Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2023
Biologie Bachelor  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Fächer des 1. Studienjahres | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfungsblock 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 551-0125-00L | Grundlagen der Biologie I: von Molekülen zur Biochemie der Zellen | O | 6 KP | 5G | J. Vorholt-Zambelli, N. Ban, R. Glockshuber, K. Locher, J. Piel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in die Grundlagen der Biochemie und Molekularbiologie sowie evolutionäre Prinzipien. Der Schwerpunkt liegt auf Bacteria und Archaea unter Berücksichtigung universeller Konzepte. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die Biochemie und Molekularbiologie sowie evolutionäre Zusammenhänge | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Lehrveranstaltung führt in die Biologie als interdisziplinäre Wissenschaft ein. Verbindungen zur Physik und Chemie werden aufgezeigt, da biologische Prozesse innerhalb der Gesetze der Thermodynamik ablaufen und auf Elementen, Molekülen und chemischen Reaktionen basieren. Der Übergang von der Geo- zur Biochemie wird diskutiert und im Zusammenhang mit dem Ursprung des Lebens betrachtet. Evolutionäre Prinzipien werden eingeführt und daraus resultierende Prozesse als Leitfaden verwendet. Es werden vereinheitlichende Konzepte in der Biologie vorgestellt, einschliesslich des Aufbaus und der Funktion zellulärer Makromoleküle und der Art der Kodierung, Dekodierung und Vervielfältigung vererbbarer Information. Zentrale Grundlagen der universellen Energieumwandlung werden ausgehend von Redoxprozessen und mit Schwerpunkt auf Bakterien und Archaeen betrachtet. Schliesslich werden biologische Prozesse in eine ökosystemorientierte Perspektive gestellt. Der Vorlesung ist in verschiedene Abschnitte gegliedert: 1. Geochemische Perspektiven der Erde und Einführung in die Evolution 2. Bausteine des Lebens 3. Makromoleküle: Proteine 4. Membranen und Transport durch die Plasmamembran 5. Universelle Mechanismen der Replikation, Transkription und Translation 6. Reaktionskinetik, Bindungsgleichgewichte und enzymatische Katalyse 7. Energiestoffwechsel 8. Baustoffwechsel 9. Metabolismus und biogeochemische Kreislauf der Elemente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Die neu konzipierte Vorlesung wird durch Skripte unterstützt. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Die Vorlesung wird durch Skripte unterstützt. Die Vorlesung enthält Elemente aus den Lehrbüchern "Brock Biology of Microorganisms", Madigan et al. 15th edition, Pearson und "Biochemistry" (Stryer), Berg et al. 9th edition, Macmillan international. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 529-1001-01L | Allgemeine Chemie (für Biol./Pharm.Wiss.) | O | 4 KP | 4V + 2U | J. Cvengros | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung erläutert einige Grundlagen der allgemeinen Chemie. Dies schliesst (unter anderen) Reaktionsgleichungen, Energieumsatz bei chemischen Reaktionen, Eigenschaften von ionische und kovalente Bindungen, Lewisschen Strukturen, Eigenschaften von Lösungen, Kinetik, Thermodynamik, Säure-Basen Gleichgewichte, Elektrochemie und Eigenschaften von Metalle Komplexe ein. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis der grundlegenden Prinzipien und Konzepte der allgemeinen und anorganischen Chemie. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Charles E. Mortimer, CHEMIE - DAS BASISWISSEN DER CHEMIE. 12. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 2015. Weiterführende Literatur: Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten, CHEMIE. 10. Auflage, Pearson Studium, 2011. (deutsch) Catherine Housecroft, Edwin Constable, CHEMISTRY: AN INTRODUCTION TO ORGANIC, INORGANIC AND PHYSICAL CHEMISTRY, 3. Auflage, Prentice Hall, 2005.(englisch) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 529-1011-00L | Organische Chemie I (für Biol./Pharm.Wiss./HST) | O | 4 KP | 4G | C. Thilgen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundlagen der Organischen Chemie: Strukturlehre. Bindungsverhältnisse und funktionelle Gruppen; Nomenklatur; Resonanz und Aromatizität; Stereochemie; Konformationsanalyse; Bindungsstärken; organische Säuren und Basen; Einführung in die Reaktionslehre; reaktive Zwischenstufen: Carbanionen, Carbeniumionen und Radikale. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis der Konzepte und Definitionen der organischen Strukturlehre. Kenntnis der für die Biowissenschaften wichtigen funktionellen Gruppen und Stoffklassen. Grundlagen für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Struktur und Reaktivität. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Einführung in die organische Strukturlehre: Isolierung, Trennung und Charakterisierung organischer Verbindungen. Klassische Strukturlehre: Konstitution, kovalente Bindungen, Molekülgeometrie, funktionelle Gruppen, Stoffklassen Nomenklatur organischer Verbindungen. Delokalisierte Elektronen: Resonanztheorie und Grenzstrukturen, Aromatizität. Stereochemie: Chiralität, Konfiguration, Topizität. Moleküldynamik und Konformationsanalyse. Bindungsenergien, nicht-kovalente Wechselwirkungen. Organische Säuren und Basen. Reaktionslehre: grundlegende thermodynamische und kinetische Betrachtungen; reaktive Zwischenstufen (Radikale, Carbeniumionen, Carbanionen). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ein gedrucktes Skript ist im Rahmen der Vorlesung erhältlich. Für die Übungen werden Lösungsvorschläge abgegeben. Alle Unterlagen stehen online im Moodle-Kurs "Organische Chemie I" des aktuellen Semesters zur Verfügung (https://moodle-app2.let.ethz.ch). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | · Basisbuch Organische Chemie. Carsten Schmuck, Pearson Studium, 2018. (Kompaktes Lehrbuch für die ersten beiden Semester; 412 Seiten). · Organische Chemie. K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore, Übers. hrsg. von Holger Butenschön, 6. Aufl., Wiley-VCH, 2020. · Organic Chemistry: Structure and Function. K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore, 8th ed., W. H. Freeman & Company, 2018. · Organic Chemistry. T. W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder, 12th ed., Wiley, 2016. · Organische Chemie. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2. Aufl., Springer Berlin, 2017 (Korr. Nachdr. 2. Auflage 2013). · Organic Chemistry. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, 2nd ed., Oxford University Press, 2012. · Organische Chemie. Paula Y. Bruice, 5. akt. Aufl., Pearson Studium, 2011. · Organic Chemistry. Paula Y. Bruice, 8th ed., Pearson, 2016. · Essential Organic Chemistry. Paula Y. Bruice, 3rd ed., Pearson, 2015. (Designed for a one-term course) · Organic Chemistry I as a Second Language – Translating the basic concepts (Taschenbuch mit Übungen: 400 Seiten). David R. Klein; 4th ed., Wiley, 2016. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Lerneinheit besteht aus 36 Stunden Vorlesung und 20 Stunden Übungen (in Gruppen von ca. 25 Personen). Zusätzlich stehen Online-Übungen in der e-Learning-Umgebung Moodle (Kurs OC I) zur Verfügung. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| Basisprüfungsblock 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 402-0073-00L | Physik I  | O | 3 KP | 2V + 2U | T. M. Ihn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Konzepte und Werkzeuge der Physik unter Zuhilfenahme von Demonstrationsexperimenten: Mechanik und Elemente der Quantenmechanik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden kennen und verstehen die grundlegenden Begriffe der naturwissenschaftlich-physikalischen Naturbeschreibung. Sie verstehen die grundlegenden Konzepte und Gesetze der Mechanik und können sie in praktischen Beispielaufgaben anwenden. Sie kennen das Konzept der Quantisierung und der Quantenzahlen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | 1. Beschreibung von Bewegungen 2. Die Newtonschen Gesetze 3. Arbeit und Energie 4. Stossprobleme 5. Welleneigenschaften von Teilchen 6. Der atomare Aufbau der Materie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | T. Ihn: Physik für Studierende der Biologie und der Pharmazeutischen Wissenschaften (unveröffentlichtes Vorlesungsskript) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Die Vorlesung enthält Elemente aus: Paul A. Tipler and Gene P. Mosca, "Physik für Wissenschaftler und Ingenieure", Springer Spektrum. Feynman, Leighton, Sands, "The Feynman Lectures on Physics", Volume I (http://www.feynmanlectures.caltech.edu/) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 401-0291-00L | Mathematik I | O | 6 KP | 4V + 2U | A. Caspar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Mathematik I/II ist eine Einführung in die ein- und mehrdimensionale Analysis und die Lineare Algebra unter besonderer Betonung von Anwendungen in den Naturwissenschaften. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden + verstehen Mathematik als Sprache zur Modellbildung und als Werkzeug zur Lösung angewandter Probleme in den Naturwissenschaften. + können Entwicklungsmodelle analysieren, Lösungen qualitativ beschreiben oder allenfalls explizit berechnen: diskret/kontinuierlich in Zeit, Ebene und Raum. + können Beispiele und konkrete arithmetische und geometrische Situationen der Anwendungen interpretieren und bearbeiten, auch mit Hilfe von Computeralgebrasystemen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | ## Eindimensionale diskrete Entwicklungen ## - linear, exponentiell, begrenzt, logistisch - Fixpunkte, diskrete Veränderungsrate - Folgen und Grenzwerte ## Funktionen in einer Variablen ## - Reproduktion, Fixpunkte - Periodizität - Stetigkeit ## Differentialrechnung (I) ## - Veränderungsrate/-geschwindigkeit - Differentialquotient und Ableitungsfunktion - Anwendungen der Ableitungsfunktion ## Integralrechnung (I) ## - Stammfunktionen - Integrationstechniken ## Gewöhnliche Differentialgleichungen (I) ## - Qualitative Beschreibung an Beispielen: Beschränkt, Logistisch, Gompertz - Stationäre Lösungen - Lineare DGL 1. Ordnung - Trennung der Variablen ## Lineare Algebra ## - Erste Arithmetische Aspekte - Matrizenrechnung - Eigenwerte / -vektoren - Quadratische LGS und Determinante | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | In Ergänzung zu den Vorlesungskapiteln der Lehrveranstaltungen fassen wir wichtige Sachverhalte, Formeln und weitere Ausführungen jeweils in einem Vademecum zusammen. Dabei gilt: * Die Skripte ersetzen nicht die Vorlesung und/oder die Übungen! * Ohne den Besuch der Lehrveranstaltungen verlieren die Ausführungen ihren Mehrwert. * Details entwickeln wir in den Vorlesungen und den Übungen, um die hier bestehenden Lücken zu schliessen. * Prüfungsrelevant ist, was wir in der Vorlesung und in den Übungen behandeln. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Siehe auch Lernmaterial > Literatur **Th. Wihler** Mathematik für Naturwissenschaften, 2 Bände: Einführung in die Analysis, Einführung in die Lineare Algebra; Haupt-Verlag Bern, UTB. **H. H. Storrer** Einführung in die mathematische Behandlung der Naturwissenschaften I; Birkhäuser. Via ETHZ-Bibliothek: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-0348-8598-0 **Ch. Blatter** Lineare Algebra; VDF und als Skript in der PolyBox **A. Caspar, N. Hungerbühler** Mathematische Modellierung in den Life Sciences, Springer. Via ETH-Bibliothek: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-66018-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | ## Übungen und Prüfungen ## + Die Übungsaufgaben (Handaufgaben, Khan-Aufgaben, Multiple-Choice) sind ein wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung. + Es wird erwartet, dass Sie mindestens 9 von 13 der wöchentlichen Serien bearbeiten und zur Korrektur einreichen. + Der Prüfungsstoff ist eine Auswahl von Themen aus Vorlesung und Übungen. Für eine erfolgreiche Prüfung ist die konzentrierte Bearbeitung der Aufgaben unerlässlich. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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