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Modulhandbuch

17 831 Molekulare Biotechnologie

Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung,

Landnutzung und Umwelt

Technische Universität München

http://www.tum.de/

www.wzw.tum.de

Modulhandbuch

Generiert am 25.08.2013

Verzeichnis Modulbeschreibungen

CH0935: Anorganische Chemie (Anorganische Chemie)

CH0936: Biochemie 1 (Biochemie 1)

WZ2002: Einführung in die Genetik (Einführung in die Genetik)

CH0937: Mathematik (Mathematik)

PH9913: Experimentalphysik inkl. Praktikum (Experimentalphysik inkl. Praktikum) WZ2640: Biochemie 2 (Biochemie 2) CH0938: Organische Chemie 1 (Organische Chemie 1) WZ2641: Mikrobiologie (Mikrobiologie) WZ2004: Einführung in die Pflanzenwissenschaft (Einführung in die Pflanzenwissenschaft) WZ2642: Informatik (Informatik) WZ2643: Physiologie (Physiologie) CH0648: Bioanorganische Chemie (Bioanorganische Chemie) MA9605: Einführung in die Statistik (Einführung in die Statistik) CH0939: Organische Chemie 2 (Organische Chemie 2) CH0940: Biochemie 3 (Biochemie 3) CH0947: Physikalische Chemie (Physikalische Chemie) WZ2644: Einführung in die Biotechnologie (Einführung in die Biotechnologie) WZ2009: Biochemische Analytik (Biochemische Analytik) CH0663: Zelluläre Biochemie 1 (Zelluläre Biochemie 1) WZ2522: Allgemeine Pharmakologie für Studierende der Biowissenschaften (Allgemeine Pharmakologie für Studierende der Biowissenschaften) WZ2016: Proteine: Struktur, Funktion und Engineering (Proteine: Struktur, Funktion und Engineering) MW2094: Bioverfahrenstechnik (Bioverfahrenstechnik) WZ2646: Molekulare Pflanzenbiologie und Züchtung (Molekulare Pflanzenbiologie und Züchtung) WZ2013: Molekulare Bakteriengenetik (Molekulare Bakteriengenetik) WZ2647: Angewandte und rechtliche Aspekte der Biotechnologie (Angewandte und rechtliche Aspekte der Biotechnologie) WZ3010: Grundlagen der Immunologie (Grundlagen der Immunologie) WZ5012: Hygienic Processing 2 (Aseptik und Sterilprozesstechnik) (Hygienic Processing 2 (Aseptik und Sterilprozesstechnik)) WI000295: Betriebswirtschaftslehre für Naturwissenschaftler (Betriebswirtschaftslehre für Naturwissenschaftler) WZ2019: Metabolic Engineering und Naturstoffproduktion (Metabolic Engineering und Naturstoffproduktion) WZ2654: Bachelor's Thesis Modulbeschreibung CH0935: Anorganische Chemie Fakultät für Chemie

Modulniveau: Sprache: Semesterdauer: Häufigkeit:

Bachelor Deutsch Einsemestrig Wintersemester

Credits:* Gesamtstunden: Eigenstudiumsstunden: Präsenzstunden:

* Die Zahl der Credits kann in Einzelfällen studiengangsspezifisch variieren. Es gilt der im Transcript of Records oder Leistungsnachweis ausgewiesene Wert.

Beschreibung der Studien-/ Prüfungsleistungen:

Ein Teil der Prüfungsleistung wird in Form einer Klausur erbracht. In dieser soll nachgewiesen werden, dass in begrenzter Zeit und ohne Hilfsmittel ein Problem erkannt wird und Wege zu einer Lösung gefunden werden können. Die Prüfungsfragen gehen über den gesamten Vorlesungsstoff. Die Antworten erfordern teils eigene Berechnungen und Formulierungen teils Ankreuzen von vorgegebenen Mehrfachantworten. Die Lernzielkontrolle im Praktikum wird in Form eines Testates und der Bewertung der Praktikumsleistung (Gewichtung Testat:Praktikum; 1/3:2/3) erbracht. Im Testat soll nachgewiesen werden, dass in begrenzter Zeit und ohne Hilfsmittel ein Problem erkannt wird und Wege zu einer Lösung gefunden werden können. Die Prüfungsfragen gehen über den gesamten Seminarstoff und die theoretischen Grundlagen des Praktikums. Die Antworten erfordern teils eigene Berechnungen und Formulierungen. Die Laborleistung umfasst die regelmäßige, aktive Teilnahme am Praktikum, die Durchführung und die Anfertigung von Versuchsprotokollen, sowie die Durchführung von Vorbereitungs- und Ergebnisbesprechungen. Die Lernenden zeigen in den Protokollen, Vorbereitungs- und Ergebnisgesprächen, ob sie die erarbeiteten Informationen beschreiben, interpretieren und auf ähnliche Sachverhalte übertragen können. Die Laborpraktischen Anteile des Moduls sind von den Studierenden persönlich zu erbringen.

Prüfungsart: Prüfungsdauer (min.): Wiederholungsmöglichkeit:

schriftlich und mündlich 150 Folgesemester (Empfohlene) Voraussetzungen:

Voraussetzung ist Interesse an Chemie als experimentelle Naturwissenschaft.

Inhalt:

Die Vorlesung gibt einen Überblick über die Grundlagen der Allgemeinen Chemie mit einem Schwerpunkt in Anorganischer Chemie. Der Erstsemester-Einführungskurs beinhaltet in einem ausgewogenen Verhältnis sowohl die Präsentation theoretischer Konzepte als auch die Beschreibung der Eigenschaften und Reaktivitätsmuster der Elemente und derer Verbindungen. Letzteres wird mit einer Vielzahl chemischer Experimente verdeutlicht.

Ausgewählte Aspekte der Industriellen Chemie und der Umweltchemie werden durch eingeladene Gastdozenten vorgestellt. Inhalt des Seminars und des Praktikums ist die Vermittlung von theoretischen und praktischen Kenntnissen zur quantitativen Bestimmung anorganischer Stoffe durch u.a. Säure-Base-Titration, Redoxtitration, Komplexometrie und Gravimetrie. Die zugrundeliegenden Reaktivitäten und chemischen Prinzipien (Säure-BaseTheorie, Komplexchemie, Redoxchemie und Löslichkeit) werden eingeübt und anhand praktischer Versuche wiederholt und vertieft.





CH0935: Anorganische Chemie (Inorganic Chemistry) Seite 1 von 2

Lernergebnisse:

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, die Chemie wichtiger Elemente und ihrer Verbindungen zu bewerten. Umfangreiche Grundlagen und Grundkenntnisse in Anorganischer und Allgemeiner Chemie werden vermittelt. Experimente dienen der Verdeutlichung und als Anreiz das Studium einer experimentellen Wissenschaft erfolgreich weiter zu verfolgen. Aufgrund der unterschiedlichen Eingangsniveaus (Grund-/Leistungskurse) und der in der gymnasialen Oberstufe hauptsächlich organisch orientierten Ausbildung sollen Grundlagen für ein weiteres erfolgreiches Chemiestudium vermittelt und gelegt werden. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, bestimmte anorganische Stoffe unter Anwendung verschiedener Arbeitstechniken quantitativ zu analysieren. Sie verstehen die zugrundeliegenden chemischen Prinzipien und Reaktivitäten und können die Regeln der Säure-Base-, Redox-, Komplex- und Löslichkeits-Theorie problemorientiert anwenden um neue Analyseansätze zu entwickeln.

Lehr- und Lernmethoden:

Das Modul besteht aus einer Vorlesung und einem Praktikum mit Seminar. Die Vorlesung gibt ein Rückgrat der Lerninhalte vor, die durch eigenes Literaturstudium (Lehrbücher) vertieft und erweitert werden müssen. Interesse an eigenständiger Vertiefung von präsentiertem Wissen soll ebenso geweckt werden, wie die prinzipielle Erkenntnis, dass der Inhalt der Vorlesung keine dogmatische Vermittlung von unverrückbaren Wahrheiten sein kann, sondern auf reproduzierbaren Experimenten beruht, deren Ergebnisse Interpretationen offen stehen die wiederum auf reproduzierbaren Voraussetzungen beruhen können. Die Inhalte des Praktikums werden durch Experimente vermittelt und durch Praktikumsberichte (Protokolle) vertieft. Darüber hinaus können durch Vorbereitungs- und Ergebnisbesprechungen offene Fragen geklärt und weiterführende Zusammenhänge und Aspekte aufgezeigt werden. Im begleitenden Seminar werden theoretische Grundlagen vermittelt und die Studierenden zum Studium der Literatur und der inhaltlichen Auseinandersetzung mit den Themen angeregt.

Medienform:

Experimente, Tafelanschrieb, Powerpointpräsentationen, Praktikumsskript

Literatur:

Chemie, Charles E. Mortimer (übersetzt), 6. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1996; Anorganische Chemie, Erwin Riedel, 3. Auflage, de Gruyter Verlag, Berlin, 1994. Daniel C. Harris: Lehrbuch der quantitativen Analyse.

Udo R. Kunze: Grundlagen der quantitativen Analyse.

Modulverantwortliche(r):

Thomas Fässler, thomas.faessler@lrz.tum.de

Lehrveranstaltungen (Lehrform, SWS) Dozent(in):

Anorganische Experimentalchemie (LV0001) (Vorlesung, 4 SWS) Fässler T Analytisch-chemisches Grundpraktikum für Biochemie und Molekulare Biotechnologie ( LV0107) (Praktikum, 3 SWS) Schuster M, Zhang-Preße M Seminar zum Analytisch-chemischen Grundpraktikum für Biochemie und Molekulare Biotechnologie (LV0185) (Seminar, 1 SWS) Schuster M, Zhang-Preße M

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Beschreibung der Studien-/ Prüfungsleistungen:

Die Prüfungsleistung für die beiden Vorlesungen wird in Form einer Klausur erbracht. In dieser soll nachgewiesen werden, dass in begrenzter Zeit und ohne Hilfsmittel ein Problem erkannt wird und Wege zu einer Lösung gefunden werden können. Die Prüfungsfragen gehen über den gesamten Vorlesungsstoff. Die Antworten erfordern teils eigene Berechnungen und Formulierungen teils Ankreuzen von vorgegebenen Mehrfachantworten. Als Prüfungsleistung im Praktikum müssen alle Einzelversuche vollständig absolviert werden. Die theoretische Vorbereitung für das Praktikum wird anhand von Fragen zum Praktikum überprüft die im Rahmen der Praktikumsberichte (Versuchsprotokolle) schriftlich zu beantworten sind. Das Seminar zum Praktikum dient hierbei als Vorbereitungsgrundlage. In die Benotung des Praktikums gehen neben den Praktikumsberichten auch die theoretische Vorbereitung und die praktische Arbeit mit ein. Die Gesamtnote des Moduls ergibt sich aus der Praktikumsnote und der Klausurnote im Gewicht 1:3. Die Laborpraktischen Anteile des Moduls sind von den Studierenden persönlich zu erbringen.

Prüfungsart: Prüfungsdauer (min.): Wiederholungsmöglichkeit:

schriftlich und mündlich 90 Folgesemester (Empfohlene) Voraussetzungen:

CH0936: Biochemie 1 (Biochemistry 1) Seite 1 von 3

Inhalt:

Einführung in die Biochemie:

Moleküle des Lebens (Wasser; Nukleinsäuren; Aminosäuren; Zucker; Lipide); Struktur, Aufbau und Funktion von Biomolekülen; Aufbau der pro- und eukaryontischen Zelle; Organelle (Struktur und Funktion); Transkription;

Translation; Ribosom (Aufbau und Funktion); Proteinsekretion; Proteinabbau; Grundlagen biochemischer Prozesse der Enzymologie.

Praktikum und Seminar: Die Zelle und ihre molekularen Bausteine Versuch 1: Konzentrationsbestimmung von Proteinlösungen, UV/Vis-Spektroskopie (Lambert-Beer);

Fluoreszenzspektroskopie; Bradford; Puffer; Titration und Herstellung von Phosphatpuffern; pH-Wertbestimmung.

Versuch 2: Zellaufbau; Mikroskopie (Aufbau und Funktion von Mikroskopen); Licht- und Fluoreszenz-Mikroskopie von Bakterien, Hefen und eukaryontischen Zellen; Zellfixierung; Zellfärbungen (Giemsa, Eosin, Safranin);

Fluoreszenzfärbungen (DAPI; Mitotracker).

Versuch 3: Zellwachstum; Teilungsrate, Wachstumskurven von Bakterien und Hefen; Kultivierungstechniken und Medien; Steriltechniken.

Versuch 4: Nukleinsäuren; Extraktionstechniken; Aufreinigung von DNA und RNA; Konzentrations- und Reinheitsbestimmung von DNA und RNA.

Versuch 5: PCR und qRT-PCR; Funktionsprinzip der PCR und qRT-PCR; Reverstranskription; Zeitlicherverlauf der PCR-Reaktion; DNA-Gelelektrophorese; DNA-Nachweis- und Färbetechniken.

Versuch 6: Enzyme; Michaelis-Menten Model; Laktatdehydrogenase-Umsatzreaktion; Enzyminhibitoren; UV/VisSpektroskopie.

Versuch 7: Kristallisation von Proteinen; Ionenaustauscher-Chromatographie; Isolation und Anreicherung von Proteinen; Ultrafiltration; Kristallisation; Oberflächenmikroskopie von Proteinkristallen.

Versuch 8: Zucker und Polysaccharide; Umsatzreaktion der beta-Amylase; Dialyse; Nachweis von Stärke und Monosachariden.

Moleküle am Computer:

Discovery Studio Viewer, Molecular Mechanics mit HyperChem, Berechnung der potentiellen Energie, Strukturoptimierung, Molekulardynamik, Periodic Boxes, Simulated Annealing

Informationsquellen im Internet:

Cambridge Structural Database, Protein Database, Elektronische Zeitschriftenbibliothek, Chemical Abstracts (SciFinder), Beilstein und Gmelin (Reaxys), Andere: Entrez, Pubmed, MedLine etc., Datenbanken für Protein wie CATH, PROSITE (Consensus Patterns), SwissProt (hier: E.C. Numbers), BRENDA.

Lernergebnisse:



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