ILS-B1: Grundlagen der Zellbiologie und Genetik (ILS-B1)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: ILS-B1: Principles of Cell Biology and Genetics)
(Prüfungsordnungsmodul: Grundlagen der Zellbiologie und Genetik)

Lehrveranstaltungen:

• • Biologie I: Vorlesung Grundlagen der Biochemie, Zytologie, Genetik und Entwicklungsbiologie
    (Vorlesung, 5 SWS, Christian Koch et al., Mo, 10:15 - 11:00, HA; Di, Do, 10:15 - 12:00, HA; Nähere Informationen zu den Online-Angeboten finden Sie auf der StudOn Seite zur Vorlesung.)

Inhalt:

Biomoleküle (Koch)

• Grundlegende chemische Eigenschaften von Wasser und einfacher organischer Moleküle, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Carbonsäuren, Ester, Amine. Eigenschaften von Aminosäuren, Aufbau von Proteinen, Sekundärstrukturen, Wasserstoffbrückenbindungen, Isolelektrischer Punkt, Proteinfaltung, einfache Methoden zur Proteinanalytik,- Struktur von einfachen Zuckern, Zuckerderivaten und Polysacchariden

• Struktur und Funktionen von Nukleinsäuren, DNA Struktur, Komplexität und Topologie der DNA in verschieden Organismen, Organellen, Viren und Plasmiden, DNA Komplementarität, Hybridisierung und einfache 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 und Grundlagen des Transports über Membranen,- Sequenzvergleiche homologer Proteine.
  

Zellbiologie (Sauer)

• Einführung und Geschichte der Zellbiologie (Entwicklung der Mikroskopie, Zelle, Gewebe, Organe etc.)

• Zellwand und Extrazelluläre Matrix (Glukosaminoglukane, Kollagen, Elastin, Fibronektin, Cellulose, Pektin, Lignin, Hydroxyprolinreiche Glykoproteine, Lipopolysaccharide, Murein, Teichonsäuren, Pseudomurein, S-Layers)

• Plasmamembran (Funktion, Bausteine, Proteinanteil, Transport, ATPasen, Energetisierung, Rezeptoren, Signalleitung, second messanger etc.)

• Zell/Zell-Verbindungen (Tight Junctions, Desmosomen, Gap Junctions, Synapsen, Plasmodesmata, elektrische Kopplung etc.)

• Vakuole der Pflanzenzelle (Aufbau, Funktionen, Speicherung, Energetisierung etc.)

• Lysosom der Tierzelle (Aufbau, Funktionen, Energetisierung etc.)

• Peroxysomen (Aufbau, typische Reaktionen, Funktionen in Tier und Pflanze)

• Plastiden (verschiedene Typen, Entstehung, Funktionen, Speicherung, Farb¬gebung, Photosynthese, Biosynthesen, Aufbau, Plastom, ATP-Synthese etc.)

• Mitochondrien (Entstehung, Funktionen, Chondriom, ATP-Synthese etc.)

• Ribosomen (Funktion, Polysomen, 70S versus 80S Ribosomen, Ribosomen von Mitochondrien und Plastiden, rRNA etc.)

• Endoplasmatisches Reticulum (rau, glatt, unterschiedliche Aufgaben, Protein¬synthese und - modifikation, Sekretion, Signal Recognition Particle etc.)

• Golgi-Apparat (Proteinmodifikationen, Sekretion etc.)

• Zellkern (Funktion, Chromatin, Nukleosomen, Histone, DNA, Kernhülle, Kernporen etc.)

• Zytoplasma, Zytosol und Zytoskelett (Mikrotubuli, Aktin, Intermediärfilamente, Motorproteine, Dyneine, Kinesine, Myosine, Muskelzelle und Muskelbewegung)

• eukaryontische Geißeln und prokaryontische Flagellen (Aufbau, Axonema, Basalkörper, Centriolen, Mikrotubuli, Flagellenmotor, Mechanismen des Antriebs, Chemotaxis etc.).
  

Genetische Grundlagen (Frasch)

• 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 der Chromosomen in der Interphase, Nukleolus, Lampenbürstenchromosomen, 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 (Differenzierung und Determination, Zygotengröße und Furchungstypen, Invertebraten- und Vertebratenmodelle der Entwicklung, Gastrulation und Keimblätter, Epithel und Mesenchym, Organogenese, Entwicklungsgene, Kontrollgene als Transkriptionsfaktoren, Signaltransduktion und Induktion, Genkaskade bei Drosophila, Keimbahn & Soma, Stammzellkonzept, Zelltod, Krebs).
  

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;

• sind fähig, biochemische Aufgaben und Funktionen der Zelle zuordnen

• können das Grundlagenwissen der Genetik und Entwicklungsbiologie anwenden und verstehen die Rolle des Genoms für die Funktion und Entwicklung von Lebewesen.
  

Literatur:

B. Alberts: Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie;
W. Nultsch: Allgemeine Botanik

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Integrated Life Sciences: Biologie, Biomathematik, Biophysik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | NatFak | Integrated Life Sciences: Biologie, Biomathematik, Biophysik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Grundlagen der Zellbiologie und Genetik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zur Vorlesung Biologie I (Prüfungsnummer: 31601)

(englischer Titel: Examination (Klausur) on Lecture: Biology I)

Untertitel: Grundlagen der Zellbiologie und Genetik

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: WS 2022/2023, 2. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Herzog/Schambony

Termin: 17.08.2022, 15:00 Uhr, Ort: Ballspielhalle, Gebbertstraße 123b, 91058 Erlangen