Biologie I: Zellbiologische Grundlagen (Bio I)12.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Biology I: Principles of Cell Biology and Genetics)
(Prüfungsordnungsmodul: Biologie I: Zellbiologische Grundlagen)

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.)
  • Biologie I: Übungen zur Zellbiologie
    (Übung, 5 SWS, Anwesenheitspflicht, Alexandra Schambony et al., Mo, 11:15 - 12:00, HA, HB; Di, 13:15 - 19:00, Ks H, Ks L, Ks M)

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 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:

1. Biologie (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | NatFak | Biologie (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Biologie I: Zellbiologische Grundlagen)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Protokolle zu Biologie I (Prüfungsnummer: 27752)

(englischer Titel: Notes: Biology I)

Untertitel: Biologie I: Zellbiologische Grundlagen

Studienleistung, Protokollheft, unbenotet

weitere Erläuterungen:
Studienleistung: Zeichnungen von 12 Kurstagen

Erstablegung: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Herzog/Schambony

Klausur zu Biologie I (Prüfungsnummer: 27761)

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

Studienleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, unbenotet, 7.5 ECTS

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

1. Prüfer:

Herzog/Schambony

Protokollheft zu Biologie I (Prüfungsnummer: 27752)

(englischer Titel: Notes: Biology I)

Studienleistung, Protokollheft, unbenotet, 5 ECTS

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

1. Prüfer:

Herzog/Schambony