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Biologie I: Zellbiologische Grundlagen (BL1)12.5 ECTS (englische Bezeichnung: Biology I: Principles of Cell Biology and Genetics)
Modulverantwortliche/r: Manfred Frasch Lehrende:
Manfred Frasch, Christian Koch, Norbert Sauer, Ralph Rübsam, Michael Lebert, Gerald Seidel
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Biologie I (19134)
Biologie I: Zellbiologische Grundlagen (37392)
Startsemester: |
WS 2015/2016 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
150 Std. | Eigenstudium: |
225 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Biologie I: Vorlesung (Grundlagen der Biochemie, Zytologie, Genetik und Entwicklungsbiologie)
(Vorlesung, 5 SWS, Christian Koch et al., Mo, 10:15 - 11:00, HA, HB; Di, Do, 10:15 - 12:00, HA, HB; Videoübertragung aus HA in HB)
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Biologie I : Übung (Grundlagen der Zellbiologie, Genetik und Entwicklungsbiologie)
(Übung, 5 SWS, Anwesenheitspflicht, Manfred Frasch et al., Mo, 11:15 - 12:00, HA, HB; Di, 13:15 - 19:00, Ks H, Ks L, Ks M; Vorbesprechung montags in HA wird in HB übertragen)
Empfohlene Voraussetzungen:
keine
Inhalt:
Grundlagen der Biochemie
Chemische Eigenschaften von Wasser und einfacher organischer Moleküle, Aminosäuren, Aufbau von Proteinen, Sekundärstrukturen, Wasserstoffbrücken, Isolelektrischer Punkt, Proteinfaltung, einfache Methoden zur Proteinanalytik
Einfache Zucker, Zuckerderivate und Polysaccharide
Struktur und Funktionen von Nukleinsäuren, DNA Struktur, Komplexität und Topologie der DNA, DNA in verschiedenen Organismen, Organellen, Viren und Plasmiden, DNA Komplementarität, Hybridisierung und Methoden zur DNA Charakterisierung, Struktur und Funktionen unterschiedlicher RNA Moleküle, mRNA, tRNA rRNA, und RNA als Katalysator
Struktur und Eigenschaften von Lipiden, Membranaufbau, Proteine in Membranen, Grundlagen des Membrantransports
Sequenzvergleiche homologer Proteine und RNA-Moleküle
Zellbiologie
Einführung und Geschichte der Zellbiologie
Zellwand und Extrazelluläre Matrix (Glukosaminoglukane, Kollagen, Elastin, Fibronektin, Cellulose, Pektin, Lignin, Hydroxyprolinreiche Glykoproteine, Lipopolysaccharide, Murein, Teichonsäuren, Pseudomurein, S-Layers)
Plasmamembran (Funktion, Bausteine, Proteinanteil, Transport, Energetisierung, ATPasen, Rezeptoren, Signalleitung)
Zell/Zell-Verbindungen (Tight Junctions, Desmosomen, Gap Junctions, Synapsen, Plasmodesmata, elektrische Kopplung etc.)
Vakuole der Pflanzenzelle (Aufbau, Funktionen)
Lysosom der Tierzelle (Aufbau, Funktionen, Energetisierung etc.)
Peroxysomen (Aufbau, typische Reaktionen, Funktionen)
Plastiden (Typen, Entstehung, Funktionen, Speicherung, Photosynthese, Biosynthesen, Aufbau, Plastom, ATP-Synthese)
Mitochondrien (Entstehung, Funktionen, Chondriom)
Ribosomen (Funktion, Polysomen, 70S versus 80S, rRNA etc.)
Endoplasmatisches Reticulum (rau, glatt, unterschiedliche Aufgaben, Proteinsynthese und -modifikation, Sekretion)
Golgi-Apparat (Proteinmodifikationen, Sekretion etc.)
Zellkern (Aufbau, Funktion, Chromatin, Nukleosomen, Histone)
Zytoplasma, Zytosol und Zytoskelett (Mikrotubuli, Aktin, Intermediärfilamente, Motorproteine, Muskelzelle und -bewegung)
Eukaryontische Geißeln und prokaryontische Flagellen (Aufbau, Axonema, Basalkörper, Centriolen, Mikrotubuli, Flagellenmotor, Mechanismen des Antriebs, Chemotaxis etc.)
Genetik und Entwicklungsbiologie
Wachstum und Teilung (Genom/Zytoplasma-Relation, Syncytium, Plasmodium, Zellzyklus, Mitosephasen, Checkpoints, Replikation)
Genexpression, Zytogenetik und Sexualität (Transkription und RNA-Processing, Genomorganisation bei Pro- und Eukaryoten, sichtbare und aktive Strukturen des Zellkerns und der Chromosomen in der Interphase, Nukleolus, Lampenbürsten- und Polytänchromosomen, Bedeutung der Sexualität, Generationswechsel, Meiose, Mechanismen der Neukombination
Klassische Genetik (Genbegriff, Gen und Phän, Allelbegriff, Mutation und Selektion, Genpool, dominante und rezessive Merkmale, Mendel-Regeln, Genkopplung, Genkarten)
Molekulare Genetik (Genregulation, Transkriptionsfaktoren)
Entwicklung (Determination und Differenzierung, Furchungstypen, Invertebraten- und Vertebratenmodelle, Gastrulation und Keimblätter, Epithel und Mesenchym, Organogenese, Entwicklungsgene, Genkaskaden, Signaltransduktion und Induktion, Keimbahn/Soma, Stammzellkonzept, Zelltod, Krebs)
Praktische Übungen
Schneide- und Präparationstechniken, lichtmikroskopische Untersuchungen, Betrachtung von Bakterien-, Pilz-, Tier- und Pflanzenzellen sowie typischer anatomischer Grundstrukturen und Organelle, Färbetechniken, einfache zellbiologische Experimente, Interpretation elektronenmikroskopischer Bilder etc.
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
können die Grundlagen der Biochemie darstellen insbesondere die Struktur und Funktionen von Zuckern, Proteinen und Nukleinsäuren (insb. DNA);
sind in der Lage, die Merkmale und Unterschiede der Zellen von Archaeen, Bakterien, Pilzen, Pflanzen und Tieren darzustellen und die Zellbestandteile- und –bausteine zu benennen und zuzuordnen;
können das Grundlagenwissen der Genetik und Entwicklungsbiologie anwenden und verstehen die Rolle des Genoms für die Funktion und Entwicklung von Lebewesen;
sind zur Teamarbeit befähigt;
sind aufgrund der regelmäßigen aktiven Teilnahme an den Laborübungen in der Lage, die Grundtechniken zur Probenvorbereitung für die Mikroskopie anzuwenden und können sicher mit Mikroskopen umgehen;
sind fähig, das erworbene Wissen mithilfe mikroskopischer und ausgewählter zellbiologischer Arbeitstechniken praktisch anzuwenden und Zeichnungen anzufertigen;
sind in der Lage, die Messergebnisse selbständig auszuwerten und zu protokollieren;
verstehen die Prinzipien der Protokollführung.
Literatur:
Campbell & Reece: Biologie;
Voet: Biochemie;
Wehner/Gehring: Zoologie;
Weier/Nover: Allgemeine & Molekulare Botanik
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Biologie (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
(Po-Vers. 2007 | alte Prüfungsordnungen | Pflichtmodule der Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Biologie I)
- Biologie (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
(Po-Vers. 2012 | Pflichtmodule der Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Biologie I)
- Biologie (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2011 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Biologie I: Zellbiologische Grundlagen)
- Biologie (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2015w | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Biologie I: Zellbiologische Grundlagen)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Klausur zu Biologie I (Prüfungsnummer: 27751)
(englischer Titel: Examination (Klausur) on Biology I)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [3], [4])
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 27751 Klausur zu Biologie I (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 90, 7.5 ECTS, Prüfung).
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- Untertitel: Biologie I: Zellbiologische Grundlagen
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2015/2016, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: SS 2016
1. Prüfer: | Manfred Frasch (070248) |
- Termin: 11.02.2016
Termin: 21.07.2016
Termin: 16.02.2017, 08:15 Uhr
Termin: 03.08.2017
Protokolle zu Biologie I (Prüfungsnummer: 27752)
(englischer Titel: Notes: Biology I)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [3], [4])
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 27752 Protokolle zu Biologie I (Studienleistung, Form: Studienleistung, unbenotet, Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung).
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- Untertitel: Biologie I: Zellbiologische Grundlagen
- Studienleistung, Protokollheft, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
Studienleistung: Zeichnungen von 12 Kurstagen
- Erstablegung: WS 2015/2016, 1. Wdh.: SS 2016
1. Prüfer: | Manfred Frasch (070248) |
- Termin: 11.02.2016
Termin: 16.02.2017
Vorlesung Grundlagen der Zellbiologie, Genetik und Entwicklungsbiologie (Prüfungsnummer: 26601)
(englischer Titel: Lecture: Foundations of Cytology, Genetics and Developmental Biology and Tutorials: Cytology)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2])
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 26601 Vorlesung Grundlagen der Zellbiologie, Genetik und Entwicklungsbiologie (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: Klausur, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 90, 7.5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2015/2016, 1. Wdh.: WS 2015/2016, 2. Wdh.: SS 2016
1. Prüfer: | Manfred Frasch (070248) |
- Termin: 11.02.2016
Termin: 21.07.2016
Termin: 16.02.2017, 08:15 Uhr
Termin: 03.08.2017
Protokolle zu Übungen zur Zellbiologie (Prüfungsnummer: 26602)
(diese Prüfung gilt nur im Kontext der Studienfächer/Vertiefungsrichtungen [1], [2])
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 26602 Protokolle zu Übungen zur Zellbiologie (Studienleistung, Form: Studienleistung, unbenotet, Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung).
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- Studienleistung, Protokollheft, unbenotet
- weitere Erläuterungen:
Studienleistung: Zeichungen von 12 Kurstagen
- Erstablegung: WS 2015/2016, 1. Wdh.: SS 2016
1. Prüfer: | Manfred Frasch (070248) |
- Termin: 11.02.2016
Termin: 16.02.2017
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