Biophysikalische Grundlagen der Zellphysiologie

Abteilung Biophysik / Nussberger Lab

Diese Vorlesung ist für Studierende in den Bachelorstudiengängen Technische Biologie und Mathematik 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
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

Aktuelles

  • Derzeit finden alle Vorlesungen (mittwochs um 8:00 Uhr, Hörsaal PWR 57 - V 57.01) und Tutorien (montags um 11:30 Uhr, Hörsaal PWR 55 V55.21) statt.
  • Darüber hinaus werden Ihnen frühere Vorlesungs- und Tutoriumsaufzeichnungen zur Verfügung gestellt, die in ILIAS zum Download hinterlegt sind.
  • Eine aktuelle Übersicht über die Vorlesungs- und Übungstermine ist in C@MPUS hinterlegt.

Beschreibung

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

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)
  • Ron Milo & Rob Phillips Cell Biology by Numbers (Garland Science, 2016)

 

Prüfung

  • 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 drei DIN A4 Blättern 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" 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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