Fundamentals of Molecular Modeling Kierunek studiów: Biofizyka
Kod programu: W4-S2BFA21.2022

Nazwa modułu: Fundamentals of Molecular Modeling
Kod modułu: W4-2BF-MB-21-22
Kod programu: W4-S2BFA21.2022
Semestr:
  • semestr zimowy 2025/2026
  • semestr zimowy 2024/2025
  • semestr zimowy 2023/2024
Język wykładowy: angielski
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 5
Opis:
Na wykładzie student zapoznaje się z następującymi zagadnieniami: Mechanika molekularna: - Opis oddziaływań wiążących i niewiążących. - Pola siłowe: MMFF94, GAFF i GROMACS. - Metody optymalizacji: metoda gradientu prostego, najszybszego spadku i gradientów sprzężonych, algorytm Metropolisa. Klasyczne symulacje komputerowe: - Modele cząsteczek i potencjały oddziaływań między-molekularnych. Deterministyczne metody symulacji komputerowych – układy izolowane molekuł i układy rozciągłe (periodyczne warunki brzegowe, konwencja najbliższych obrazów, obcięcie sferyczne, potencjał przesunięty), równania ruchu, metody rozwiązywania równań różnicowych, dynamika z więzami, oddziaływania daleko-zasięgowe, dynamika molekularna dla zespołu mikrokanonicznego, kanonicznego i izobaryczno-izotermicznego; wartości średnie i fluktuacje, wielkości termodynamiczne, czasowe funkcje korelacji, czasy korelacji oraz współczynniki transportu, własności strukturalne (dwójkowa funkcja rozkładu, statyczny czynnik struktury), daleko-zasięgowe poprawki energii potencjalnej i ciśnienia. - Stochastyczne metody symulacji komputerowych - metoda Monte Carlo (metoda Metropolisa, symulacje dla zespołu kanonicznego). Na zajęciach laboratoryjnych otwarte programy (ang. free software), takie jak GROMACS, Avogadro, VMD, NAMD, zostaną wykorzystany do - Skonstruowania zadanej cząsteczki oraz określenie jej najbardziej prawdopodobnej konformacji. - Przeprowadzenie symulacji dynamiki molekularnej układu atomów. - Przeprowadzenie symulacji dynamiki molekularnej układu prostych cząsteczek.
Wymagania wstępne:
(brak informacji)
Literatura podstawowa:
(brak informacji)
Efekt modułowy Kody efektów kierunkowych do których odnosi się efekt modułowy [stopień realizacji: skala 1-5]
Posiada podstawową wiedzę z zakresu symulacji dynamiki molekularnej i metody Monte Carlo [MB_22_1]
 KBF_W08 [5/5]
Zna podstawy dynamiki molekularnej [MB_22_2]
 KBF_W08 [5/5]
Potrafi określić zalety i ograniczenia poznanych metod symulacji komputerowych [MB_22_3]
 KBF_W08 [5/5]
Potrafi dokonać wyboru modelu oddziaływań, zespołu statystycznego oraz parametrów klasycznych symulacji odpowiednich dla analizowanego układu [MB_22_4]
 KBF_U02 [4/5]
Potrafi wykorzystać dostępne programy otwarte do modelowania prostych cząsteczek oraz symulacji dynamiki układu atomów i cząsteczek [MB_22_5]
 KBF_U06 [4/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
egzamin [MB_22_w_1]
egzamin ustny/pisemny
 MB_22_1 MB_22_2 MB_22_3 MB_22_4 MB_22_5
zaliczenie [MB_22_w_2]
Dwa kolokwia. Skonstruowanie konfiguracji startowej zadanej molekuły oraz zoptymalizowanie jej struktury. Przygotowanie układu atomów/molekuł dla zadanej gęstości oraz warunków termodynamicznych i uruchomienie symulacji dynamiki molekularnej takiego układu. Ocena zaliczenia będzie średnią arytmetyczną ocen z kolokwiów w skali 2-5.
 MB_22_1 MB_22_2 MB_22_3 MB_22_4 MB_22_5
Rodzaj prowadzonych zajęć Praca własna studenta Sposoby weryfikacji
Typ Opis (z uwzględnieniem metod dydaktycznych) Liczba godzin Opis Liczba godzin
wykład [MB_22_fs_1]
Wykład zagadnień przedstawionych w „Opisie modułu” z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej
 30
Praca z podręcznikiem; lektura uzupełniająca
 60 egzamin [MB_22_w_1]
laboratorium [MB_22_fs_2]
Zapoznanie się z dostępnym oprogramowaniem, konstruowanie cząsteczek, dobór pola siłowego oraz wyznaczanie konfiguracji równowagowej. Zaprojektowanie układu molekuł z wykorzystaniem zaimplementowanych pól siłowych oraz symulacji dynamiki molekularnej tego układu
 30
Przyswojenie wiedzy z wykładów
 45 zaliczenie [MB_22_w_2]
Załączniki
Opis modułu (PDF)
Informacje o sylabusach mogą ulec zmianie w trakcie trwania studiów.
Sylabusy (USOSweb)
Semestr Moduł Język wykładowy
(brak danych)