Uwe Sauer: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2018

NameHerr Prof. Dr. Uwe Sauer
LehrgebietSystembiologie
Adresse
Inst. f. Molekulare Systembiologie
ETH Zürich, HPM H 28
Otto-Stern-Weg 3
8093 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 36 72
E-Mailsauer@imsb.biol.ethz.ch
DepartementBiologie
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
551-0001-AALGeneral Biology I
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle anderen Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
3 KP6RU. Sauer, O. Y. Martin, A. Widmer
KurzbeschreibungOrganismic biology to teach the basic principles of classical and molecular genetics, evolutionary biology and phylogeny.
First in a series of two lectures given over two semesters for students of agricultural and food sciences, as well as of environmental sciences.
LernzielThe understanding of basic principles of biology (inheritance, evolution and phylogeny) and an overview of the diversity of life.
InhaltThe first semester focuses on the organismal biology aspects of genetics, evolution and diversity of life in the Campbell chapters 12-34.

Week 1-7 by Alex Widmer, Chapters 12-25
12 Cell biology Mitosis
13 Genetics Sexual life cycles and meiosis
14 Genetics Mendelian genetics
15 Genetics Linkage and chromosomes
20 Genetics Evolution of genomes
21 Evolution How evolution works
22 Evolution Phylogentic reconstructions
23 Evolution Microevolution
24 Evolution Species and speciation
25 Evolution Macroevolution

Week 8-14 by Oliver Martin, Chapters 26-34
26 Diversity of Life Introdution to viruses
27 Diversity of Life Prokaryotes
28 Diversity of Life Origin & evolution of eukaryotes
29 Diversity of Life Nonvascular&seedless vascular plants
30 Diversity of Life Seed plants
31 Diversity of Life Introduction to fungi
32 Diversity of Life Overview of animal diversity
33 Diversity of Life Introduction to invertebrates
34 Diversity of Life Origin & evolution of vertebrates
SkriptNo script
LiteraturCampbell et al. (2015) Biology - A Global Approach. 10th Edition (Global Edition
551-0002-00LAllgemeine Biologie II Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 4 KP4GU. Sauer, R. Aebersold, W. Gruissem
KurzbeschreibungGrundlagen der
Biochemie (Makromoleküle, Membranen, Zellstrukturen, Stoffwechsel)
Molekulargenetik (Genexpression und Regulation, vom Gen zum Protein)
Physiologie höherer Pflanzen (Struktur, Wachstum, Entwicklung, Nährstoffe, Transport und Reproduktion)
LernzielVerständnis grundlegender Konzepte molekularer Biologie und Physiologie.
InhaltZellluläre Funktionen auf der Ebenen von Molekülen und Strukturen.
Molekulare Vorgänge in der Prozessierung vom Gen zum Protein.
Pflanzenphysiologie.

Die folgenden Campbell Kapitel werden behandelt:

Woche 1-5: Prof. Sauer
5 Biological macromolecules and lipids
7 Cell structure and function
8 Cell membranes
10 Respiration: introduction to metabolism
10 Cell respiration
11 Photosynthetic processes

Woche 6-9: Prof. Aebersold
16 Nucleic acids and inheritance
17 Expression of genes
18 Control of gene expression
19 DNA Technology

Woche 9-13: Prof. Gruissem
35 Plant Structure and Growth
36 Transport in vascular plants
37 Plant nutrition
38 Reproduction of flowering plants
39 Plants signal and behavior
SkriptKein Skript
LiteraturCampbell, Reece et al: "Biologie" (10th global edition); Pearson 2015.
551-0003-AALGeneral Biology I+II
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
7 KP13RU. Sauer, R. Aebersold, W. Gruissem, O. Y. Martin, A. Widmer
KurzbeschreibungGeneral Biology I: Organismic biology to teach the basic principles of classical and molecular genetics, evolutionary biology and phylogeny.

General Biology II: Molecular biology approach to teach the basic principles of biochemistry, cell biology, cgenetics, evolutionary biology and form and function of vacular plants.
LernzielGeneral Biology I: The understanding of basic principles of biology (inheritance, evolution and phylogeny) and an overview of the diversity of life.

General Biology II: The understanding basic concepts of biology: the hierarchy of the structural levels of biological organisation, with particular emphasis on the cell and its molecular functions, the fundamentals of metabolism and molecular genetics, as well as form and function of vascular plants.
InhaltGeneral Biology I:
General Biology I focuses on the organismal biology aspects of genetics, evolution and diversity of life in the Campbell chapters 12-34.

Week 1-7 by Alex Widmer, Chapters 12-25
12 Cell biology Mitosis
13 Genetics Sexual life cycles and meiosis
14 Genetics Mendelian genetics
15 Genetics Linkage and chromosomes
20 Genetics Evolution of genomes
21 Evolution How evolution works
22 Evolution Phylogentic reconstructions
23 Evolution Microevolution
24 Evolution Species and speciation
25 Evolution Macroevolution

Week 8-14 by Oliver Martin, Chapters 26-34
26 Diversity of Life Introdution to viruses
27 Diversity of Life Prokaryotes
28 Diversity of Life Origin & evolution of eukaryotes
29 Diversity of Life Nonvascular&seedless vascular plants
30 Diversity of Life Seed plants
31 Diversity of Life Introduction to fungi
32 Diversity of Life Overview of animal diversity
33 Diversity of Life Introduction to invertebrates
34 Diversity of Life Origin & evolution of vertebrates


General Biology II: The structure and function of biomacromolecules; basics of metabolism; tour of the cell; membrane structure and function; basic energetics of cellular processes; respiration, photosynthesis; cell cycle, from gene to protein; structure and growth of vascular plants, resource acquisition and transport, soil and plant nutrition.

Specifically the following Campbell chapters will be covered:
3 Biochemistry Chemistry of water
4 Biochemistry Carbon: the basis of molecular diversity
5 Biochemistry Biological macromolecules and lipids
7 Cell biology Cell structure and function
8 Cell biology Cell membranes
10 Cell biology Respiration: introduction to metabolism
10 Cell biology Cell respiration
11 Cell biology Photosynthetic processes
16 Genetics Nucleic acids and inheritance
17 Genetics Expression of genes
18 Genetics Control of gene expression
19 Genetics DNA Technology
35 Plant structure&function Plant Structure and Growth
36 Plant structure&function Transport in vascular plants
37 Plant structure&function Plant nutrition
38 Plant structure&function Reproduction of flowering plants
39 Plant structure&function Plants signal and behavior
SkriptNo script
LiteraturCampbell et al. (2015) Biology - A Global Approach. 10th Edition (Global Edition)
Voraussetzungen / BesonderesBasic general and organic chemistry


This is a virtual self-study lecture for non-German speakers of the "Allgemeine Biology I (551-0001-00L) and "Allgemeine Biology II (551-0002-00L) lectures. The exam will be written jointly with the participants of this lecture.
551-0324-00LSystems Biology6 KP4VR. Aebersold, B. Christen, M. Claassen, U. Sauer
KurzbeschreibungIntroduction to experimental and computational methods of systems biology. By using baker’s yeast as a thread through the series, we focus on global methods for analysis of and interference with biological functions. Illustrative applications to other organisms will highlight medical and biotechnological aspects.
Lernziel- obtain an overview of global analytical methods
- obtain an overview of computational methods in systems biology
- understand the concepts of systems biology
InhaltOverview of global analytical methods (e.g. DNA arrays, proteomics, metabolomics, fluxes etc), global interference methods (siRNA, mutant libraries, synthetic lethality etc.) and imaging methods. Introduction to mass spectrometry and proteomics. Concepts of metabolism in microbes and higher cells. Systems biology of developmental processes. Concepts of mathematical modeling and applications of computational systems biology.
Skriptno script
LiteraturThe course is not taught by a particular book, but some books are suggested for further reading:

- Systems biology in Practice by Klipp, Herwig, Kowald, Wierling und Lehrach. Wiley-VCH 2005
551-0342-00LMetabolomics Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Number of participants limited to 15.

The enrolment is done by the D-BIOL study administration.
6 KP7GN. Zamboni, U. Sauer
KurzbeschreibungThe course covers all basic aspects of metabolome measurements, from sample sampling to mass spectrometry and data analysis. Participants work in groups and independently perform and interpret metabolomic experiments.
LernzielPerforming and reporting a metabolomic experiment, understanding pro and cons of mass spectrometry based metabolomics. Knowledge of workflows and tools to assist experiment interpretation, and metabolite identification.
InhaltBasics of metabolomics: workflows, sample preparation, targeted and untargeted mass spectrometry, instrumentation, separation techniques (GC, LC, CE), metabolite identification, data interpretation and integration, normalization, QCs, maintenance.

Soft skills to be trained: project planning, presentation, reporting, independent working style, team work.
551-1174-00LSystembiologie4 KP2V + 2UU. Sauer, K. M. Borgwardt, J. Stelling, N. Zamboni
KurzbeschreibungAusgehend von biologischen Fragen und Phänomenen unterrichtet der Kurs zur Beantwortung notwendige Konzepte von Modellierungen und Datenanalysen. In den Übungen erhalten die Studenten erste praktische Erfahrungen in einfacher Programmierung eigener Modelle und Analysen.
LernzielWir unterrichten kein oder nur wenig neues biologisches Wissen oder experimentelle Analysemethoden, sondern nutzen aus dem Studium bekanntes Wissen (z. B. Enzymkinetik, Regulationsmechanismen oder analytische Methoden). Unser Ziel ist es biologische Probleme aufzuzeigen, die aus dynamischen Interaktionen molekularer Elemente entstehen und mit Hilfe von Computermethoden gelöst werden können. Spezifische Ziele sind:
- Verständnis der Limitationen intuitiver Argumentation in der Biologie
- Ein erster Überblick über Computermethoden in der Systembiologie
- Übersetzen biologischer Fragestellungen in computerlösbare Probleme
- Praktische Erfahrungen in Programmierung mit MATLAB
- Erste Erfahrungen in der Computerinterprätation von biologischen Daten
- Verständnis typischer Abstraktionen in der Modellierung molekularer Systeme
InhaltWährend der ersten 7 Wochen konzentrieren wir uns auf mechanistische Modellierungen. Ausgehend von einfachen Enzymkinetiken betrachten wir zunächst die Dynamik von kleinerer Stoffwechselwegen und enden mit stöchiometrischen Modellen mittlerer Netzwerke. In der zweiten Kurshälfte konzentrieren wir uns auf die Analyse von typischen biologischen Omics Datensätzen. Wir starten mit multivariaten statistischen Methoden wie z. B. Clustering und Principal Component Analysis und enden mit Methoden um Netzwerke aus Daten zu lernen.
SkriptNo script
LiteraturDer Kurs wird nicht mit einem bestimmten Lehrbuch unterrichtet, aber 2 Bücher werden zur Unterstützung empfohlen:
- Systems Biology (Klipp, Herwig, Kowald, Wierling und Lehrach) Wiley-VCH 2009
- A First Course in Systems Biology (Eberhardt O. Voight) Garland Science 2012