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Die physikalischen Grundlagen und Vorgänge in lebendiger Materie sind die Themen der Biophysik. Die biologische Physik vereint Methoden und Ansätze aus unterschiedlichen Bereichen und bringt sowohl theoretische als auch experimentelle Konzepte aus vielen naturwissenschaftlichen Disziplinen zur Anwendung. Wichtige Themenfelder, die im vorliegenden Lehrbuch ausführlich behandelt werden, sind Zellstruktur, neuronale Signalübertragung, biologische Membranen, Evolution, Photosynthese, Immunologie u.v.a.m.
In dieser vollständig überarbeiteten Auflage sind als neue Themen die Mikroanatomie der Zellhülle, Spannungs-Homeostasie und Krebs sowie die Echoortung der Fledermaus hinzugekommen.
Das Buch wendet sich an Studenten der Naturwissenschaften im Haupt- bzw. Masterstudium sowie an Doktoranden

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Teil I - Einführung:
-Kann die Physik zum Verständnis biologischer Lebensvorgänge beitragen?
-Ein historischer Überblick
-Biologische Evolution als Zusammenspiel von Physik und Genetik.
-Die Zelle: Bauelement der Zelle und Ihre Funktion. Phänomenologie der Zellteilung.
Teil II: Molekulare Biophysik:
-Einführung in die Thermodynamik ?und chemische Kinetik
-Biologische Makromoleküle und ihre Funktion.
-Strukturbildende und funktionelle Lipide
-Lipid als Sekundäre Botenmoleküle
-Konformations-Dynamik der Kohlenwasserstoffketten.
-Thermodynamische Grundlagen biologischer Materie und biochemischer Reaktionen
-Reaktions-Diffusionsgleichungen
-Das Turing Modell der Morphogenese.
-Physik der Proteine
-Physik der molekularen Erkennung.
-Fang- und Gleit-Bindungen
-Fundamentale physikalische Eigenschaften der Proteine.
-Anisotrope Kräfte in Proteinen-Triangulation der Kraftspektroskopie
- Physik der Proteinfaltung:
Statistische Mechanik von Nichtgleichgewichtszuständen
Teil III: Physik Biologischer Membranen:
- Molekulare Architektur und Funktion biologische Funktionen:
- Mikroanatomie der Zellhülle-als dreischichtiges Verbundsystem
- Photonenverstärker und Hormon-induzierte Zellproliferation- Biologische Adaption.
- Thermomechanik der Selbstorganisation und Funktion biologischer Membranen
- Membranen als pseudo -ternäre Lipidmischungen
-Homeostasie der Membranfluidität
- Membranen als semiflexible elastische Schalen -Form und Funktion
- Proteine als Sensoren und Regulatoren der Membran-Krümmung und krümmungs-induzierter Funktionen.
- Tubuläre Netzwerke des Endoplasmatischen Retikulums.
- Ein neues Paradigma der Form und Funktion zellulärer Schalen.
-Bildung funktioneller Domänen in Multikomponenten Lipid-Protein Legierungen
- Thermomechanische Prinzipien der Membrane Mikro-Anatomie
-Aktivierung von Enzymen durch elektrostatisch-hydrophobe Lipid Protein Wechselwirkung.
- Physik der Zelladhäsion
- Was uns Modellexperimente lehren
-Thermomechanisches Modell lokaler und globaler biochemischer Reaktionszentren
-Immunologische Synapsen
Teil IV. Neurophysik:
- Physiologie und Elektrostatik der Nervenleitung
Adhäsions-induzierte Myelinbildung: Ein Paradigma der Steuerung der Adhäsion durch die Glykokalix.
Steuerung des Wachstum der Axone
- Elektrodynamik der Nervenleitung
- Huxley Hodkins-Nagumo Modell der diffusiven Signalausbreitung- Axone als Kabel
- Langfristige Steuerung der Ionenkanäle durch Zell-Signalsysteme Rezeptor Tyrosin Kinasen.
- Herz-Oszillator. Ein Paradigma Biologischer Rythmen
Chemische Oszillatoren durch allosterische Prozesse .
Teil IV. Physik der Zelle.
- Mikroanatomie und Funktion des Zytoskeletts
Einführung in die Steuerung des Aktin-Zytoskeletts durch biochemische Signalsysteme und biochemische Schalter (GTPasen).
-Zyklische Aktin-Polymerisation als Triebkraft der Zellbewegung
-Das Mikrotubulin-basierte Zytoskelett und seine Rolle bei der Zellteilung
- Ein Paradigma der Strukturierung biologischer Materie durch biochemische Schalter
- Molekulare Linearmotoren
- Unkonventionelle Myosine steuern die Bildung von Filopodien und Mikrovilli
- Physik des Muskels
Mechanoenzyme regulieeren die Stabilität der Sarkomere
- Protonengetriebene Rotationsmotoren
Neue Entwicklungen
- Leben bei kleinen Reynoldszahlen
Reibungsbestimmte Antriebskräfte -Der Sandfisch als Paradigma
- Makromoleküle des extrazelluklären Raums
Die Natur als Material-Designer - Biomineralisierung
- Physik flexibler Makromoleküle-Vom Einzelmolekül zur Lösung
Oberflächenvergütung durch Polymerfilme und -bürsten.
- Molekulare Dynamik und Elastizität semiflexibler Filamente
- Viskoelastizität homogenr Netzwerke und Gele
Mikrorheologie
- Physik und Funktion der Gele: Das Konze zwischen festkörper unf flüssigkeit
Aktive Gele
- Zellen als Mechanosensoren
Polarisation der Zellen durch Zusammenspiel attraktiver und repulsiver Cell- Adhäsionsmoleküle
- Mikromec

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