Modul BP4110-KP08

Dauer

2 Semester

Angebotsturnus

Jedes Wintersemester beginnend

Leistungspunkte

8

Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:

• Master Biophysik 2019, Pflicht, Biophysik, 1. und 2. Fachsemester
• Master Biophysik 2023, Pflicht, Biophysik, 1. oder 2. Fachsemester

Lehrveranstaltungen:

• LS5710-Ü: Moleküldynamik (Übung, 1 SWS)
• LS5710-V: Moleküldynamik (Vorlesung, 2 SWS)
• BP4110-V: Theoretische Biophysik (Vorlesung, 2 SWS)
• BP4110-Ü: Theoretische Biophysik (Übung, 1 SWS)

Workload:

• 150 Stunden Selbststudium
• 90 Stunden Präsenzstudium

Lehrinhalte:

• Grundbegriffe der Quantenmechanik
• Intra- und intermolekulare Wechselwirkungen
• Beschreibung von Molekülen durch klassische Modelle
• Simulation der Dynamik von Molekülen mit Hilfe der Newtonschen Mechanik
• Beschreibung der molekularen Dynamik mit Hilfe der Thermodynamik
• Die Energiehyperfläche: Koordinatendarstellung, Grundzustand, Übergangszustände (Sattelpunkte), Molekülschwingungen, Minimierungsverfahren, Moleküldynamik
• Grundbegriffe der Quantenmechanik: Wellenfunktionen und Operatoren, Schrödinger-Gleichung, Harmonischer Oszillator, Wasserstoffatom, Wasserstoffmolekül
• Kraftfelder: Streckung, Biegung, Torsion, van der Waals-Kräfte, Typen von Kraftfeldern
• Verfahren zur Berechnung der Elektronischen Struktur: Born-Oppenheimer-Näherung, Separation der Vielteilchen-Wellenfunktion in Einteilchenfunktionen (Orbitale), Basissätze, Hartree-Fock-Verfahren, Dichtefunktionaltheorie

Qualifikationsziele/Kompetenzen:

• Sie können erklären, wie sich aus den grundlegenden Annahmen der Quantenmechanik die Existenz von Atomen und Molekülen erklären lässt.
• Sie können erläutern, innerhalb welcher Grenzen sich die Wechselwirkungen zwischen Atomen durch klassische Modelle beschreiben lassen.
• Sie können einen Algorithmus skizzieren, mit dem sich die Dynamik von Molekülen simulieren lässt.
• Sie können aufzählen, welche thermodynamischen Konzepte sich zur Beschreibung der molekularen Dynamik eignen.
• Sie können gängige Simulationsprogramme für große Biomoleküle nach Kategorien einordnen und ihre Grundlagen erkennen.

Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:

• Mündliche Prüfung

Setzt voraus:

• Modulteil ME4600 C: Biophysik 1 (ME4600 C)

Modulverantwortliche:

• PD Dr. rer. nat. Hauke Paulsen

Lehrende:

• Institut für Physik
• PD Dr. rer. nat. Hauke Paulsen
• Prof. Dr. rer. nat. Christian Hübner

Literatur:

• V. Schünemann : Biophysik Berlin: Springer 2004
• M. Daune : Molekulare Biophysik Braunschweig: Vieweg 1997
• Andrew R Leach : Molecular Modelling: Principles and Applications Prentice Hall, 2nd edition 2001

Sprache:

• Sowohl Deutsch- wie Englischkenntnisse nötig

Bemerkungen:

Letzte Änderungen:

02.11.2020