Module 39-M-Inf-MB Mathematical Biology

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every summer semester

Credit points and duration

5 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

Die Studierenden sollen eine repräsentative Auswahl mathematischer Modelle für biologische, biochemische und biophysikalische Prozesse kennen lernen und sich mit ihrer mathematischen Behandlung vertraut machen. Darüberhinaus liegt besonderes Augenmerk auf dem Modellierungsaspekt, also der Umsetzung des realen Prozesses in eine geeignete Idealisierung und mathematische Formulierung.

The students will get to know a representative number of mathematical models for biological, biochemical, and biophysical processes and become familiar with their mathematical treatment. Special emphasis is on the modelling aspect, that is, the translation of the real process into a suitable idealisation and mathematical formulation.

Content of teaching

In diesem Modul werden grundlegende mathematische Modelle der Biologie behandelt. Einige Themen fallen in den Kernbereich der Genomforschung (wie das Luria-Delbrück-Experiment, der Koaleszenzprozess und das differential-geometrische Bändermodell der DNA), andere schlagen die Brücke zur Biophysik (das Hudgkin-Huxley-Modell für das Aktionspotential) und Biochemie (kinetische Modelle für (bio)chemische Reaktionen). Die verwendeten mathematischen Methoden sind Stochastik, Differentialgleichungen,diskrete Mathematik und Geometrie; sie werden - zugeschnitten auf das jeweilige Thema - wiederholt und ergänzt.

This module is devoted to some of the basic models of mathematical biology. Some of the topics come from genome research (such as the Luria-Delbrueck-experiment, the coalescent process, and the differential-geometric ribbon model for DNA), others build the bridge to biophysics (the Hodgkin-Huxley model for the action potential) and biochemistry (kinetic models for (bio)chemical reactions). The mathematical methods employed are stochastics, differential equations, discrete mathematics, and geometry; they are recapitulated and complemented.

Recommended previous knowledge

24-M-INF1 Mathematik für Informatik I
24-M-INF2 Mathematik für Informatik II
24-M-VTB Vertiefung Mathematik für die Bioinformatik oder
24-M-VTN Vertiefung Mathematik für die Naturwissenschaften

Knowledge as in the modules
24-M-INF1 Mathematik für Informatik I
24-M-INF2 Mathematik für Informatik II
24-M-VTB Vertiefung Mathematik für die Bioinformatik or
24-M-VTN Vertiefung Mathematik für die Naturwissenschaften

Necessary requirements

Explanation regarding the elements of the module

Die Modul(teil)prüfung kann in einigen Studiengängen nach Wahl der Studierenden auch "unbenotet" erbracht werden. Vor Erbringung ist eine entsprechende Festlegung vorzunehmen, eine nachträgliche Änderung (benotet - unbenotet) ist ausgeschlossen. Wird diese Option gewählt, ist es nicht möglich, dieses Modul zu verwenden, um es in einen Studiengang einzubringen, in dem dieses Modul bei der Gesamtnotenberechnung berücksichtigt wird.

The (partial) examination of the module can be performed as "ungraded" in some study programs at the students choice. Before the examination a respective determination is to be carried out, a later modification (graded - ungraded) is impossible. If the "ungraded" option is chosen, it is not possible to include this module in a study program where this module is deemed to enter the calculation of the overall grade.

Module structure: 0-1 bPr, 0-1 uPr 1

Courses

Mathematische Biologie
Type tutorial (in connection with lecture/seminar)
Regular cycle SoSe
Workload5 60 h (15 + 45)
Mathematische Biologie
Type lecture
Regular cycle SoSe
Workload5 60 h (45 + 15)
LP 2

Examinations

portfolio with final examination
Allocated examiner Teaching staff of the course Mathematische Biologie (tutorial (in connection with lecture/seminar))
Weighting without grades
Workload 30h
LP2 1

In einigen Studiengängen der Technischen Fakultät kann die Modulprüfung nach Wahl der Studierenden auch "unbenotet" erbracht werden (s. Erläuterungen zu den Modulelementen und die jeweilige FsB). Wird die unbenotete Option gewählt, ist es nicht möglich, dieses Modul zu verwenden, um es in einen Studiengang einzubringen, in dem dieses Modul bei der Gesamtnotenberechnung berücksichtigt wird.
Erläuterungen zu dieser Prüfung siehe unten (benotete Prüfungsvariante).

portfolio with final examination
Allocated examiner Teaching staff of the course Mathematische Biologie (tutorial (in connection with lecture/seminar))
Weighting 1
Workload 30h
LP2 1

Portfolio aus Übungsaufgaben, die veranstaltungsbegleitend und in der Regel wöchentlich gestellt werden, und Abschlussklausur (90-120 min) oder mündlicher Abschlussprüfung (20-30 min). Die Übungsaufgaben ergänzen und vertiefen den Inhalt der Vorlesung. Mitarbeit in den Übungsgruppen (Zweimaliges Vorrechnen von Übungsaufgaben nach Aufforderung. Die Veranstalterin/der Veranstalter kann einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen.) Nachweis einer ausreichenden Zahl korrekt gelöster Übungsaufgaben (in der Regel 50% der im Semester für das Lösen der Aufgaben erzielbaren Punkte). Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesung und der Übung und dient der Bewertung.

Portfolio of Exercises and final written (90 min. as a rule) or oral (30 min. as a rule) exam. The exercises broaden and deepen the contents of the lecture. Collaboration during the exercises ( two times demonstration of exercises after request). The lecturer can replace parts of the exercises with presence exercises. A sufficient number of exercises have to be solved correctly (as a rule, 50 % of the maximal score). The final exam is related to the contents of lecture and exercises and is used for the grading of the module.

The module is used in these degree programmes:

Degree programme Recom­mended start 3 Duration Manda­tory option 4
Bioinformatics and Genome Research / Master of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 04.06.2020 und 31.03.2023] 2. one semester Obli­gation
Bioinformatics and Genome Research / Master of Science [FsB vom 17.12.2012 mit Änderungen vom 15.04.2013, 15.10.2014, 02.03.2015, 17.08.2015 und Berichtigungen vom 17.11.2014 und 01.12.2015] 2. one semester Obli­gation
Informatics for the Natural Sciences / Master of Science [FsB vom 30.09.2016 mit Berichtigung vom 10.01.2017 und Änderungen vom 15.09.2017, 02.05.2018, 04.06.2020 und 31.03.2023] 2. one semester Compul­sory optional subject
Informatics for the Natural Sciences / Master of Science [FsB vom 17.12.2012 mit Änderungen vom 15.04.2013, 01.04.2014, 15.10.2014, 02.03.2015, 01.12.2015 und Berichtigungen vom 01.04.2014, 17.11.2014 und 12.07.2017] 2. one semester Compul­sory optional subject

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.


Legend

1
The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2
LP is the short form for credit points.
3
The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4
Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5
Workload (contact time + self-study)
SL
Study requirement
Pr
Examination
bPr
Number of examinations with grades
uPr
Number of examinations without grades
Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.