Abteilung Biophysik / Nussberger Lab

Biophysikalische Grundlagen der Zellphysiologie

Diese Vorlesung ist für Studierende im Bachelorstudiengang Technische Biologie sowie für Studierende des Masterstudiengangs Medizintechnik konzipiert. Sie ist Teil des zweisemestrigen Pflichtmoduls "Biophysik" für Studierende im Studiengang Technische Biologie, bestehend aus den Teilmodulen Experimentalphysik und Biophysikalische Grundlagen der Zelle. Thematische Schwerpunkte liegen auf den physikalischen Grundlagen zur Visualisierung der Feinstruktur von Zellen, Methoden der Isolierung von Zellbestandteilen sowie den Mechanismen der diffusionsvermittelten und elektrischen Kommunikation durch Botenstoffe oder Nervenleitung.

Allgemeine Informationen

Dozent

Prof. Dr. Stephan Nussberger

Semester

Sommer

Umfang

12 ETCS

Sprache

Deutsch

Termine
  • Vorlesung und Übung: Montags 11:30 - 12:15 h / V55.21
  • Vorlesung und Übung: Mittwochs 8:00 - 9:30 h / V57.01
  • Aufgrund der aktuellen Entwicklungen zur Ausbreitung des Corona-Virus COVID-19 ist derzeit nicht vorhersehbar, in welcher Weise der universitäre Lehrbetrieb in nächster Zeit beeinträchtigt werden wird.
  • Derzeit werden alle Vorlesungen und Übungen ab dem 20.04.2020 durch Veranstaltungsaufzeichnungen, die in ILIAS zum Download hinterlegt werden, ersetzt.
  • Sollten die Vorlesungen (Mittwochs 8:00 h, Hörsaal PWR 57 - V 57.01) und Übungen (Montags 11:30 h, Hörsaal PWR 55 V55.21) wieder im Rahmen einer Präsenzveranstaltung stattfinden können, so werden die aktuellen Vorlesungs- und Übungstermine in C@MPUS hinterlegt.

Themenschwerpunkte der Vorlesung

  • Thema 1: Einführung in die biologische Physik
    • Größenordnungen
    • Ausbreitung von Epidemien auf der Basis des SIR-Modells
  • Thema 2: Methoden zur Visualisierung der Feinstruktur von Zellen
    • Grundlagen der Wellenoptik (Kohärenz, Interferenz, Beugung, Abbe'sche Abbildungstheorie, Airy Scheibchen)
    • Wichtige Kontrastverfahren in der Lichtmikroskopie (Hellfeldmikroskopie, Dunkelfeldmikroskopie, Phasenkontraastmikroskopie, DIC-Mikroskopie, Hoffmankontrastverfahren)
    • Wichtige Anwendungen und Beispiele (optische EIgenschaften des Auges, Lupe, Lichtmikroskop, Elektronenmikroskop
  • Thema 3: Methoden der Isolierung von Zellbestandteilen
  • Thema 4: Molekulare Wechselwirkungen
  • Thema 5: Mechanismen der zellulären Informationsübertragung
    • Diffusionsvermittelte Kommunikation durch Botenstoffe
    • Elektrische Kommunikation und Nervenleitung
Informationen
  • Eine aktuelle Übersicht mit Vorlesungs- und Übungsterminen ist in C@MPUS hinterlegt
  • Die Übungen finden als Vortragsübungen statt.
  • Alle Unterlagen zur Vorlesung und Übung stehen im ILIAS-Kurs zum Download bereit.
Literatur
  • Nelson Biological Physics: Energy, Information, Life  (Freeman, 2004)
  • Adam, Läuger & Stark Physikalische Chemie und Biophysik (Springer, 2002)
  • Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts & Walter Molecular Biology of the Cell (Garland Science)
  • Voet & Voet Biochemistry (Wiley, 2004)
  • Tipler & Mosca Physik (Spektrum, 2004)

 

  • Die Inhalte der Vorlesung und Übung "Biophysikalische Grundlagen der Zellphysiologie" werden in einer Klausur schriftlich geprüft.
  • Der Termin der Prüfung ist in C@MPUS hinterlegt.
  • Die Dauer der Prüfung beträgt 1,5 Stunden.
  • Außer einem Taschenrechner und einem DIN A4 Blatt mit Formeln sind keine weiteren Hilfsmittel gestattet.
  • Die Gesamtnote für das Bachelormodul Biophysik im Studiengang Technische Biologie ergibt sich zu gleichen Teilen aus den Ergebnissen der Teilprüfungen zu "Experimentalphysik" (Dr. Gompf) und  "Biophysikalische Grundlagen der Zellphysiologie" (Prof. Nussberger).

Kontakt

 

Abteilung Biophysik, Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme, Universität Stuttgart

Pfaffenwaldring 57 , D-70569 Stuttgart, Germany

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