rastermikroskopien, Röntgentechniken und deren Grenzen, sowie ein bisschen Molkularbiologie. Daneben haben wir die wichtigsten biologischen Makromoleküle kennengelernt und haben einige Beispiele funktionaler biologischer Maschinerien näher studiert: Motorproteine, Zytoskelettpolymere und -netzwerke.

In dieser  Vorlesung werden wir wieder auf verschiedenen Grössenskalen arbeiten, von Molekülen bis zu Zellverbänden. Ein roter Faden der Vorlesung wird sein, wie basale physikalische Mechanismen auf der molekularen Skala durch die Komplexität der Zusammensetzung der Systeme und der Wechselwirkungen zu den extrem vielfältigen und komplexen Funktionen biologischer Organismen führen. Ein relativ großes Gewicht wird auf Neurobiophysik liegen.

Hauptthemen

Genetische Mechanismen, Proteindynamik und numerische Molekulardynamik, DiffusionsReaktionssyteme und Musterbildung, Zellmembranen, deren Dynamik und darin eingebettete Proteine, erregbare Zellen und deren Kopplung, die zu Erregungsmustern führt (Beispiel Herz), und Grundlagen der Neurobiophysik (von Techniken wie patch clamp bis zu neuronalen Netzwerken).

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