Dynamisk modellering av levande system, 7,5 hp

Innehåll

Kursen börjar med att lyfta fram vad som skiljer modellering av levande system och icke-levande system. En av de viktigaste aspekterna är att levande system är en produkt av evolution och att de kännetecknas av ett konstant in- och utflöde av energi. Levande system är alltså aldrig i termodynamisk jämvikt. Kursen kan härifrån delas in i tre delar. I den första delen utgår vi från E. coli-bakterien som modellsystem där vi diskuterar och modellerar grundläggande genetiska processer (bl.a. genreglering och transkription). I del två behandlar vi slumpmässighet från termiska fluktuationer och hur man introducerar och simulerar detta i modeller. I den sista delen behandlar vi biologiska nätverk, specifikt hur dessa kan analyseras, vilka återkommande nätverksmotiv de är uppbyggda av och hur information sprids i dem. Kursen innehåller en genomgång av modeller och metoder, såsom stokastiska simuleringar, för att kunna analysera exempelvis biologiska nätverk, epigenetiska mekanismer och feedbacksystem i genreglering. Förutom att ge en djupare förståelse för dessa problem kommer modellerna att hjälpa dig att utveckla nya modeller vid andra problem. Kursen omfattar ett teorimoment om 6 hp och ett datorlaborationsmoment om 1,5 hp.

Kursen är främst avsedd för studenter inom utbildningar i fysik eller biovetenskap som vill förstå levande system genom modeller och simuleringar. Om du är fysikstudent har du kunskaper och färdigheter för att lösa problem i statistisk mekanik, fasta tillståndets fysik, elektromagnetism och så vidare. Om du är student inom biovetenskap har du kunskaper och färdigheter för att lösa problem inom biologi, bioteknik eller medicin. Om du kombinerar dina kunskaper och färdigheter med modellerings- och simuleringskunskaper har du en unik kompetens för att kunna lösa problem på nya sätt. Eftersom den här kursen riktar sig till studenter med olika bakgrund kommer den dessutom att bidra till att underlätta tvärvetenskaplig kommunikation mellan studenter från olika områden inom naturvetenskap.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• systematiskt beskriva nyckelaspekter vid modellering av biologiska system, aspekter som slumpmässighet, evolution, och feedback
• ingående beskriva olika typer av genregleringssystem
• ge en fördjupad förklaring till effekter av slumpässighet i biologiska system men även en ingående förklaring till slumpmässighetens orsaker
• detaljerat och ingående beskriva strukturer hos, och uppkomst av, biologiska nätverk.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• självständigt formulera och simulera stokastiska modeller för grundläggande genetiska processer, såsom olika former av genreglering och transkription
• kritiskt analysera strukturen hos biologiska nätverk och dra slutsatser om avvikelser mot standardmodeller för nätverk.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• värdera och reflektera över sin egen och andras insats vid laborativt arbete med stöd av feedback från övriga kursdeltagare
• kritiskt granska och värdera lösningsförslag inom genreglersystem och biologiska nätverk.

Behörighetskrav

Univ: Minst 150 högskolepoäng på ett naturvetenskapligt eller teknisk utbildningsprogram (där Endimensionell analys 1, 7,5 hp, Endimensionell analys 2, 7,5 hp, Linjär algebra, 7,5 hp, Differentialekvationer, 7,5 hp, samt Programmeringsteknik, 7,5 hp, eller motsvarande ingår). Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar samt genom handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimoment sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Examinationen på kursens laborationsmoment sker i grupp, med individuell bedömning, genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga rapporter och på muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). På hela momentet sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Betyget utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar, med vikt i proportion till antalet skriftliga rapporter och muntliga redovisningar, och sätts först när laborationsmomentets alla examinerande delar är godkända.

På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Betyget utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar, med vikt i proportion till storleken på kursens moment, och sätts först när alla moment är godkända. Den som godkänts i ett prov får inte undergå förnyat prov för högre betyg.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.