Lernergebnisse
Die Vorlesung vermittelt einen Einstieg in die Biologische Physik, indem sie Grundkonzepte der weichen kondensierten Materie bereitstellt und auf biologische Systeme und deren Fragestellungen anwendet. Dabei werden wichtige Konzepte der Hydrodynamik und der Statistischen Physik im Gleichgewicht und im Nichtgleichgewicht erläutert.
Lehrinhalte
Die Vorlesung beginnt mit einer Einführung in die Bausteine des Lebens (Zellaufbau, DNS, molekulare Motoren etc.) und bespricht dann Grundphänomene der Statistischen Physik wie thermische Bewegung, Kinetik, Zufallswege und Diffusion. Danach werden weitere physikalische Konzepte eingeführt und auf biologische Vorgänge angewendet. Insbesondere werden besprochen: Hydrodynamik und Fortbewegung in der mikroskopischen Welt; entropische Kräfte, Osmose und Wasserstoffbrücken; chemische Reaktionen, Selbstaggregation und Proteinfaltung; Elastizität von Biopolymeren und kooperative Übergänge; Smoluchowski-Gleichung, molekulare Maschinen und Enzyme; Elektroosmose und Ionenpumpen; elektrische Netzwerke und Nervenleitung.