Kinetik zellulärer Reaktionen
Kinetics of Cellular Reactions
Modul PH2023
Modulversion vom WS 2022/3 (aktuell)
Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.
Ob die Lehrveranstaltungen des Moduls in einem spezifischen Semester angeboten werden, finden Sie im Abschnitt Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise unten.
| verfügbare Modulversionen | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| WS 2022/3 | WS 2021/2 | WS 2020/1 | WS 2019/20 | WS 2018/9 | WS 2017/8 | WS 2010/1 |
Basisdaten
PH2023 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.
Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.
- Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
- Komplementärer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik
- Komplementärer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.
| Gesamtaufwand | Präsenzveranstaltungen | Umfang (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 45 h | 5 CP |
Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2023 ist Günther Woehlke.
Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen
Inhalt
Grundlagen der Steady State Kinetik (Michaelis-Menten, Briggs-Haldane,...); Nachweis von Reaktionsintermediaten; Mathematische Beschreibung Kinetischer Modelle; Einzelmolekülkinetik; Beispiele: Kinesin, Prozessivität und Randomness; Fehlerkorrektur-Mechansimen
Lernergebnisse
Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage
- die grundlegenden kinetischen Modelle zu verstehen und anzuwenden.
- kinetische Schemata in quantitative Modelle (in Mathematica oder anderen Computersprachen) umzusetzen.
- globale kinetische Modelle von Teilschritten zu unterscheiden.
- die Unterschiede von Ensemble- und Einzelmolekül-Messungen zu verstehen.
Voraussetzungen
Grundlagen der physikalischen Chemie (z.B. CH1104: Chemie für Physiker), Interesse an quantitativen Beschreibungen und Computeralgorithmen
Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise
Lehrveranstaltungen und Termine
| Art | SWS | Titel | Dozent(en) | Termine | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 2 | Kinetik zellulärer Reaktionen | Woehlke, G. |
Do, 16:00–18:00, CPA EG.006A |
eLearning |
| UE | 2 | Übung zu Kinetik zellulärer Reaktionen | Woehlke, G. |
eLearning |
Lern- und Lehrmethoden
Das Modul besteht aus einer Vorlesung und einer Übung.
Im Vorlesungsteil wird erarbeitet, wie für (bio-)chemischer Reaktionenein Reaktionsschema bzw. -modell aufgestellt wird und wie das entsprechende System von Differentialgleichungen aufgestellt wird. Im weiteren Verlauf werden ("klassische") Näherungslösungen, numerische Lösungsansätze und stochastische Simulationen vorgestellt.
Im Übungsteil wird der theoretische Hintergrund an konkreten Modellen aus der Zellbiologie und Biochemie umgesetzt. Schließlich wird anhand von Originalliteratur die Relevanz der Thematik für die aktuelle Forschung aufgezeigt.
Medienformen
Vorlesung mit Skript, Beispielprogramme in Mathematica, Übungsaufgaben, Seminarvorträge
Literatur
Die zugrundegelegte Literatur wird über Moodle zur Verfügung gestellt.
Modulprüfung
Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen
Das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe wird exemplarisch durch eine von den Studierenden selbständig zu bearbeitende Abschlusspräsentation überprüft. Die Leistung der Studierenden wird an Hand der Präsentation der Ergebnisse und einer anschließenden Diskussion bewertet. Die Prüfung hat eine Dauer von insgesamt 25 Minuten.
Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:
- Stellen Sie das Reaktionsschema des Enzyms XY auf, und leiten Sie daraus das kinetische Modell ab!
- In welchen Fällen bieten sich Monte-Carlo Simulationen zur Lösung von kinetischen Systemen an?
- Welche physikalischen Prinzipien beeinflussen die Obergrenze der Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen?
Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.
Wiederholbarkeit
Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester 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 | |||
|---|---|---|---|
| Zeit | Ort | Info | Anmeldung |
| Prüfung zu Kinetik zellulärer Reaktionen | |||
| Mo, 17.7.2023 bis 23:55 | Dummy-Termin. Lehrveranstaltungen zu diesem Modul waren im WS 2022/3. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 16.09.2023. // Dummy date. Courses to this module were in WS 2022/3. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2023-Sep-16. | bis 30.6.2023 (Abmeldung bis 16.7.2023) | |
| Mo, 18.9.2023 bis 23:55 | Dummy-Termin. Lehrveranstaltungen zu diesem Modul waren im WS 2022/3. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 18.09.2023 und 21.10.2023. // Dummy date. Courses to this module were in WS 2022/3. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2023-Sep-18 and 2023-Oct-21. | bis 17.9.2023 | |