Biophotonik in den Pflanzenwissenschaften

Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur

Version 15.0 vom 23.03.2018

44M0167

Biophtonics in Plant Sciences

Angewandte Nutztier- und Pflanzenwissenschaften (M.Sc.)

5

Das Modul beschäftigt sich mit der Wirkung von Licht auf Pflanzen und mit den lichtbasierten Analysemöglichkeiten in den Pflanzenwissenschaften. Licht wird dabei überwiegend als Partikelstrom (Photonen) im gesamten Wellenlängenspektrum betrachtet. Das Modul bereitet Studierende auf Tätigkeiten in der pflanzenbaulichen Forschung vor.

1. Eigenschaften von Photonen
   1.1 Energie, Wellenlänge, Frequenz, Impuls
   1.2 Interferenz, Kohärenz, Polarisation
   1.3 Spezielle Quanteneigenschaften
2. Photonenerzeugung und Photonenquellen
   2.1 Sonne, Wärmestrahler
   2.2 LEDs, Entladungssysteme, Laser
3. Photonenauslöschung und Pigmente
   3.1 Dioden, Photomultiplier, CCD-Chips
   3.2 Pflanzenpigmente
4. Photonik der Biosynthese in Pflanzen
   4.1 Photosysteme und Antennenpigmente
   4.2 Jablonski Diagramme der Photosynthese
   4.3 Spezielle Schalterpigmente
   4.4 Pflanzenbauliche Licht- und Kunstlichtsysteme
5. Photonische Messtechnik
   5.1 Einfache Sensoren (Dioden etc.)
   5.2 Kameratechnik (2D, 2,5D, 3D)
   5.2 Tomografie
   5.3 Thermografie
   5.1 Moderne Mikroskopie (Konfokal, STED etc.)
   5.2 Spektrometrie, Pflanzenindizes
   5.3 Bildanalytische Verfahren (2D, 2,5D, 3D)
6. Laser
   6.1 Grundlagen
   6.2 Phytoanwendungen
7. Übungen und Kleinversuche zur Biophotonik

Wissensverbreiterung
Studierende dieses Moduls erweitern ihre Wissensbasis, wieso Photonen die wichtigsten Energieübertragungsteilchen im Bereich der Pflanzenwissenschaften sind. Sie erkennen die Dominanz der Photonenwirkungen im Gesamtbereich von Biologie, Chemie und Technik.
Wissensvertiefung
Die Studierenden erweitern ihre Wissensbasis im Hinblick auf Photonenwirkungen und Photosynthese auf den aktuellen Stand der Forschung.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden lernen mit wichtigen Mess- und Analysesystemen im Bereich der angewandten Pflanzenwissenschaften umzugehen.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage, aktuelle Literatur im Bereich der pflanzenbaulichen Biophotonik zu verstehen und deren jeweiligen Stellenwert zu hinterfragen.
Können - systemische Kompetenz
Studierende, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben, sind in der Lage, in Forschungslaboratorien Tätigkeiten im Bereich der angewandten Pflanzenwissenschaften zu übernehmen. Ferner können Sie wissenschaftliche Fragestellungen im Bereich der Pflanzenbiophotonik auf Promotionsniveau bearbeiten.

Vorlesung, Kleinversuche, Referate

Physikalische Grundkenntnisse

Rath, Thomas

• Rath, Thomas
• Ruckelshausen, Arno

5

• Ausgearbeitetes Skript
• Feynman: QED - die seltsame Theorie des Lichts und der Materie. Piper Verlag

Mündliche Prüfung und Referat

mündliche Prüfung (80 %) + Referat (20 %)

Das Referat sollte auf der aktuellen Literatur oder auf einem Kleinversuch aufbauen.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch und Englisch