Introduktion til bio- og medicinsk fysik

Kursusindhold

Formålet med “Introduktion til Bio- og Medicinsk fysik” er at give en grundlagsskabende indføring i et bredt spektrum af moderne biofysik og medicinsk fysik, som er et multidisciplinært videnskabeligt område, hvor en række teoretiske og eksperimentelle metoder fra fysik anvendes til at forstå og undersøge biologiske systemer og løse medicinske problemer. Kurset starter fra de grundlæggende biologiske byggesten, herunder proteiner, DNA/RNA og membraner og diskuterer deres struktur og vekselvirkninger, både på molekylært niveau og den rolle de spiller i store strukturer, som fx i cellens opbygning, organismers bevægelse og nervesignalering.  De grundlæggende fysiske mekanismer for vekselvirkning og transport, som biologiske organismer benytter sig af bliver beskrevet, og moderne eksperimentelle teknikker til at opnå strukturel og termodynamisk biofysisk information på nanoskala vil blive introduceret. Som en del af kurset vil centrale emner fra medicinsk fysik blive introduceret.

NBI’s efterfølgende specialiserede kurser i bio- og medicinsk fysik vil bygge på det faglige fundament, som etableres i dette kursus. Kurset er således beregnet både til de studerende, som ønsker at specialisere sig inden for emnet, men også til dem, som er nysgerrige efter at vide, hvad moderne biofysik er. 

Engelsk titel

Introduction to Bio- and Medical Physics

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fysik

Målbeskrivelse

Viden

Efter kurset skal de studerende kunne:

  • Vide om de grundlæggende biologiske byggesten og deres opbygning, specielt Protein, DNA/RNA og lipid-membraner. Herunder få en forståelse af både elektrostatiske og hydrofobe/hydrofile vekselvirkninger.
  • Forstå vandets rolle i biologien, den hydrofobe effekt og den kolde udfoldelse af proteiner.
  • Vide hvad biologiske membraner består af og hvad de typiske membran formationer er i levende organismer.
  • Forstå de grundlæggende termodynamiske love, entropiens rolle i definitionen af ​​staterne biomolekyler, massehandlingslovgivning, van’t Hoff-lov
  • Beskrive faser af membraner, kooperative overgange og fluktuationer.

 

Færdigheder

  • Forklare de grundlæggende begreber inden for statistisk termodynamik og dens anvendelse på kooperative overgange, herunder enzymaktivitet og allosteriske reaktioner.
  • Aflede fasediagrammer fra „ideal solution“ teori eller „real solution“ teori, herunder vægtstang reglen og Gibbs’ faseregel.
  • Forklare oprindelsen af ​​virkningen af ​​bedøvelsesmidler på membraner

 

Kompetencer

  • Analysere varmekapacitetsprofiler for proteinfoldning og membransmeltning.
  • Kunne udlede og anvende de mest essentielle modeller og ligninger vedrørende diffusion.
  • Udlede Debye-Hückel-teorien og Guy Chapman-teorien for det elektrostatiske potentiale i membraner

Forelæsninger, opgaveløsninger, stjerneforelæsninger, studenterfremlæggelser og et projekt.

Se Absalon for endeligt undervisningsmateriale.

Der vil være detaljerede handouts.

Følgende er et eksempel på forventet undervisningsmateriale.

  • Physical Biology of the Cell, Phillips, Kondev, Theriot and Garcia, 2nd edition, 2013. Garland Science.
  • C.R. Cantor & P.R. Schimmel, Biophysical Chemistry, W.H. Freeman, N.Y., 1980
  • T. Heimburg, Thermal Biophysics of Membranes, Wiley-VCH, Weinheim 2007

mekanik og termodynamik

Dette kursus erstatter de tidligere ”Introduktion til biofysik” og "biofysik for fysikere" og har stort fagligt overlap med disse.

Mundtlig

Studerende skal give mundtlige præsentationer om historiske artikler i løbet af kurset, som diskuteres med klassen (seminar).

ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Mundtlig prøve, 30 minutter
Ingen forberedelse
Hjælpemidler
Kun visse hjælpemidler tilladt

Indekskort med nøgleord til hvert emne er tilladt

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
Kriterier for bedømmelse

se målbeskrivelse

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 42
  • Forberedelse (anslået)
  • 125,5
  • Teoretiske øvelser
  • 14
  • Projektarbejde
  • 20
  • Seminar
  • 4
  • Eksamen
  • 0,5
  • Total
  • 206,0