Sök i programutbudet

Använd sökfunktionen för att leta efter kurser och program i Chalmers utbildningsutbud. Den programplan och utbildningsplan som avser dina studier är i allmänhet från det läsår du började dina studier.

​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
MCC020 - Nanobiovetenskap för informationsbehandling
Nanobioscience for information processing
 
Kursplanen fastställd 2014-02-13 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: MPNAT
7,5 Högskolepoäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd
Utbildningsnivå: Avancerad nivå
Huvudområde: Elektroteknik, Teknisk fysik
Institution: 59 - MIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP


Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter: Ja
Blockschema: B

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0106 Tentamen 7,5hp Betygskala: TH   7,5hp   Kontakta examinator,  Kontakta examinator,  Kontakta examinator

I program

MPBME MEDICINSK TEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPNAT NANOTEKNOLOGI, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (valbar)

Examinator:

Zoran Konkoli


Behörighet:


För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven: Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

1 . Förståelse av följande koncept: ODE, sannolikhetsbegrepp och grundläggande teori, energi, energilandskap, kännedom av " diffusion "  (men om du inte vet mycket om det är det inte ett problem)
2 . Grundläggande understandning av boolesk logik ( AND , OR , XOR , etc. )
3 . Grundläggande kunskaper i datorarkitektur (CPU , minne , databuss , etc. )
4 . Öppet sinne.

Syfte

Mikroelektronik går för närvarande in i en tid präglad av
nanoelektronik. Denna nedskalning av mikroprocessorer kommer så småningom att
kräva helt nya datorarkitekturer och beräkningskoncept. Man måste ta itu med
frågor som: hur små kan programmerbara logiska grindar bli, kan de vara gjorda
av andra enheter på nanoskala än konventionella transistorer? Helt klart är
alla dessa frågor är icke-triviala och det kommer att ta år av forskning innan
vi kan svara på dem.



Men varför uppfinna hjulet? Naturen har redan utformat
underbara informationsprocess-arkitekturer. Det enda vi behöver göra är att
förstå dessa mönster och anpassa dem till våra behov. När det kommer till
informationsbehandling med mycket små komponenter, är den levande cellen en
arena som är värd att förstå och utnyttja. Intracellulära komponenter utför en
myriad av informationsbehandlingsuppgifter och har utvecklat sinnrika sätt att
göra det på. Kursen kommer att introducera dig till denna värld. Syftet är att
introducera studenterna till ett nytt tankesätt, och att förse studenterna med
en ( minimal ) uppsättning färdigheter som är nödvändiga för en självständig
verksamhet inom detta område, både från teoretisk och experimentell synpunkt.
Således bortses från att diskutera informationsbehandlingsaspekter, vi kommer
att fokusera på att förstå "hur vet vi", dvs vilka experiment kan man göra för
att karakterisera biologiska modellsystem för informationsbehandling.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Analysera biologiska processer i den levande cellen från
informationsbehandlingssynpunktgenom och kunna jämföra den levande cellen med
datorer.



För en given biokemisk krets bestämmer dess funktion, det vill säga analysera
vilken typ av beräkning kan göra ( t.ex. NAND eller NOT -grind ) . Omvänt ,
givet en logisk grind konstruera den biokemiska krets som skulle kunna fungera
som grinden.

Exemplifiera hur man konstruerar enkla kemiska analoga enheter som
transistorn eller förstärkaren.

Förklara hur DNA- maskiner fungerar och vilken roll den har i den intracellulära
informationsbehandling.

Förklara fåtal utvalda biologiska uppgifter av DNA maskiner: förklara vad en polymeras,
promotorn, eller operatorn är.

Förklara hur genetiska nätverk fungerar. Beskriv vad transkriptionsfaktorer
är och hur de interagerar med DNA, och eventuellt med varandra.

För en given egenskap som du vill mäta i den levande cellen, identifiera och
förklara lämplig experimentell utrustning som kan användas för uppgiften.

För en given del av det levande cell (t.ex. en lång molekyl, en kort molekyl, ett enzym, ett protein , en reaktion nätverk ) identifiera det rätta
teoretiska ramverket och förklara vilka teoretiska verktyg kan användas för
uppgiften.

Beskriv vad som styr formen av proteinet.

Beskriva och exemplifiera vad ett biokemiskt motiv är.

Innehåll

Fenomen, modellering
och tillämpningar:



Fenomen = grundläggande cellbiologi kring genetiska nätverk.

Modellering = Experimentella och teoretiska
metoder. Lipid membran och vesiklar. Nanoscale reaktorer och nätverk. Reaktion
- diffusion ekvationer med tillämpningar.

Tillämpningar = DNA-logiken och
DNA-beräkning, cellsignalering, metabolisk reglering, neurela nätverk,
syntetisk biologi och biokemiska kretsar.

Organisation

De olika ämnen kommer att täckas genom regelbundna föreläsningar (tre
stycken gästföreläsningar).

Litteratur

Gästföreläsare kommer att ge sitt eget material (extra artiklar, ppts).
Majoriteten av föreläsningarna kommer att vara från Uri Alon , En introduktion
till systembiologi : Designprinciper för biologiska kretsar , Chapman &
Hall . Det här är boken som vi huvudsakligen kommer att följa.

Examination inklusive obligatoriska moment


Inlämningsuppgifter varje vecka
(obligatoriska, inga betyg). Två muntliga tentor där slutbetyget är ett  genomsnitt
av dessa två. Slutbetyg från den muntliga tentamen kan höjas (med ett steg max)
om alla hemuppgifter är inlämnade i tid (förseningar tolereras men måste
godkännas av läraren). Det innebär att du måste vara med hela tiden.

VIKTIGT: Betygskriterier för den muntliga
tentamen är följande: (3) en elev vet men examinatorn måste hjälpa en hel del, (4)
en elev vet med mycket lite hjälp från examinator, (5) examinatorn har en
känsla av att han talar till en kollega (naturligtvis inom ramen för
kursplanen). Det finns en enorm flexibilitet att arrangera muntliga tentamen.
Naturligtvis 
får detta system inte missbrukas. Du kommer att få ytterligare
tentamensmöjligheter (t.ex. för att höja ditt betyg) under förutsättning att du
ärligt försöker förbättra dina kunskaper.





Sidansvarig Publicerad: on 24 jan 2018.