Programm im Wintersemester 2003/2004
Abteilung für Theoretische Biologie der Universität Bonn

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Vorlesungen
Mittwochs 17-19h
BIS, Raum 408/409
(Beginn: 29.10.2003)
Mathematik in der Biologie:
Sensomotorische Prozesse und Signaltransduktionen
Vorlesung mit Simulationsübungen
W. Alt
Seminare
Dienstags 17-19h
BIS, Raum 408
(Beginn: 14.10.2003)
Adaptation und Evolution in Ökosystemen
(Vorbesprechung und Themenvergabe am 14.10.)
W. Alt m. D. Felix und M. Rost
Praktika
Zeitgruppe II
24.11. - 19.12.2003
BIS, Raum 408/409
Modelle und Simulationen in Mikrobiologie und Biotechnologie W. Alt d. J. Kreft u. J. Lenz
Grundstudium
Mittwochs 12-14h
BIS, CIP-Pool
(Beginn: 22.10.2003)
Biologisches Simulations-Studio:
Präsentationen mit Interaktion am Rechner
W. Alt und J. Kreft

8170 Seminar: Adaptation und Evolution in Ökosystemen

Termin: Dienstags, 17-19h
Leitung:
Wolfgang Alt, Dieter Felix und Martin Rost
Ort: BIS, Raum 408

Beschreibung:

Organismen sind an ihre jeweiligen Lebensbedingungen angepasst, und das auf verschiedensten Ebenen. Anpassung entwickelt sich dabei über viele Generationen hinweg und hängt von der ökologischen Umgebung ab.

In diesem Seminar werden verschiedene Beispiele von Anpassung vorgestellt, zum Beispiel Koevolution von Wirten und Parasiten, Räuber-Beute-Systeme, Mikroorganismen in unterschiedlichen Nährmedien, Stabilität von Populationen in Abhängigkeit von Größe und Struktur ihres Lebensraumes, Struktur von Nahrungsnetzen, adaptives Immunsystem. Die Systeme werden in Modelle gefaßt, und so grundlegende Mechanismen der Anpassung herausgearbeitet. Es stehen Themen mit unterschiedlichen Schwerpunkten zur Auswahl, je nach Hintergrund der Vortragenden von empirisch-biologisch bis theoretisch-mathematisch.

Das Seminar ist interdisziplinär ausgerichtet und wird angeboten für Studierende der Biologie, Mathematik, Physik und Informatik sowie verwandter Gebiete. Insbesondere auch geeignet im Raumen des ÖKUM-Studienganges.

Einführende Literatur:
M. Begon, J. Harper, C. Townsend, K. Sauer: Ökologie; Spektrum, Heidelberg (1998)
R. MacArthur, E. Wilson: Island Biogeography; Princeton Univ. Press (2001)
R. May: Stability ans Complexity in Model Ecosystems; Princeton Univ. Press (2001)

Vorkenntnisse und Vorraussetzungen: Grundkenntnisse in Mathematik und Biologie sowie Bereitschaft zur quantitativen Modellierung.

Bedingungen für die Scheinvergabe: Referatsvortrag oder Präsentation eines eventuellen Rechner-Simulationsprojekts jeweils mit Exposé.

Kontakt: Martin Rost, Dieter Felix und Wolfgang Alt, Abteilung Theoretische Biologie, Kirschallee 1, 53115 Bonn
Tel: 73-2084 (Rost), 73-2085 (Felix), 73-5577 (Alt)
e-mail: martin.rost@uni-bonn.de, dfelix@uni-bonn.de, wolf.alt@uni-bonn.de

Vorbesprechung: Dienstag, 14.10.2003, 17ct

Vortragsauszüge auf unserer Downloadseite

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8121 Blockpraktikum: Modelle und Simulationen in Mikrobiologie und Biotechnologie
Ökumblock

Termin: 2. Zeitgruppe (24.11. - 19.12.2003)
Leitung:
Wolfgang Alt durch Jan Kreft und Jürgen Lenz

Kurzbeschreibung: In diesem Blockpraktikum sollen am Beispiel von Mikroorganismen ökologische Prinzipien erarbeitet werden. Hierzu werden wir mathematische Modelle verwenden, die wir durch Simulationen am Rechner erkunden werden. Biotechnologie ist im Grunde angewandte Ökologie, die Umwelt (Reaktor etc.) soll so gewählt werden, daß die geeignetsten Organismen(kombinationen) unter den geeignetsten Bedingungen wachsen, um die erwünschten Aktivitäten zu maximieren.

Nach dem Kennenlernen verschiedener Modelle zum Wachstum von Reinkulturen von Mikroorganismen werden wir die Interaktionen verschiedener Arten in einer idealisierten, räumlich und zeitlich konstanten Umwelt untersuchen, dem Chemostaten.

Anschließend werden wir fragen, ob sich die gewonnennen Erkenntnisse auf räumlich und/oder zeitlich heterogene Systeme, z.B. plug-flow Reaktoren und Verdauungstrakte, übertragen lassen. Zuletzt werden wir die Bildung von solchen räumlichen Mustern durch das Zusammenspiel von Diffusion und bakteriellem Stoffwechsel anhand eines Biofilm-Modells untersuchen.

Vorkenntnisse und Voraussetzungen:Vordiplom/Zwischenprüfung, Grundkenntnisse in Mathematik, Programmieren und Ökologie wären nützlich, geringere Vorkenntnisse erfordern ein entsprechend stärkeres Engagement.

Ort der Blockplatzvergabe: BIS, Raum 408
Bedingungen für die Scheinvergabe: Aktive Teilnahme, Anfertigung der Protokolle sowie ein Literaturreferat.
Teilnehmerzahl: 12

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8074 Biologisches Simulations-Studio:
Präsentationen mit Interaktion am Rechner

Reinschnuppern in die Theoretische Biologie mit dem Angebot praktischer Rechnerübungen
(im Hauptstudium evtl. als Laborblock anrechenbar)

Termin: Mittwochs, 12-14h
Leitung:
Wolfgang Alt und Jan Kreft

Kurzbeschreibung: In diesem "Simulations-Studio" stellen wir als Dozenten charakteristische Beispiele von Simulationsmodellen aus der Ökologie, Biotechnologie, Neurophysiologie, Zellbiologie, molekularen Genetik und Evolutionsbiologie vor. Nach der Präsentation einiger typischer Simulationsläufe wird dann den Teilnehmern die Gelegenheit gegeben, selbst an den Rechner-Arbeitsplätzen des 'Soennecken'-CIP-Pools interaktiv weitere Simulationen durchzuführen. Es bleibt dann eventuell auch Zeit für eine Diskussion der 'experimentellen' Ergebnisse. Die angegebene Zeit von 2 SWS sollte ausreichen, um in dieses fachübergreifende Arbeitsgebiet der Theoretischen Biologie 'hineinzuschnuppern'. Wer Interesse an einer Ausdehnung oder Weiterführung der praktischen Rechnerübungen hat, kann dies etwa im Rahmen eines Laborblocks während des Semesters oder auch später realisieren (siehe unten).

Vorkenntnisse und Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Mathematik und Statistik (etwa Anfängervorlesung) sowie Bereitschaft zum "Experimentieren am Rechner"

Bedingungen für die Scheinvergabe (für Biologie-Diplom im Hauptstudium):
Um einen "Teilnahmenachweis" als Laborblock zu erhalten, wird erwartet: Durchführung und Erweiterung einiger der im Studio behandelten Simulationsprojekte (im Umfang von 8 - 10 SWS), Anfertigung von Projekt-Protokollen, Präsentation der Ergebnisse am Rechner.

Ort: "Soennecken"-CIP-Pool, Raum A, Kirschallee 1 (1. Stock)
Beginn: Mi, 23.04.03
Anmeldung und weitere Informationen bei: Wolfgang Alt (Tel. 73-5577, wolf.alt@uni-bonn.de) , Jan Kreft (Tel. 73-2081, kreft@uni-bonn.de)

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