ASIIN: Anforderungen und Verfahrensgrundsätze für die ...

Stand: 22.01.2020 1

Modulhandbuch

Fachbereich Chemie & Biologie

Bachelor Biomedical Sciences

Stand: 22.01.2020 2

Inhaltsverzeichnis

Mathematisch-physikalische Grundlagen ............................................................... 3

Grundlagen der Chemie und Laboratoriumstechnik ................................................. 5

Grundlagen der Biologie ...................................................................................... 8

Physiologie ...................................................................................................... 10

Grundlagen der Biochemie und Organischen Chemie ............................................. 12

Einführung in die Mikrobiologie und Biotechnologie ............................................... 14

Statistische Methoden ....................................................................................... 18

Physik und Physikochemische Grundlagen ........................................................... 20

Biochemie ....................................................................................................... 23

Grundlagen der Molekulargenetik und Gentechnologie .......................................... 25

Instrumentelle Analytik ..................................................................................... 28

Technical English .............................................................................................. 31

Schlüsselqualifikationen .................................................................................... 33

Bioanalytik I .................................................................................................... 36

Immunologie ................................................................................................... 38

Histologie und Zellkulturen ................................................................................ 40

Pharmakologie und Toxikologie .......................................................................... 42

Einführung in das klinische Labor und Hämatologie ............................................... 45

Hormone und zelluläre Signaltransduktion ........................................................... 47

Krankheitslehre ................................................................................................ 49

Wissenschaftliches Arbeiten ............................................................................... 51

Bachelor-Arbeit und Disputation ......................................................................... 53

Stand: 22.01.2020 3

Modulname

Mathematisch-physikalische Grundlagen

Kürzel/ Modulnummer

Bio01

Lehrform/en in SWS

Vorlesung: 3 SWS Übung/en: 2 SWS Praktikum: 0 SWS

ECTS cp

8

Arbeitsaufwand

Arbeitsaufwand Präsenz: 90 Std.; Eigenstudium: 150 Std.

Semester/ Häufigkeit des Angebots

1. Semester im Vollzeitstudiengang, WiSe

Modulverantwortlicher

Dr. Ulrike Prepens

Voraussetzungen für die Teilnahme

Dringende Empfehlung: Mathematische Vorkenntnisse gemäß den in Hessen gültigen Regelungen für die (fachgebundene) Hochschulzugangsberechtigung. Dazu zählen insbesondere die trigonometrischen Funktionen, e-Funktion und Logarithmus, Ableitungen und Ableitungsregeln, Integrationsverfahren für eindimensionale Funktionen.

Verwendbarkeit des Moduls a. Verwendbarkeit für andere Studiengänge

Das Modul findet Verwendung in den Bachelor-Studiengängen „Biosciences“, „Biomedical Sciences“ und „Wirtschaftsbiologie“.

Verwendbarkeit des Moduls b. Zusammenhang mit anderen Modulen des Studiengangs

Das Modul hängt eng zusammen mit den Modulen Bio07 und Bio08.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können in Worten formulierte naturwissenschaftliche Vorgänge in (einfache) mathematische Gleichungsformulierungen überführen und beherrschen die für grundlegende naturwissenschaftliche Sachverhalte erforderlichen mathematischen Methoden. Die Studierenden wiederholen, erkennen und erklären Gesetze und Zusammenhänge der Mechanik der starren Körper. Sie sind in der Lage, dieses Wissen umzusetzen und es zur Lösung neuer Problemstellungen zusammenzuführen. Die Studierenden reproduzieren und benutzen das Grundwissen über Schwingungen und Wellen, um es fachspezifisch anzuwenden. Sie erfassen Grundprinzipien von Messmethoden und sind in der Lage, diese zu charakterisieren und deren Effektivität zu beurteilen.

Inhalte

A. Mathematik-Teil: Komplexe Zahlen Folgen und Reihen, insbesondere Potenzreihen

Stand: 22.01.2020 4

Lineare Algebra (Vektoren, Matrizen, Determinanten, line-are Gleichungssysteme)

Differentialrechnung in mehreren Variablen: Funktionen mehrerer Variablen, partielle Ableitungen, totales Differential. Anwendun-gen: Approximation, Extremwerte

Gewöhnliche Differentialgleichungen

B. Physik-Teil: Mechanik Physikalische Größen, Einheiten und Systeme Bewegungsgleichungen, Kraft, Gravitation, Arbeit, Energie, Leis-

tung Drehmoment, Hebelgesetz, Drehimpuls Impulserhaltung und Stoßgesetze Schwingungen und Wellen Harmonische Schwingungsgleichung und ausgewählte Lösungen Grundbegriffe zur Ausbreitung und Überlagerung von Wellen

Prüfungsleistung/en (Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten)

Klausur Mathematik, 90 Minuten, Gewichtung 5/8 Klausur Physik, 90 Minuten, Gewichtung 3/8

Literatur L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden E. Hering, R. Martin, M. Stohrer: Physik für Ingenieure. VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf H. Lindner: Physik für Ingenieure. Fachbuchverlag, Leipzig, Köln Dorn, Bader: Physik in einem Band. Schroedel Verlag, Hannover G. Boysen et al.: Oberstufe Physik. Cornelsen Verlag, Berlin

Stand: 22.01.2020 5

Modulname

Grundlagen der Chemie und Laboratoriumstechnik


Bio02

Lehrform/en in SWS

Vorlesung: 4 Übung/en: 0 Praktikum: 3

ECTS cp

9

Arbeitsaufwand





Dr. Mathias Seifert


Empfehlung: chemisches Schulwissen auf dem Niveau Fachabitur




Das Modul hängt eng zusammen mit dem Modul Bio05.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen Sicherheits- und Umweltanforderungen an ein Arbeiten im Labor sowie die damit zusammenhängenden rechtlichen Grundlagen. Die Studierenden können grundlegende Eigenschaften von Elementen und Verbindungen definieren und durch Anwenden einfacher und selbst durchgeführter Experimente bestimmen. Sie können Verbindungen durch chemische und physikalische Verfahren trennen und Elemente / Ionen nasschemisch durch physikalisch-chemische Reaktionen qualitativ und quantitativ nachweisen. Durch das theoretisch vermittelte Grundlagenwissen können die Studierenden das praktisch erworbene Wissen beschreiben und erklären.

Inhalte

Vorlesungsinhalte: A. Allgemeine Chemie Atome und PSE: Atommodelle, Atomkern, Atomhülle, Gruppen und Perioden, Metalle, Nichtmetalle, Halbmetalle und Edelgase, Eigen-schaften als Folge der Stellung im PSE Chemische Bindungen: Ionische und kovalente Bindungen, Molekül-struktur, intermolekulare Wechselwirkungen, Metallbindung

Stand: 22.01.2020 6

Lösungen: Hydratisierung, Löslichkeitsprodukt, Eigenschaften von Wasser, Solvatation, Tenside, Mizellen Eigenschaften verschiedener Stoffe: Aggregatzustand, Löslichkeit, Säure-Base-Charakter, Amphoterie, pH-Wert, Puffersysteme, Redox-Verhalten; exemplarische Behandlung von Struktur-Eigenschafts-Be-ziehungen und Reaktivitätsreihen Komplexchemie: Struktur und Stabilität von Komplexen B. Stöchiometrie Einführung: Grundlagen, SI-System, Umrechnen von Einheiten; wichtige stöchiometrische Größen: Stoffmenge, molare Masse, stöchi-ometrischer Faktor, Dichte Konzentrationen: Stoffmengen-, Massen- und Volumen-konzentra-tion, Umrechnen von Gehaltsgrößen Anteile: Stoffmengen-, Massen- und Volumenanteil, Umrechnen von Gehaltsgrößen Mischungsrechnen: Mischungsgleichung, Mischungskreuz Volumetrie: Säure-Base-Titration, Fällungstitration, Redoxtitration, Komplextitration; Titer, Titerberechnung; Titrationsberechnung Photometrie: Verdünnungsberechnung, Standard, externe Kalibrie-rung, Verdünnungsfaktor, Verdünnungsreihen, Standard-Additionsver-fahren Praktikumsinhalte: Sicheres Arbeiten im Labor: Personen- und Umweltschutz, Sicher-heitsbestimmungen, GefStoffV, Gefahrensymbole, Betriebsanweisun-gen, Arbeitsplatz Labor: Umgang mit Geräten und Energiequellen, Umgang mit Chemikalien und deren umweltgerechte Entsorgung Versuche zu Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und qualitativen Analyse: Löslichkeiten, Gleichgewichte, Säure-Base-, Hydrolyse-, Redox-, Fällungs- und Komplexreaktionen, Identifizieren von Einzel-stoffen mit analytischen Nachweisen Quantitative Analyse: korrektes Pipettieren und Titrieren, Durchfüh-rung einer gravimetrische Bestimmung und von titrimetrischen Analy-sen von Hand und mit Geräten Reinigung/Trennung von Stoffgemischen mit verschiedenen Me-thoden, z. B. Filtration, Zentrifugation, Extraktion Umgang mit Laborgeräten, z. B. Glasgeräte, Oberschalen- und Ana-lysenwaagen, Abzügen, Gasbrennern

Stand: 22.01.2020 7


Praktikumsprotokolle (100%), Gewichtung 3/9 Klausur zur Vorlesung, 90 Minuten, Gewichtung 6/9

Literatur Ch.E. Mortimer, U. Müller: Chemie. Thieme-Verlag F.W. Küster, A. Thiel: Rechentafeln für die Chemische Analytik. de Gruyter Verlag Jander/Blasius: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorgani-schen Chemie. Hirzel, Stuttgart Das große Tafelwerk – Formelsammlung für die Sekundarstufen I und II, Cornelsen Verlag, Berlin

Stand: 22.01.2020 8

Modulname

Grundlagen der Biologie


Bio03

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

9

Arbeitsaufwand





Dr. Petra Volkmar


Es wird empfohlen, genetische Grundkenntnisse sowie Grundkenntnisse über die biologische Klassifikation und über den Bau von Pro- und Eukaryontenzelle zu haben.




Das Modul liefert Grundlagen für die Module Bio06, Bio10 und Bio16.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können die verschiedenen Organismenreiche charakterisieren. Sie kennen den grundsätzlichen Ablauf der menschlichen Ontogenese und wichtige Einflussfaktoren. Sie verstehen die Funktionsweise der Eukaryontenzelle und können diese in Beziehung zum Bau der Zelle setzen. Die Studierenden sind in der Lage, die wichtigsten mikroskopischen Grundtechniken anzuwenden. Sie können tierische und pflanzliche Zellen und Gewebe mikroskopieren und selbst mikroskopische Präparate durch verschiedene Schnitt- und Färbetechniken herzustellen. Sie können ausgewählte Tiermodelle sezieren und verstehen somit verschiedene Baupläne im Tierreich.

Inhalte

Vorlesungsinhalte: Aufbau der Eukaryontenzelle: Bau und Funktion der Zellorganelle und intrazellulären Strukturen, Extrazelluläre Matrix, Zellverbindungen, Mechanismen des Zelltods (Nekrose, Apoptose), Vergleich Pro- und Eukaryontenzelle Bau und Aufgaben von Biomembranen: Arten des Membrantransports (Diffusion, erleichterte Diffusion, Osmose, aktiver Transport, gekoppelter Transport, Endo- und Exocytose), Zellkommunikation

Stand: 22.01.2020 9

Überblick über die Organismenreiche (Kennenlernen der verschiedenen Baupläne bei Prokaryonten, Protisten, Pilzen, Pflanzen, Tieren): Prokaryonten: Einführung Protisten: grobe Klassifizierung, Bedeutung als Produzenten und Krankheitserreger Pilze: Ernährung, grobe Klassifizierung, Wachstum, Fortpflan-zungsstrategien, Ausblick ihrer Bedeutung in der Medizin Pflanzen: Anatomie und Histologie von Sprossachse, Wurzel, Blatt, Blüte, Frucht, Samen; kurzer systematischer Überblick über das Pflanzenreich; Stofftransport Tiere: kurzer systematischer Überblick über das Tierreich, Vorstellung einzelner Baupläne ausgewählter Tierstämme Grundlagen der menschlichen Ontogenese: Gametogenese, Embryogenese, Einflussfaktoren (Umwelt und Gene) Praktikumsinhalte: Mikroskopieren: Handhabung des Kondensors, Köhlern, Dokumentation und Beschriftung Beobachten von Einzellern: Fütterungsversuche von z.B. Paramecium Sezieren: Präparation wirbelloser Tiere (z.B. Regenwurm, Schnecke oder Schabe) und ausgewählter Wirbeltiere (Fisch, Kleinsäuger) mit Dokumentation Anfertigen und Auswerten botanischer Dünnschnitte, z.B:: Querschnitte von mono- und dikotyler Sprossachse; Epidermiszellen und deren Auswüchse; Festigungsgewebe; Leitgewebe und Leitbündel; Querschnitt durch ein Laub- und Nadelblatt; Querschnitt durch eine Wurzel Anfertigen tierischer/humaner Dauerpräparate: Entwässern, in Paraffin einbetten, schneiden, HE-Färbung Physiologische Experimente, z.B.: zur künstlichenPflanzenvermehrung, zur Photosynthese, zur Charakterisierung verschiedener Biomoleküle ( Kohlenhydrate, Proteine, Pigmente)


Praktikumsprotokolle, Gewichtung 3/9 Klausur zur Vorlesung, 90 Minuten, Gewichtung 6/9

Literatur Reece et al.: Campbell Biologie. Pearson-Verlag, Hallbergmoos Wanner, G.; Nultsch, W. [Begr.]: Mikroskopisch-botanisches Praktikum. Thieme-Verlag, Stuttgart Storch, V.; Welsch, U.; Kükenthal, W. G. [Begr.]: Kükenthals Leitfaden für das zoologische Praktikum. Springer Spektrum-Verlag, Heidelberg Fuchs, G.,: Allgemeine Mikrobiologie. Thieme-Verlag, Stuttgart

Stand: 22.01.2020 10

Modulname

Physiologie


Bio04

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

6

Arbeitsaufwand



1. & 2. Semester im Vollzeitstudiengang, WiSe / SoSe


Dr. Ulrike Prepens


keine





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen die wichtigsten Themenbereiche der menschlichen Physiologie. Sie können das Zusammenspiel verschiedener Organsysteme erläutern und erarbeiten anhand von physiologischen Fehlfunktionen Lösungsvorschläge bei gesundheitlichen Störungen. Vorhandene Kenntnisse der physikochemischen Zusammenhänge können zur Bearbeitung neuer Fragestellungen genutzt werden.

Inhalte

Anatomie und Physiologie verschiedener Organsysteme des Menschen Verdauung: Aufbau und Funktion unseres Verdauungssystems; Steuerung; mechanische und chemische Verdauung; Resorption und Verarbeitung der Nahrungsmoleküle; Unverträglichkeiten (Lactoseintoleranz, Glutenunverträglichkeit); die Darmflora und ihre Aufgaben; Ballaststoffe; hormonelle Steuerung; beispielhaft Erkankungen des Verdauungsapparates (z.B. Reflux, Morbus Crohn, Colitis ulcerosa) Herzkreislaufsystem: Blutkreislauf, Steuerung; Rolle der Elektrolyte; Kenngrößen [Blutdruck, HMV, EKG, Puls] und dessen Regulation (über NS, Hormone, Temperatur); Erkrankungen des HKS (Arteriosklerose, Herzinfarkt, Schlaganfall, Herzklappeninsuffizienz)

Stand: 22.01.2020 11

Atmung und Gasaustausch: Bau und Funktion der Säugerlunge; Transport der Atemgase; Steuerung der Atmung; Sauerstoffsättigungskurve; Respiratorische Kenngrößen; beispielhaft Erkankungen des Atemtraktes (Lungenfibrose, Asthma bronchiale, Azidose) Muskulatur: Muskeltypen, Molekularer Mechanismus der Muskelkontraktion; Rolle des Nervensystems Niere und Harntrakt: Bau und Funktion der Säugerniere; Filtration; Reabsorption; Sekretion; Steuerung; Diagnostik der Nierenfunktion (Clearance-Messung); Säure-Base-Haushalt; Erkrankungen der Niere (Bsp. Dialyse, Steinerkrankungen); Energiehaushalt und Thermoregulation Hormonelle Steuerung: Endokrine Drüsen, Hormonrezeptoren; Hormonklassen, Hormontransport im Blut; Mechanismen der Hormonwirkung; Kontrolle der Hormonsekretion; beispielhaft Wirkungen verschiedener Hormone und Erkrankungen


2 Klausuren; je eine Klausur á 60 Minuten pro Semester; Gewichtung je Klausur 3/6

Literatur Thews et al.: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen, 6. Auflage, Wiss. Verl.-Ges Stuttgart, 2007 Müller, Frings: Tier- und Humanphysiologie, 4. überarb. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 Tortura, Derrickson: Anatomie und Physiologie, Wiley-VCH GmbH, Weinheim 2013

Stand: 22.01.2020 12

Modulname

Grundlagen der Biochemie und Organischen Chemie


Bio05

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

8

Arbeitsaufwand



2. Semester im Vollzeitstudiengang, SoSe


Prof. Dr. Monika Buchholz


Es wird empfohlen, Grundkenntnisse der allgemeinen Chemie (Modul B02) zu haben. Die Studierenden sollten mit dem Aufbau des Periodensystems, Atommodellen, Bindungstypen und Grundbegriffen wie Oxidation/Reduktion und Säure/Base vertraut sein.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen die Modellvorstellungen des Aufbaus von organischen Molekülen und können aus der Formeldarstellung den räumlichen Aufbau eines Moleküls entwickeln. Sie können zwischen dem Gerüst eines organischen Moleküls und seinen funktionellen Gruppen differenzieren und kennen einfache Nomenklatur-Regeln. Sie kennen wesentliche Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von organischen Molekülen. Die Studierenden verstehen Reaktivitäten aus der Ladungsverteilung und dem räumlichen Aufbau von Molekülen abzuleiten und dabei Nukleophile und Elektrophile zu erkennen. Sie kennen einfache Reaktionstypen wie Substitutions-, Eliminierungs-, Additions- und radikalische Reaktionen. Die Studierende kennen Aufbau, Struktur und wesentliche Eigenschaften von biologischen Makromolekülen und Lipiden.

Inhalte

Organische Chemie Konzepte: Hybridisierung als Modellvorstellung, Bindungstypen, in-duktiver Effekt, Mesomerie, Isomerie, Graphische Darstellung von Strukturformeln, Nomenklatur, Stereochemie, Nukleophilie / Elektro-philie, Acidität / Basizität organischer Verbindungen

Stand: 22.01.2020 13

Reaktionstypen: Substitution, Additionen, Eliminierung, Umlagerung; Oxidation und Reduktion Eigenschaften und Reaktionen verschiedener Stoffklassen Reaktionsmechanismen biologisch relevanter Reaktionen: nukleophile Substitutionen, Reaktionen von Carbonylverbindungen (e.g. Iminbil-dung, Acetalbildung), säurekatalysierte Veresterung, Reaktionen von Carbonsäuren und ihren Derivaten Biochemie Aminosäuren, Peptide und Proteine: Strukturen, Klassifizierung, Ei-genschaften, Synthese von Peptiden, Strukturen und Faltung von Pro-teinen, Funktionen von Proteinen Nucleotide und Nucleinsäuren: Struktur und Funktionen von Nucleoti-den und Nucleinsäuren Kohlenhydrate: Struktur, Aufbau und Funktionen von Mono- und Poly-sacchariden Lipide: Aufbau, Klassifizierung von Lipiden, Funktionen


Klausur, 120 Minuten in zwei Teilen

Literatur Ch.E. Mortimer, U. Müller: Chemie. Thieme-Verlag K.P.C. Vollhardt, N.E. Schore: Organische Chemie. Wiley-VCH, Wein-heim D. L. Nelson, M. M. Cox, Lehninger Biochemie. Springer Verlag, Stutt-gart D. Voet, J. G. Voet, Ch. W. Pratt, Lehrbuch der Biochemie. Wiley-VCH Verlag, Weinheim W. Müller-Esterl, Biochemie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

Stand: 22.01.2020 14

Modulname

Einführung in die Mikrobiologie und Biotechnologie


Bio06

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

9

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Iris Hermanns


Es wird empfohlen, Grundkenntnisse der allgemeinen Biologie (Einteilung der Organismenreiche, Bau und Funktion der Zelle) zu haben.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden sind in der Lage, anhand der Systematik, des Aufbaus und der Physiologie der Mikroorganismen (MO) diese in Gruppen einzuteilen und Verwandtschaftsbeziehungen zu erkennen. Sie lernen gängige Grundtechniken des mikrobiologischen Arbeitens kennen und diese anzuwenden. Die Studierenden kennen die rechtlichen Grundlagen im Umgang mit potenziell pathogenen Materialien. Sie können die wichtigsten mikrobiologischen Kultivierungsverfahren unterscheiden und zum gewünschten Fermentationsprodukt in Beziehung setzen. Sie kennen die Grundelemente der Fermenter-konstruktion, die wichtigsten Schritte eines Fermentationsprozesses und der nachfolgenden Produktaufarbeitung. Sie lernen verschiedene Immobilisierungsmethoden kennen. Sie kennen Anwendungsbereiche tierischer und pflanzlicher Zellkulturen und können diese bezüglich ihrer Kultivierung gegenüber der von Mikroorganismen unterscheiden.

Stand: 22.01.2020 15

Inhalte

Vorlesungsinhalte:

A. Mikrobiologie-Teil:

Allgemeine Eigenschaften von MO: Oberflächen-Volumenverhältnis, Stoffwechselvielfalt und individuelle Anpassungsfähigkeit, Überdauerung, Rolle der Mo im Kreislauf der Stoffe, als Symbionten, als Dienstleister des Menschen

Bakterien: Bau der Prokaryontenzelle, Plasmide, Resistenzen, grobe Klassifizierung von Bakterien, Vorstellung der prokaryontischen Vielfalt anhand einiger beispielhafter Vertreter

Bau, Funktion und Lebensweise mikrobiologisch relevanter Pilze

Klassifizierung von Viren, Mechanismen der Vermehrung

Wege der mikrobiellen Energiegewinnung: Gärungen, Chemolithotrophie, Chemoheterotrophie

Kultivierung von MO: Nährmedien, Wachstumskurve,

Analytik von MO: Quantitativ (Zählung, Trübung, Verdünnungsmethoden); Qualitativ (Färbeverfahren, Morphologie, Oberflächenmarker)

Entkeimungsverfahren: Sterilisation, Desinfektion, Pasteurisierung, Konservierung

B. Biotechnologie-Teil:

Einführung: Was ist Biotechnologie (BT); Historie; Die Farben der BT; Anwendungsfelder und Zukunftsperspektiven

Fermentationstechnik: Was heißt Fermentation?; Kultivierungsverfahren; Durchmischung; Aufbau Rührkesselfermenter; Sterilisation; Maßstabsübertragung

Immobilisierung von Biokatalysatoren: Immobilisierungsarten; Kommerzielle Anwendungsbereiche; Reaktoren für immobilisierte Biokatalysatoren; Biosensoren

Produktaufarbeitung (down-stream-processing): Vorstellung verschiedener Methoden zur Abtrennung der Biomasse; Zellaufschluss; Anreicherungs- und Reinigungsverfahren

Wege zu neuen Wirkstoffen: Beschaffung von Mikroorganismen; Vom Wildtyp zum Hochleistungsstamm (klassische Mutagenese und Gentechnik); Beispiele von Biotransformationen; Konservierung von Stämmen

Tierische und pflanzliche Zellkulturen: Gewinnung und Einteilung; Anwendungsbereiche (u.a. Antikörperproduktion); Grundlagen der Kultivierung; Stammzelltypen; reproduktives und therapeutisches Klonen

Praktikumsinhalte:

Kennenlernen und Durchführen von Hygienemaßnahmen im Labor: Sicherheitsbelehrung nach TRBA 100; Durchführung der hygienischen Händedesinfektion mit Kontrolle durch Anzucht und über Fluoreszenz; Durchführung der Flächendesinfektion im Nasswisch-Scheuerverfahren mit Unterscheidung in akute

Stand: 22.01.2020 16

Notwendigkeit und Routine. Überprüfung durch Abklatsch; Instrumentendesinfektion, Aufarbeitung, Sterilisation

Anzucht von MO aus der Umwelt: Luft, Lebensmittel, Boden, Hände, Gegenstände

Reinzucht und Identifizierung ausgewählter Mikroorganismen: Fraktionierter Ausstrich; Gramfärbung; Differenzierungsnährböden; Api-Reihen

Schimmelpilzanalyse: Erstellung mikroskopischer Präparate; Identifizierung mittels Literatur

Keimzahlbestimmungsverfahren: Ausgießen nach Koch; Ausspateln; Kapillarmethode; Vergleich der Methoden

Mikrobiologische Wasseruntersuchung, Trinkwasserverordnung: Trinkwasserverordnung (mikrobiologische Anforderungen); Membranfiltration; Coli-Titer; Sulfitreduzierende Clostridien; Enterococcen

Mikrobiologische Untersuchung von Lebensmitteln am Beispiel von Hackfleisch und Fisch: Rechtsvorschriften z.B. LMBG; Herstellung der entsprechenden Nährmedien; Untersuchung nativer Proben auf Gesamtkeimzahl; Vergleich mit Richt- und Grenzwerten gem. LMBG/HFl-RL

Antimikrobiell wirksame Substanzen bzw. Verfahren: Antibiogramme; Desinfektionsmittel (minimale Hemmkonzentration); Abtötungsversuch durch Kochen und Keimzahlbestimmung; Konservierungsmittel in Pharmazeutika

Sterilisationsversuche: Autoklav mit Bioindikatorkontrolle; Heißluftsterilisator mit Bioindikatorkontrolle

Immobilisierungstechniken, z.B.:; Trägerfixierung von E. coli; Gewinnung von L-Asparaginsäure aus Fumarsäure als Beispiel für biotechnologische Transformationsleistungen; Produktisolierung; Reinheitskontrolle über DC und Schmelzpunktbestimmung

Wachstumskurve: Anzucht von E. coli im Schüttelkolben oder Technikumsfermenter; Aufnahme der Wachstumskurve über pH, OD, Lebendkeimzahlbestimmung (hierbei Verdünnungsreihen erstellen)

Testanalyse: Trennung zweier Keime mittels mehrfach angewendetenm fraktionierten Ausstrichen; Einordnung in Familien mittels Gramfärbung; Identifizierung über Stoffwechselleistungen und Vergleich mit Literaturangaben; Anlegen einer Stammsammlungskultur


Praktikumsprotokolle (80%) und Kolloquium (20%), Gewichtung 3/9 2 Klausuren zur Vorlesung, je 60 Minuten, Gewichtung 6/9

Literatur Infektionsschutzgesetz, BioStoffV, TRBA 100 Fuchs, G.: Allgemeine Mikrobiologie. Thieme Verlag, Stuttgart Süssmuth et. al, Mikrobiologisch-biochemisches Praktikum. Thieme Verlag, Stuttgart

Stand: 22.01.2020 17

Chmiel, H.: Bioprozesstechnik. Spektrum Akademischer Verlag Renneberg, R.: Biotechnologie für Einsteiger. Spektrum Akademischer Verlag Sahm, H. et al.: Industrielle Mikrobiologie. Springer Spektrum Biotechnologie und Gentechnik. Römpp Lexikon. Thieme Verlag Thieman, W.J., Palladino, M.A.: Biotechnologie. Pearson Studium Dingermann, T. et al.: Gentechnik Biotechnik. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Schmid, R.D.: Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik. Wiley-VCH Brown, T. A.: Gentechnologie für Einsteiger. Spektrum Akademischer Verlag

Stand: 22.01.2020 18

Modulname

Statistische Methoden


Bio07

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

4

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Reinhard Wagener


Es wird empfohlen, das Modul Bio01 abgeschlossen zu haben.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden verstehen den Wahrscheinlichkeitsbegriff und können Wahrscheinlichkeiten mit Hilfe kombinatorischer Methoden berechnen. Sie sind in der Lage, die einschlägigen statistischen Verfahren auf univariate und bivariate Daten zur Beurteilung von deren Zuverlässigkeit anzuwenden. Die Studierenden kennen den Begriff der Wahrscheinlichkeitsverteilung und seine Bedeutung für die Aussagekraft naturwissenschaftlicher Thesen. Sie sind in der Lage, einschlägige statistische Tests zur Verifizierung/ Qualitätssicherung eigener und fremder Daten anzuwenden.

Inhalte

Kombinatorik und Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung

Wahrscheinlichkeitstheorie: Grundmodell der Wahrscheinlichkeitstheorie; Zufallsvariablen und ihre Verteilung

Univariate Daten, Bivariate Daten, Messfehler Regressionsanalyse: Einfache lineare Regression Fehlerrechnung, Fehlerfortpflanzung

Einführung: Definition Biostatistik (Population und Stichprobe;

Merkmale und Skalenarten) Grafische Darstellung: Tabellen, Diagramme, Parameter Kenngrößen:

Stand: 22.01.2020 19

Lagemaße: Mittelwert (arithmetisches Mittel), Median (Zentralwert), Modus (Modalwert), Quantile (Quartil, Dezil, Perzentil), Boxplot

Verteilungen (Normalvert., parameterfreie Vert.), Streuungsmaße: Varianz, Standardabweichung, Variationsbreite (Range), Interquartilbereich, Mittlere absolute Abweichung

Zusammenhangsmaße: Korrelationskoeffizient, Bestimmtheitsmaß

Schätzung unbekannter Parameter: u.a. Konfidenzintervalle Hypothesentests: z.B. t-Test, Χ²-Test, F-Test Varianzanalyse (ANOVA; analysis of variance)


Klausur, 90 Minuten

Literatur Rudolf, M.; Kuhlisch W.: Biostatistik. Pearson Studium, München Ross, S. M: Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Elsevier, München

Stand: 22.01.2020 20

Modulname

Physik und Physikochemische Grundlagen


Bio08

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

7

Arbeitsaufwand





Dr. Ulrike Prepens


Empfehlung: Erfolgreicher Abschluss der Module Bio01 und Bio02




Das Modul hängt eng zusammen mit den Modulen Bio01, Bio02 und Bio04.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden nutzen bereits erlernte mathematische und chemische Kenntnisse, um Gesetzmäßigkeiten im Bereich der Elektrizitätslehre, Schwingungslehre und Optik zu erkennen und zu verstehen. Sie übertragen die betrachteten naturwissenschaftlichen Vorgänge in mathematische Gleichungssysteme und erlernen das Verifizieren grundlegender Sachverhalte anhand im Versuch ermittelter Daten. Sie sind in der Lage, dieses Wissen umzusetzen und es zur Lösung neuer Problemstellungen zusammenzuführen. Die Studierenden reproduzieren und benutzen das Grundwissen über physikalische und physikochemische Vorgänge, um es fachspezifisch anzuwenden. Sie erfassen Grundprinzipien von Messmethoden und sind in der Lage, diese zu charakterisieren und deren Effektivität zu beurteilen. Die Studierenden sind mit den Grundbegriffen der biophysikalischen Energetik vertraut. Sie kennen die Bedeutung von Zustandsfunktionen für die Beschreibung thermodynamischer Systeme und können diese auch zur Lösung konkreter Probleme einsetzen. Insbesondere sind sie im Bereich der Thermodynamik, der Reaktionskinetik sowie der Elektrochemie mit allen für biologische Fragestellungen relevanten Fachbegriffen vertraut und in der Lage, dieses Wissen zur Bearbeitung konkreter Fragestellungen anzuwenden.

Stand: 22.01.2020 21

Inhalte

A. Physikalische Chemie: Grundlagen Rolle und Einordnung der Physikalischen Chemie im Rahmen des Studiengangs, Grundbegriffe der Physikalischen Chemie Zustandsfunktionen und Zustandsgrößen, Eigenschaften von Gasen und das ideale Gasgesetz als Beispiel einer Zustandsfunktion Energetische Betrachtung biochemischer Prozesse und Reaktionen 1. Hauptsatz der Thermodynamik, Begriffe Arbeit und Energie, Volumenarbeit, Innere Energie und Enthalpie, 2. Hauptsatz der Thermodynamik, Begriff der Entropie, Die Freie Enthalpie ΔG als zentrale Größe der Bioenergetik, Thermochemie, Chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz Dynamik biochemischer Prozesse und Reaktionen Phänomenologische Kinetik, Reaktionsmechanismen, Elektrochemie biochemischer Prozesse und Reaktionen Elektrolyte, Membranpotential, Redoxpotentiale B. Physik: Elektrizitätslehre.

Elektrische Grundgrößen Gleich- und Wechselspannungsphänomene Elektrisches Feld; Coulombkraft Funktionsweise einer Diode Materie im magnetischen Feld

Optik Ausbreitung, Reflexion, Brechung und Dispersion des Lichtes Absorption und Transmission am Beispiel des Lambert-Beer-

schen Gesetzes Interferenz, Beugung und Polarisation des Lichtes Grundgesetze der geometrischen Optik

Elektromagnetismus Elektromagnetische Wechselwirkungen Das Generatorprinzip

Praktikumsinhalte Physik: Im praktischen Teil können ausgewählte Experimente und Computersimulationen zu folgenden Themen bearbeitet werden, z.B.: Das Pendel oder das Pohlsche Rad Energie und Arbeit, z.B. die Stalagmometermethode Messung elektrischer Grundgrößen, z.B. ohmscher Widerstand o-

der Dioden in verschiedenen Schaltungen Modelle zu optischen Phänomenen Linsensysteme/optische Geräte, z.B. das Photometer Laser: Interferenz und Beugung Magnetisches und elektrisches Feld, z.B. das Generatorprinzip

Stand: 22.01.2020 22


Praktikumsprotokolle (100%), Gewichtung 3/7 Klausur zur Vorlesung, 90 Minuten, Gewichtung 4/7

Literatur E. Hering, R. Martin, M. Stohrer: Physik für Ingenieure. VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf H. Lindner: Physik für Ingenieure. Fachbuchverlag, Leipzig, Köln Dorn, Bader: Physik in einem Band. Schroedel Verlag, Hannover G. Boysen et al.: Oberstufe Physik. Cornelsen Verlag, Berlin

P.W. Atkins: Kurzlehrbuch Physikalische Chemie. Wiley-VCH, Weinheim P.W. Atkins, J. de Paula: Physikalische Chemie. Wiley-VCH, Weinheim T. Daubenfeld, D. Zenker: Reiseführer Physikalische Chemie, Springer Spektrum, Heidelberg

Stand: 22.01.2020 23

Modulname

Biochemie


Bio09

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

11

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Klaus Schneider


Es wird empfohlen, das Modul Bio03 und Bio06 abgeschlossen zu haben.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden verstehen den Aufbau, die Funktion und die Reaktivität komplexer biologisch aktiver Moleküle. Sie kennen die Grundbegriffe der Biochemie und können molekulare Mechanismen fundamentaler biologischer Prozesse definieren. Die Studierenden entwickeln ein Verständnis für die Strategien und Techniken zur Lösung von biochemischen Fragestellungen. Sie können sich auf Grundlage des Erlernten neue Themengebiete erschließen und verstehen die Bedeutung der Biochemie für Medizin Pharmazie oder Biotechnologie. Sie können Erlerntes und Lösungswege bei Problemstellungen einfacher Art in korrekter Fachsprache in Wort und Schrift beschreiben und kritisch diskutieren.

Inhalte

Vorlesung: Struktur und Funktion von Proteinen; Hämoglobin Enzyme und Enzymkinetik: Klassifizierung von Enzymen, Funktionsweise von Enzymen, Katalysemechanismen, Regulationsmechanismen von Enzymen, Enzymkaskaden, Michaelis-Menten-Kinetik Grundlagen des Stoffwechsels: Energieproduktion im Stoffwechsel, Berechnung von freien Reaktionsenthalpien Kohlenhydrat-Stoffwechsel: Glucose-Katabolismus, Glykolyse,

Stand: 22.01.2020 24

Pentosephosphatweg, Glykogenstoffwechsel und Gluconeogenese, Citratcyclus, Elektronentransport und oxidative Phosphorylierung, aerobe Photosynthese Lipidstoffwechsel: Fettsäuresynthese und ß-Oxidation Proteinstoffwechsel: Proteinsynthese, Aminosäureabbau und -synthese Harnstoffzyklus Signaltransduktion:Insulinrezeptor, G-protein gekoppelte Rezeptoren Praktikumsinhalte: Stoffwechseluntersuchungen

Enzymkinetische Messungen

Proteinaufreinigung mittels proteinchemischer Methoden


Praktikumsprotokolle (75%) und Kolloquien im Praktikum (25%), Gewichtung 3/11 Klausur zur Vorlesung, 120 Minuten in zwei Teilen, Gewichtung 8/11

Literatur J. M. Berg, L. Stryer, J.L. Tymoczko, Stryer Biochemie Springer Verlag; Stuttgart D. L. Nelson, M. M. Cox, Lehninger: Biochemie. Springer Verlag, Stuttgart D. Voet, J. G. Voet, Ch. W. Pratt: Lehrbuch der Biochemie, Wiley-VCH Verlag, Weinheim W. Müller-Esterl: Biochemie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

Stand: 22.01.2020 25

Modulname

Grundlagen der Molekulargenetik und Gentechnologie


Bio10

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

10

Arbeitsaufwand





Dr. Franziska Leßing


Es wird empfohlen, das Modul Bio03 und Bio06 abgeschlossen zu haben.




Es wird empfohlen, dieses Modul vor der Durchführung von Modul Bio15 abzuschließen.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können Grundlagen der Vererbung beschreiben und deren Stellung innerhalb des Zellzyklus bei Eukaryonten identifizieren ebenso wie die Grundlagen genetischer Rekombination bei Prokaryonten und Viren. Sie verstehen die DNA-Organisation und können verschiedene Typen und Ursachen von Mutationen unterscheiden. Sie verstehen die molekular-genetischen Abläufe, die zur Proteinsynthese führen und verschiedene Wege der Genregulation. Die Studierenden können verschiedene Wege zur Genommanipulation beschreiben und unterscheiden. Zudem können Sie Methoden der transienten und permanenten Gen Stilllegung unterscheiden. Die Studierenden können die verschiedenen Handwerkzeuge der Gentechniker anwenden und kennen die gängigen Techniken, die in einem Labor der Sicherheitsstufe S1 zur Anwendung kommen. Die Vorlesung ergänzt und vertieft die erworbenen praktischen Fähigkeiten. Die Studierenden beziehen Aspekte zur Sicherheit und gesellschaftlichen Verantwortung bei ihren Tätigkeiten mit ein.

Inhalte

Vorlesungsinhalte Molekulargenetik: Klassische Genetik: Mendelsche Gesetze, Erbgänge; Allele und ihre Wechselwirkungen (multiple Allele, Formen der Dominanz); Gene und Chromosomen (gekoppelte Gene, Crossing over);

Stand: 22.01.2020 26

Chromosomen: Feinstruktur, Verteilung bei Mitose und Meiose, Zellzyklus, Mutationen auf genomischer und chromosomaler Ebene (Aneuploidien/Polyploidien, Deletionen, Insertionen, Translokationen) Molekulargenetik: Aufbau DNA, RNA (RNA-Typen); Replikation (Vgl. Pro- und Eukaryonten); Proteinbiosynthese; Genmutationen und ihre Auslöser; DNA-Reparaturmechanismen Bakteriengenetik: Aufbau des Bakteriengenoms; Mechanismen zur Erhöhung der genetischen Variabilität (Transformation, Transduktion, Konjugation); Genregulation bei Prokaryonten Virengenetik: Am beispiel Bakteriophage Lamda. Lamda Genregulation (Lytischer und lysogener Zustand) Aufbau und Funktionen unseres Genoms: repetitive Sequenzen („Junk - DNA“, Alu-Sequenzen.); Transposons Einblick in die Genregulation bei Eukaryonten: regulatorische RNAs, Epigenetik, genomische Prägung Vorlesungsinhalte Gentechnologie: Was ist Gentechnologie – was nicht? Definition des Begriffs, Anwendungsbeispiele, Bezug zum Alltag, Grundprinzip der Klonierung Handwerkzeuge der Gentechniker Restriktionsenzyme: Herkunft, Funktionsweise, Nomenklatur und Einteilung Ligasen: Funktion Vektoren: Vorstellung wichtiger Vektorsysteme (Plasmide, Phagen, Cosmide, BACs, YACs, HACs, Agrobakterium tumefaciens, Shuttlevektoren); Transfermethoden: Definition von Transfektion, Transformation, Infektion; Vorstellung wichtiger passiver Transfermethoden und deren Vor- und Nachteile (Elektroporation; Liposomentechnik; Mikroinjektion), Unterscheidung transiente und stabile Transformation Techniken in der Gentechnologie Erstellung von Genbibliotheken: (genomische und cDNA-Bibliothek); partieller Verdau; Blue-white-screening; Replikaplattierung; Sondenherstellung: Nicktranslation, Zufallsprimerverfahren; radioaktiv-markierte und fluoreszenzmarkierte Sonden Verfahren zur Selektion eines gesuchten Klons in einer Bibliothek: Koloniehybridisierung; subtraktive Hybridisierung; Immunscreening PCR und Gelelektrophorese: Durchführung, PCR-Typen (u.a. Nested- RT-, Inverse-PCR), Anwendungen, Geltypen; Fehlerquellen Expression eukaryontischer Gene in Bakterien Bau von Expressionsvektoren; Schwierigkeiten bei der Expression; Optimierung der Expression

Stand: 22.01.2020 27

Anwendungen der Gentechnologie Gentherapieverfahren (Transfersysteme, ex-vivo, in-vivo, additiver Gentransfer, homologe und nichthomologe Rekombination, Grenzen, Risiken und Chancen); Transgene Tiere und Pflanzen (Einsatzgebiete, Statistik, Transfersysteme, Grenzen, Risiken und Chancen) CRISPR Cas, sh RNA Vektoren zum Gensilencing Beispielhafte Praktikumsinhalte: Isolierung, Reinigung und Quantifizierung von Nukleinsäuren mit Hilfe verschiedener Methoden Klonierungsexperiment mit E.coli (Restriktionsverdau, Einligieren, Transformation) PCR und Gelelektrophorese (Nachweis von bakterieller Kontamination in Lebensmitteln) Realtime PCR Methoden unter Verwendung unterschiedlicher Sondentechniken SNP Analyse des humanen Genoms


Praktikumsprotokolle (80%) und Test im Praktikum (20%), Gewichtung 3/10 Mündliche Prüfung zur Vorlesung, 30 Minuten, Gewichtung 7/10

Literatur Knippers, Rolf: Molekulare Genetik, Thieme Verlag, Stuttgart Watson, James: Molekularbiologie, Pearson Studium Storici, Francesco, Gene correction, Springer Verlag (human press)

Stand: 22.01.2020 28

Modulname

Instrumentelle Analytik


Bio11

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

5

Arbeitsaufwand





Benedict Kamps, M.Sc.


Es wird empfohlen, dass die Studierenden über Kenntnisse der grundlegenden chemischen sowie physikalischen Stoffeigenschaften verfügen (Module Bio01, Bio02 und Bio08).





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden sind mit den Grundbegriffen der instrumentellen Analytik vertraut. Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise verschiedener Spektrometer und Chromatographen. Die Studierenden begreifen zudem messtechnische und aus der Probenvorbereitung resultierende Störungen und sind in der Lage geeignete Gegenmaßnahmen zu erarbeiten. Weiterhin können sie dieses Wissen zur Bearbeitung konkreter Fragestellungen anwenden. Die Studierenden kennen die in der Praxis grundlegenden analytischen und chromatographischen Schritte, ausgehend von der Probenvorbereitung, dem Ansetzen von Kalibrierstandards, der Auswertung von Chromatogrammen und der Berechnung des Analysenergebnisses. Sie können über diese Kenntnisse in Wort und Schrift in adäquater Fachterminologie berichten und mit wohl begründeten Argumenten in der Gruppe diskutieren.

Inhalte

Vorlesungsinhalte: Spektroskopische Verfahren: Wechselwirkungen Strahlung/Materie, Zusammenhang Energie-Frequenz-Wellenlänge im elektromagnetischen Spektrum,

Stand: 22.01.2020 29

Zusammenhang Intensität, Absorption, Transmission, Lambert-Beer-Gesetz, verschiedene Typen von Atom- und Molekül-Spektren, Grotrian- und Jablonski-Diagramm, Fluoreszenz, Phosphoreszenz Atomspektroskopische Verfahren: Grundlagen der Atomabsorptions- und Atomemissionsspektrometrie, Aufbau eines AAS- und ICP-OES Gerätes Molekülspektroskopische Verfahren: UV-Vis-Spektroskopie/Fotometrie: Grundlagen der Fotometrie, Aufbau eines Fotometers, Fotometrische Verfahren Chromatographische Verfahren: Einführung in die Chromatographie, Chromatographiearten, Überblick über Anwendung, Theorien der Trennung (Trennstufen-Modell, van Deemter-Gleichung) und Trennmechanismen (Adsorption; Verteilung; Größenausschluss; Ionenaustausch; Affinität) Probenvorbereitung zur Chromatographie: Flüssig-flüssig-Extraktion, Festflüssig-Extraktion, Festphasen-Extraktion (SPE), Weiterverarbeitung und Analyse Dünnschichtchromatographie, (DC): Stationäre und mobile Phasen, Rf-Wert, Trennqualität, Laufmittel, Probenvorbereitung, Auftrage-methoden, Entwicklung, Detektion, Derivatisierung, qualitative und quantitative Auswertung, Automatisation, Sicherheit und Umweltaspekte Gaschromatographie (GC): Geräteaufbau, stationäre und mobile Phasen, Säulen, Säulenofen, Probenaufgabe-Techniken, Detektoren, Signal-Charakteristika, Verbesserung der Trennung (Auflösung), Kalibrierung, Interner Standard Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC): Geräteaufbau, mobile Phasen, Pumpen, Injektoren, Säulen, Säulenofen, Detektoren, Normal- und Umkehr-Phasen, Verbesserung der Trennung (Auflösung), Größenausschluss- und Affinitätschromatographie, Ionenchromatographie (IC): Geräteaufbau, Suppressor-Technik, mobile Phasen, Säulen, Detektoren, Trenntechniken Praktikumsinhalte, beispielhaft: - GC1: Temperatur-Zeitprogramme zur Trennung von Alkoholgemi-

schen - GC2: Selbstständig aufgebautes GC zur Aufnahme und Auswer-

tung eines Feuerzeuggasgemisches - HPLC1: Quantifizierung und Validierung des Gehalts von Arznei-

mittelwirkstoffen - HPLC2: Verfolgung des enzymatischen Abbau von Fluoresceindi-

acetat zu Fluorescein - IC1: Überprüfung des Ionenaustauschs einer salzhaltigen Lösung

nach Behandlung mit Mischbettionenaustauscher - IC2: Überprüfung des Gehalts einer isotonischen NaCl-Lösung zur

Dialyse

- DC 1: Trennung eines Aminosäuregemischs


Praktikumsprotokolle (100%), Gewichtung 2/5; Klausur zur Vorlesung 90 min, Gewichtung 3/5

Stand: 22.01.2020 30

Literatur Skoog, D.A., Holler, F.J., Crouch, S.R. (2013): Instrumentelle Analytik – Grundlagen – Geräte – Anwendungen, 6., vollst. überarb. erw. Aufl., Springer Spektrum Verlag. Cammann, K. (2010): Instrumentelle Analytische Chemie – Verfahren, Anwendungen, Qualitätssicherung, 1. Aufl. 2001. Nachdruck 2010, Springer Spektrum Verlag. Lottspeich, F., Engels, J. W., (2012): Bioanalytik, 3. Aufl., Springer Spektrum Verlag Harris, D.C. (2014): Lehrbuch der Quantitativen Analyse, 8., vollst. überarb. erw. Aufl., Springer Spektrum Verlag.

Stand: 22.01.2020 31

Modulname

Technical English


Bio12

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

3

Arbeitsaufwand





Dr. Simona Vasiliu


Englisch-Sprachkenntnisse des Fremdsprachlevels A2 werden empfohlen.




Das Modul hängt eng zusammen mit dem Wahlanteil „Advanced Technical Englisch“ des Moduls Bio13.

Lernziel/Kompetenzen Technical English serves as an introduction to the world of scientific communication. At the end of the course, it is aimed that the students are able to know and apply the basic vocabulary of technical terms used in Biology and Chemistry. They can construct basic English sentences with correct grammar and are able to read, understand and write short science essays and science features. The students are able to listen and converse in different discourses and actively engage in discussions related to some recent findings and key issues in Science. The students are able to communicate in English within the scope of a professional context and to reflect intercultural differences. Aside from the main lectures, practical instructions will also be provided to aid the students as they start their careers in science. Therefore, students are expected to be able to write effective resumes, curriculum vitae and cover letters, and are prepared for job interviews.

Inhalte

Technical Content: a. Scientific apparatus and equipment b. Scientific processes c. The living system d. Evolution

Stand: 22.01.2020 32

English Grammar, Syntax and Usage (Review): a. Nouns and articles b. Nominalizations c. Structure of sentences d. Verbs: tense and voice e. Conjunctions and prepositions f. Adjectives and adverbs Reading and Writing: a. Brainstorming ideas b. Making outlines c. Reading Science Essays d. Writing Science Feature Articles Practical Lectures: a. Resumes and cover letters b. Job interviews The students extend their liguistic competence in English and acquire background knowledge about intercultural differences.


KIausur, 90 Minuten

Literatur Reading Assignments: Breaking the language barrier. Nature Cell Biology. 2001. 3: E89 Jones, D., K. Douglas and D. Robson. Riddles of our past: 10 Biggest puzzles of human evolution. New Scientist Issued 24 March 2012 Moyer, M. What makes food taste so good? Scientific American. Sum-mer 2015 Special Issue General Reference: Armer, T. Cambridge English for Scientists. 2014. United Kingdom: Cambridge University Press Burnham, N. and F. Hutson. Scientific English as a Foreign Language. 2007. Can be accessed at http://users.wpi.edu/~nab/sci_eng/ Help from the Web: Cells Alive http://www.cellsalive.com/ Beo Lingus http://dict.tu-chemnitz.de/ ChemWiki http://chemwiki.ucdavis.edu/

Stand: 22.01.2020 33

Modulname

Schlüsselqualifikationen


Bio13

Lehrform/en in SWS

Vorlesung: 2 Übung/en:2 Praktikum: 0

ECTS cp

5

Arbeitsaufwand





Dr. Petra Volkmar


Es wird empfohlen, das Modul Bio12 erfolgreich abgeschlossen zu haben.




Das Modul hängt zusammen mit allen Modulen, welche englischsprachige Fachliteratur empfehlen/behandeln. Der Pflichtanteil bereitet die Studierenden auf die Module Bio17, Bio26 und Bio27 vor.

Lernziele/Kompetenzen Das Modul setzt sich aus einem Pflicht- und einem wählbaren Anteil zusammen und vermittelt Grundfertigkeiten für ein erfolgreiches Studium an der Hochschule Fresenius. Der Pflichtanteil „Recherchieren und Publizieren“ vermittelt den Studierenden die Fähigkeit, Fachliteratur kritisch zu lesen und zu bewerten. Sie sind imstande, zu wissenschaftlichen Themen Informationen zu recherchieren, unter Einbeziehung von Primärliteratur, Reviews, Büchern, Datenbanken und Patentschriften. Sie kennen den prinzipiellen Aufbau einer wissenschaftlichen Publikation (Artikel, Poster) und haben einen guten Überblick über die Einreichungsanforderungen einschlägiger Journals. Die Wahlmöglichkeit besteht in der Auswahl von Advanced Technical English oder einer anderen Fremdsprache. Advanced Technical English: The students are capable of giving a presentation on a biology-related subject, that is organized, prepared and presented effectively. They should take the following into consideration: audience, i.e. cultural background, age group and level of expertise; venue; presentation aids etc. The students are capable of reading, understanding and applying the knowledge gained from factual texts on Biology-related

Stand: 22.01.2020 34

subjects; writing a summary and giving a brief presentation on the contents; Listening to Biology-related video material

Inhalte

Pflichtanteil Recherchieren und Publizieren: - Umgang mit virtuellen Fachbibliotheken und Metasuchmaschinen - Aufbau, Inhalt und Formatierung wissenschaftlicher Publikationen - Einreichungsverfahren für Journals und wissenschaftliche Kon-

gresse - Vorstellung von Zitationsprogrammen (u.a. Mendeley) - Umgang mit Patentschriften und deren Erstellung, nationale/inter-

nationale Patentanmeldung; Internationale Patentklassifikation (IPC); Recherchestrategien über DEPATISnet und Espacenet

Wählbarer Anteil: Fremdsprachen - Advanced Technical English: Technical Content - Molecular Biology and Biochemistry - Tables and graphs - Instrumental analysis and Bioanalysis English Grammar, Syntax and Usage (Review) - Structure of sentences

I. Complex sentences II. Shortening and combining sentences III. Active and passive Sentences

- Adverbs to describe procedures - Adjectives to describe scientific outcomes Scientific Writing - Introduction - Methodology - Data and results presentation - Discussion - Conclusion, summary and abstract Reading, listening and speaking - Searching and reading scientific literature - Making poster presentations - Doing oral presentations - 2. Fremdsprache (Fortgeschrittenen-Kurs): Das für Studierende aller Fachbereiche offene Angebot umfasst die europäischen Fremdsprachen Französisch, Spanisch und Niederländisch. Weitere Angebote auch einzelner Fachbereiche kommen abhängig von der Nachfrage zustande.

Stand: 22.01.2020 35


Für Pflichtanteil: Projektbericht, Gewichtung 2/5 Für wählbaren Anteil, Gewichtung 3/5: - Advanced Technical English: Klausur, 90 Minuten

oder - Sprachkurs: Prüfungsleistung im Fortgeschrittenen-Kurs oder

Nachweis des Sprachniveaus A2 in 2. Fremdsprache

Literatur Ebel, F.E.: Bachelor-, Master- und Doktorarbeit. Wiley-VCH Alley, M. The Craft of Scientific Writing, Third Edition. 1996. United States of America: Springer Alley, M. The Craft of Scientific Presentations: Critical Steps to Succeed and Critical Errors to Avoid. 2013. United States of America: Springer Armer, T. Cambridge English for Scientists. 2014. United Kingdom: Cambridge University Press Skern, T. Writing Scientific English: A Workbook, 2nd Ed. 2011. Austria: Facultas Verlags- und Buchhandels AG

Stand: 22.01.2020 36

Modulname

Bioanalytik I


Bio14

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

10

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Klaus Schneider


Es wird empfohlen über Grundkenntnisse in der Biochemie und der instrumentellen Analytik zu verfügen.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können wichtige Methoden zur Auftrennung, Identifizierung und Quantifizierung von Proteinen und Nukleinsäuren definieren und erklären sowie diese praktisch anwenden.

Inhalte

Vorlesungsinhalte Block 1: Einführung in die Proteinanalytik Wiederholung Proteinaufbau, Strukturen und deren wesentliche Merkmale; chem. Modifikationen und chem. Konjugation von Proteinen Proteinchromatographie: Theorie, Verfahren, Detektion: Gelfiltrations- Ionenaustausch- und Affinitätschromatographie, HIS-tag,, Antikörper, FPLC, Gelelektrophorese, Kapillarelektrophorese (elektro-osmotischer Fluss), Bradford-, Lowry-Assay; Einführung in die Massenspektrometrie (MALDI MS, ESI MS) Antikörper als Reagenzien, Spezifität, Affinität, Immunodetektionsverfahren: Assaytypen wie ELISA (Sandwich und kompetitiv, heterogene und homogene Immunoassays) und Westernblot, Präzipitationstechniken (Turbidimetrie,Nephelometrie), Lateral-flow device,

Stand: 22.01.2020 37

Nachweisverfahren: RIA, Fluoreszenz, Chemolumineszenz, Bindungsassays Block 2: Nukleinsäureanalytik Blotten (Southern, Northern, Dot/Slot, FISH); DNA Sequenzierungstechniken; Genexpressionsanalyse: siRNA, Microarrays; Praktikumsinhalte: Einführung in bioanalytische Methoden, z.B. Untersuchung der Proteinstabilität z.B, mit Thermal Shift Assay Chromatographieverfahren (z.B. HPLC, FPLC, Ionenchromato-

graphie) Gelfiltration MALDI-TOF-MS von Insulin Bestimmung von Metallionenkonzentrationen in biologischen Pro-

ben SDS-Page DNA-Sequenzierung Isoelektrische Fokussierung Blotten (z.B. Southern-, Western-) ELISA-Verfahren


Praktikumsprotokolle (70%) und Kolloquien zum Praktikum (30%), Gewichtung 4/10 Klausur zur Vorlesung, 120 Minuten, Gewichtung 6/10

Literatur F. Lottspeich, J. W. Engels, Bioanalytik, Springer Verlag Berlin Heidelberg

Stand: 22.01.2020 38

Modulname

Immunologie


Bio15

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

6

Arbeitsaufwand





Dr. Petra Volkmar


Es wird empfohlen, Grundkenntnisse über die Physiologie des Menschen zu haben sowie Grundkenntnisse in Biochemie und Genetik.




Das Modul hängt eng zusammen mit den Modulen Bio04 und Bio 21.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können den Aufbau des menschlichen Immunsystems und die Funktionsweise der angeborenen und adaptiven Abwehr beschreiben und erklären. Sie verstehen den Aufbau von Antikörpern und deren medizinische und diagnostische Bedeutung. Sie verstehen den Zusammenhang zwischen immunologischen Fehlfunktionen und können von diesen auf verschiedene Krankheitsbilder schließen.

Inhalte

Die Bestandteile unseres Immunsystems: Herkunft und Typen von Leukozyten; zentrale und periphere lymphatische Organe Aufbau und Funktionsweise der angeborenen Abwehr: Abwehrbarrieren; zelluläre und nichtzelluläre Bestandteile (Makrophagen, natürliche Killerzellen, Fieber, Entzündungsreaktionen, Komplementsystem); Erkennungsmechanismen; Zusammenarbeit mit der adaptiven Abwehr (Cytokine, Interleukine) Aufbau und Funktionsweise der adaptiven Abwehr: humorale und zelluläre Abwehr; Funktion der verschiedenen B- und T-Zelltypen; Antigenerkennung durch B- und T-Zellen; MHCs und ihre Aufgaben; Wege der Antigenpräsentation; immunologisches Gedächtnis

Stand: 22.01.2020 39

T- und B-Zellrezeptoren: Antikörper (Struktur, Klassifizierung, Klassenwechsel, somatische Hypermutation,), monoklonale AK, Antigen- Antikörper-Komplex (Epitope, Paratope, Hapten, Affinität, Avidität, Titerbestimmung), Variabilität des T-Zellrezeptors Immunisierung: aktive und passive Immunsierung; Herstellung von Impfstoffen (auch DNA-Impfstoffe, orale Impfstoffe); Arten der Immunisierung; Verabreichungswege; Adjuvantien Autoimmunität und Immuntoleranz: Transplantationen; Schwangerschaft; Darmflora Störungen der Immunabwehr und Therapieansätze: erbliche Immunschwächekrankheiten; AIDS; Pandemien, gesellschaftlich- medizinische Aspekt; Autoimmunerkrankungen; Allergien, Immunologie und Altern Ausblick in die technischen und medizinisch/diagnostischen Anwendungsbereiche von Antikörpern


Klausur, 90 Minuten

Literatur Haase, H.: Immunologie für Einsteiger. UTB, Stuttgart Schütt, C., Bröker, B.: Grundwissen Immunologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Schäfer, B.: Immunologie und Immunpathologie. Thieme, Stuttgart Kenneth M. Murphy, Paul Travers, Mark Walport: Janeway –Immunologie. Springer Spektrum (Verlag)

Stand: 22.01.2020 40

Modulname

Histologie und Zellkulturen


Bio16

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

10

Arbeitsaufwand





Dr. Franziska Leßing


Es wird empfohlen, vor diesem Modul das Modul Bio10 abzuschließen.




Dieses Modul steht inhaltlich in Verbindung mit Modul Bio10.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden können die histologische Anatomie menschlicher Organe definieren und erkennen. Sie kennen den Aufbau der unterschiedlichen Gewebetypen, wie Epithelien, Binde-, Stütz- oder Nervengewebe und vergleichen im Praktikum die Histologie verschiedener Organe mit Hilfe mikroskopischer Analyse von Dünnschnittpräparaten. Sie können die erworbenen Fähigkeiten auch auf einzelne pathologisch veränderte Gewebe anwenden. Durch das Absolvieren des Praktikums kennen die Studierenden die Grundlagen der Kultivierung tierischer/humaner Zellen. Sie können Arten der Krebsentstehung in Verbindung mit der Zellzyklusregulation beschreiben und verschiedene Methoden der Krebstherapie unterscheiden.

Inhalte

Vorlesungsinhalte: Aufbau und Morphologie humaner Zellen Einblick in die Funktion und Struktur der nächsten

Organisationsstufe, den Geweben Strukturelle und funktionelle Charakteristika der 4 Gewebstypen

Muskel-, Nerven-, Binde- und Epithelgewebe Histopathologie: Beispielhafte histologische Krankheitsbefunde

(Entzündungen, Degeneratioin, Geschwulstlehre) Grundtechniken der Histologie (Gewebefixierung,

Paraffineinbettung, Mikrotomschnitte

Stand: 22.01.2020 41

Färbetechniken, Labelling (mit Antikörpern) Beurteilung der Qualität von Präparaten (Qualitätssicherung, Dokumentation, Archivierung) Anwendungsbereiche tierischer/humaner Zellkulturen Vergleich primäre Zellkulturen mit permanenten Zellkulturen Grundlagen der Zellkulturtechnik tierischer/humaner Zellen Mechanismen der Krebsentstehung, Zellzyklusregulation Methoden der Krebstherapie Apoptoseauslöser und Regulationsmechanismen der Apoptose Stammzelltherapie, embryonale, adulte und induzierte pluripo-

tente Stammzellen. Herstellung, Differenzierung und Anwendun-gen zur Therapie

Beispielhafte Praktikumsinhalte: humane Gewebedünnschnitte mikroskopieren und

dokumentieren Immunhistologische Färbung am Beispiel eines humanen

Präparats humane Zellkultur überimpfen, pflegen, fluoreszenzmarkieren

und mikroskopieren Nachweis von Apoptosestadien mittels Fluoreszenzmikroskopie

und FACS Analyse Zellteilungsassay humaner Zellen mittels FACS Analyse


Praktikumsprotokolle (75%), Kolloquien im Praktikum (25%), Gewichtung 5/10 Klausur zur Vorlesung, 90 Minuten, Gewichtung 5/10

Literatur Schmitz, Sabine: Der Experimentator: Zellkultur. Spektrum Verlag, Heidelberg. Gstraunthaler, Gerhard: Zell-und Gewebekultur. Springer Spektrum Verlag, Heidelberg. Freshney, Ian: Culture of animal cells. Wiley Verlag, Blackwell. Holtmann, Hendrik: Basics Histologie. Elsevier, München. Welsch, Ulrich: Histologie, Elsevier, München.

Stand: 22.01.2020 42

Modulname

Pharmakologie und Toxikologie


Bio22

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

6

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Monika Buchholz


Es wird dringend empfohlen, die Module der 1. bis 4. Semester abzuschließen, d.h. u.a. grundlegende Kenntnisse über die Cytologie, Molekularbiologie, Genetik sowie über die allgemeine Chemie zu haben.


Das Modul findet Verwendung im Bachelorstudiengang „Angewandte Chemie für Analytik, Forensik und Life Science“, „Industriechemie“, „Biosciences“, „Biomedical Sciences“ und „Wirtschaftsbiologie“.


Das Modul hängt zusammen mit den Modulen Bio1- 10, 15, 16, 18-25

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen typische Therapie- und Arzneimittelformen, gesetzliche Grundlagen, den typischen Verlauf einer Arzneimittelentwicklung und -prüfung. Sie können die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten und Modelle der Pharmakokinetik und –dynamik einschließlich toxikologischer Aspekte beschreiben und können sie auf typische Arzneimittel/Wirkorte beziehen. Sie kennen die wesentlichen therapeutischen Einsatzgebiete, typische Arzneimittel für sie sowie deren chemische Struktur.

Stand: 22.01.2020 43

Inhalte

Allgemeine Pharmakologie: Block 1: Definitionen. Herkunft der Arzneimittel, Arzneimittelgesetz, Entwicklung von Arznei-mitteln, Klinische Prüfung Besondere Therapieformen: Homöopathie, Bach-Blüten, anthroposohische Arzneitherapie, Phytopharmaka, Aromatherapie gentechnisch hergestellte Arzneimittel Block 2: Arzneiformen und deren Applikation. Tabletten, Dragees, Kapseln, Zäpfchen, Injektionsampullen, Salben/Crèmes/Emulsionen, Transdermale Applikation Block 3: Grundlagen der Pharmakokinetik: Resorption, Verteilung, Biotransformation, Elimination, Arzneimittelin-teraktionen, Pharmakokinetische Kenngrößen Block 4: Grundlagen der Pharmakodynamik: Rezeptoren, typische Wirkungsmechanismen, Nebenwirkungen, Phar-makogenetik Spezielle Pharmakologie Beeinflussung von Schmerzzuständen: Opioide, Lokalanästhetika, NSAR, Sonstige Narkosemittel, Schlaf- und Beruhigungsmittel Psychopharmaka: Antidepressiva, Neuroleptika; Antiepileptika, De-menzmittel, Parkinsonmittel. Magen-Darm-Mittel: Antacida, Antiemetika, Ulkusmittel, Laxantien, Antidiarrhoika Am Sympathikus/Parasympathikus wirkende Mittel Am Respirationstrakt wirkende Mittel: Asthma- COPD-Mittel, Antitus-siva und Sekretolytika. Mittel zur Behandlung der Hypertonie Mittel zur Behandlung der Herzinsuffizienz Mittel mit Wirkung auf die Blutgerinnung Mittel zur Behandlung von Herzinfarkt/Schlaganfall Hormone Mittel zur Behandlung von Infektionskrankheiten Therapeutisch eingesetzte Vitamine Zytostatika Sonstige: Kontrastmittel, Lipidsenker, PD5-Hemmer Toxikologie: Definition, Ziele und Aufgaben der Toxikologie Toxikokinetik: Aufnahme, Verteilung, Resorption, Biotransformation und Ausscheidung von Schadstoffen Toxikodynamik: Wirkprinzipien von Giften am Beispiel von neurotoxi-schen Substanzen (z.B. Nicotin, Sarin, Botulinustoxin) Toxikologische Testmethoden in vivo und in vitro Humantoxikologisch begründete Risikoabschätzung mit Beispielen aus der Umwelt und dem Verbraucherschutz.

Stand: 22.01.2020 44


Klausur, 120 Minuten

Literatur E. Mutschler, G. Geisslinger, H.K. Kroemer und M. Schäfer-Korting, Arzneimittelwirkungen. Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie, E. Mutschler, G. Geisslinger, H.K. Kroemer und M. Schäfer-Korting, Arzneimittelwirkungen kompakt. Basiswissen Pharmakologie und To-xikologie. H. Lüllmann, K. Mohr, Taschenatlas der Pharmakologie G.F. Fuhrmann, Toxikologie für Naturwissenschaftler

Stand: 22.01.2020 45

Modulname

Einführung in das Klinische Labor und Hämatologie


Bio23

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

11

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Monika Burg-Roderfeld


Es wird empfohlen, das Modul Bio04 abgeschlossen zu haben.





Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen die wichtigsten Probenmaterialien der klinischen Chemie und können deren diagnostische Bedeutung und die zugehörigen Untersuchungsmethoden ableiten und beschreiben. Sie kennen die Zusammensetzung des menschlichen Blutes, gängige hämatologische Erkrankungen sowie deren Diagnostik. Sie können verschiedene Blut- und Urinparameter erheben und Methodenvergleiche anstellen.

Inhalte

Vorlesungsinhalte: A) Das klinische Labor Einführung in die in-vitro Diagnostik: Definitionen, Probenmaterialien (Blut, Urin, Liquor), Laboranforderung; Einteilung der Untersuchungsverfahren (automatisierte und manuelle Methoden; Probennahme; Klinisch chemische Substrat- und Enzymanalytik: Probenvorbereitung, Analyseverfahren; wichtige Untersuchungsparameter: Elektrolyte (Natrium, Kalium, Calcium), Stoffwechselprodukte (Nierenstoffwechsel - Kreatinin, Harnsäure / Fettstoffwechsel – Lipoproteine, Cholesterin / Kohlenhydratstoffwechsel / Leberstoffwechsel – Enzyme, Bilirubin, Hepatitis / Pankreasfunktionen / Darmfunktionen/ Magensaft /Liquor/ Kardiologische Laborparameter)

Stand: 22.01.2020 46

B) Hämatologie und Hämostasiologie Bestandteile des Blutplasmas und ihre klinische Bedeutung: Technikbeispiele für deren routinemäßige Bestimmung, Zelluläre Bestandteile des Blutes: Bau, Herkunft, Häufigkeiten und Aufgaben der Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten Blutgruppen: Blutgruppensysteme; Blutgruppenbestimmung; Rhesusfaktor, Verträglichkeitstests Blutzellenparameter, ihre klinische Bedeutung und Bestimmung: Hb; Hämatokrit; Erythrozytenkenngrößen; Blutsenkung; Blutbildtypen; Erkrankungen zellulärer Blutbestandteile (Anämieformen, Leukämien, Myelome); Hämatologieanalyzer Blutgerinnung: Ablauf; Enzymkaskaden; Gerinnungsstörungen; Analytik des thrombozytären und plasmatischen Gerinnungssystems; Thrombophilie- und Fibrinolysediagnostik Praktikumsinhalte, beispielhaft: Allgemeine Blutuntersuchung aus EDTA-Vollblut: - Großes Blutbild (Hämatokrit, Hämoglobingehalt, Erythrozytenzählung, MCH, MCV, MCHC, Leukozytenzählung, Thrombozytenzählung, Blutausstrich mit Leukozytendifferenzierung) - Blutgruppenbestimmung - Blutsenkung - Hämagglutinationstest Stoffwechselprodukte - Stoffwechselprodukte aus Blut und Urin mit Analyzer - Vergleich Blutzuckerbestimmung mittels Analyzer und manuellen Methoden Hämostaseologie I - Plasmagewinnung (PRP, PPP) aus Citrat-Vollblut - Manipulation des PRP zur Simulation Thrombozytärer Hämophilien - Aggregometrie, Quickwert, Thrombozytenzählung (Größe) Hämostaseologie II - Bestimmung von Gerinnungsfaktoren (P-Selektin, FVIII, vWF), Chromogen, ELISA Hämostaseologie III - Bestimmung der Thrombozyten-Rezeptorzahlen am Durchflusszytometer


Praktikumsprotokolle (75%) und Test zum Praktikum (25%), Gewichtung 4/11 Klausur zur Vorlesung, 90 Minuten, Gewichtung 7/11

Literatur Hallbach, Jürgen: Klinische Chemie und Hämatologie für den Einstieg. Thieme Verlag Halwachs-Baumann, Gabriele: Labormedizin. Klinik-Praxis-Fallbeispiele, Springer-Verlag Renz, Harald: Praktische Labordiagnostik, De Gruyter Verlag

Stand: 22.01.2020 47

Modulname

Hormone und zelluläre Signaltransduktion


Bio 24

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

6

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Monika Burg-Roderfeld


Empfohlen wird die Teilnahme an den Modulen der 1. bis 4. Semester.




Das Modul hängt eng zusammen mit den Modulen Bio 04, Bio 23 und Bio 25.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden haben einen Überblick über die Struktur, Klassifizierung und Wirkungen von Hormonen. Sie kennen die endokrinen Drüsen und deren Funktionen. Sie können die beteiligten intrazellulären Signalwege, die Rezeptortypen und die beteiligten Second Messenger benennen und können jeweils deren wesentliche Wirkungsweise beschreiben und erklären.

Inhalte

Hormone – Hierarchie und Sekretionsorte Hormonklassifizierung Second Messenger Hormon-Rezeptoren und Signalwege Schilddrüsenhormone Steroidhormone Hormonelle Regulation von Sexualfunktionen, Schwangerschaft

und Geburt Regulation von Nahrungsaufnahme, Verdauung und Energiestoff-

wechsel Stress Regulation des Blutdrucks Umweltsubstanzen mit Hormonwirkung

Stand: 22.01.2020 48


Klausur, 90 Minuten

Literatur Nelson, D., Cox, M., „Lehninger Biochemie“, Springer-Verlag, 4. Auflage, 2009; Heinrich, P.C., Müller, M., Graeve, L., „Löffler / Petrides Biochemie und Pathobiochemie“, Springer-Verlag, 9. Auflage, 2014; Kleine, B., Rossmanith, W.G., „Hormone und Hormonsystem“ Springer-Verlag, 3. Auflage, 2013; Behrends, J.C. et al., „Physiologie“, Duale Reihe, Thieme-Verlag, 2. Auflage, 2012; Spezielle Publikationen zum Thema

Stand: 22.01.2020 49

Modulname

Krankheitslehre


Bio25

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

7

Arbeitsaufwand





Prof. Dr. Iris Hermanns


Es wird empfohlen, an den Modulen der 1. bis 4. Semester erfolgreich teilgenommen zu haben.




Das Modul hängt eng zusammen mit den Modulen Bio04, Bio09, Bio15, Bio16, Bio 20, Bio21.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen und verstehen pathophysiologische Ursachen und Verbreitung der häufigsten Erkrankungen in Europa. Sie können grundlegende Ursachen und Entstehungsmechanismen dieser Erkrankungen darstellen und beschreiben wie schädigende Einflüsse zusammen mit der Reaktion des Organismus zur Aus-prägung der Erkrankungen führen. Basierend auf diesem fundierten Grundverständnis, beherrschen sie differentialdiagnostische und –therapeutische Aspekte und verstehen die Prinzipien pharma-kologischer Therapieverfahren. Sie können Ergebnisse von einfachen klinisch-chemischen und mikrobiologischen Analysen sowie von klinischen Studien im Rahmen der Arzneimittelentwicklung auswerten. Die Studierenden kennen wesentliche Inhalte zum Thema „Vortragen und Präsentieren“ und verbessern, anhand von Feedback, ihren individuellen Vortragsstil.

Inhalte

In der Lehrveranstaltung wird auf allgemeine pathophysiologische Prinzipien (I) und wichtige Erkrankungen des Kardiovaskulären Systems (II) des Verdauungstrakts und der Leber (III), des Hormonsystems (IV) und der Lunge und Niere (V) eingegangen. Dabei werden Entstehung und Symptomatik der Krankheitsbilder, sowie Diagnose und Therapiestrategien erläutert. Weiter werden Kenntnisse über physiologische und biochemische Methoden, die der Aufklärung von Pathomechanismen dienen, vermittelt.

Stand: 22.01.2020 50

(I) Mechanismen der Krankheitsentstehung, Bedeutung geneti-

scher Faktoren - Allgemeine Pathologie der Entzündung - Allgemeine Pathologie von Gefäßkrankheiten - Allgemeine Pathologie von Gerinnungsstörungen - Allgemeine Pathologie von Tumorerkrankungen

(II) Grundlagen von Erkrankungen des Kardiovaskulären Sys-tems (örtliche und allgemeine Kreislaufstörungen, Thrombose und Hämostase, venöse und arterielle Gefäßerkrankungen, Hypertonie, Herzinsuffizienz, koronare Herzkrankheit, Myo-kard-infarkt)

(III) Grundlagen von Erkrankungen des Verdauungstrakts und der Leber (Gastrointestinale Blutungen, Kolonkarzinom, Leber-er-krankungen / Leberzirrhose)

(IV) Grundlagen häufiger endokrinologischer Erkrankungen (Dia-betes mellitus Typ 1 und Typ 2, Schilddrüsenkrankheiten, Er-krankun-gen mit Beteiligung von Nebennierenhormonen)

(V) Grundlagen pulmonaler und nephrologischer Erkrankungen (Asthma, Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Pneumonie, Lungenkrebs, Störungen der Nierenfunktion, Nierenersatzverfahren)

(VI) Weitere ausgewählte Fragestellungen der Krankheitslehre, wie z.B. degenerative und entzündliche ZNS-Krankheiten; häufige Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes; Knochen- und Gelenkerkrankungen

(VII) Die Studierenden lernen ihre Stärken und Schwächen beim Vortragen kennen sowie Schwachpunkte zu kontrollieren und als Person zu überzeugen. Hauptaugenmerk gilt dabei der Phase der Vorbereitung von Vorträgen und Präsentationen: Vortragsziel, Zielgruppe, Zeit und Thema (roter Faden).

(VIII) Die Kommunikation mit den Zuhörern wird ebenfalls trainiert.

Dazu gehören das Initiieren einer Anschlussdiskussion sowie der Umgang mit Zwischenfragen.


Seminarvortrag

Literatur Meyer, Allgemeine Krankheitslehre kompakt. Verlag Hans Huber, Bern I care – Krankheitslehre. Thieme Verlag, Stuttgart Silbernagl und Lang, Taschenatlas der Pathophysiologie. Thieme Verlag, Stuttgart Löffler und Petrides, Biochemie und Pathobiochemie. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg

Stand: 22.01.2020 51

Modulname

Wissenschaftliches Arbeiten


Bio26

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

14

Arbeitsaufwand





Dr. Petra Volkmar


Analog Bio27




Das Modul hängt mit allen im Studiengang angebotenen Modulen zusammen, insbesondere hat es engen Bezug zu Modul Bio27.

Lernziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen Grundzüge wissenschaftlicher Methodik und erlernen die fachgerechte Planung wissenschaftlicher Arbeit. Sie können Experimente selbständig planen, vorbereiten und durchführen. Sie können die Ergebnisse nach wissenschaftlichen Maßstäben dokumentieren, auswerten und abstrahieren. Sie kennen die Zuverlässigkeitsbetrachtung und die Fehlerrechnung und wenden sie an. Die Studierenden sind in der Lage, selbständig für eine wissenschaftliche Forschungsaufgabe oder einen technischen Entwicklungsauftrag die relevante wissenschaftliche Literatur sowie Patentanmeldungen zu finden, zu priorisieren und zu beurteilen. Sie können diese Erkenntnisse für die Planung und Durchführung eigener wissenschaftlicher Arbeit umsetzen.Sie erlernen die Ausarbeitung und Gestaltung von wissenschaftlichen Arbeiten und Vorträgen (ggf. Veröffentlichungen) größeren Umfangs zu komplexeren, forschungs- bzw. praxisnahen Themen. Sie lernen außerdem, ihr Wissen und ihre Fähigkeiten auf ein wissenschaftliches Problem anzuwenden sowie Hypothesenaufbau, experimentelle und/oder analytische Überprüfung und ihre eigenen Lernstrategien zu hinterfragen und zu optimieren. Sie beziehen dabei

Stand: 22.01.2020 52

Aspekte wie Sicherheit, gesellschaftliche Verantwortung, Nachhaltigkeit und Vertreten einer Aufgabe mit ein. Die Studierenden können Umfang, Qualität und Bedeutung der eigenen wissenschaftlich-technischen Arbeit und Ergebnisse im Verhältnis zum publizierten Stand der Wissenschaft und Technik bewerten.

Inhalte

Aufbau wissenschaftlicher Texte / Konventionen wissenschaftlicher Texte (Zitierregeln, Literaturverzeichnis) / Vorgehensweise beim Schreiben wissenschaftlicher Texte / Textverarbeitungsprogramme Präsentationsprogramme, Präsentationstechniken / Lernstrategien, Lerntypen / Gliederungstechniken / Wissenschaftliches Schreiben, Durchführung einer komplexeren Recherche, Sichtung und Bewertung der offenen und Patentliteratur zu einem selbst gewählten Schwerpukt-Thema, Ableitung von relevanten, weiterführenden, wissenschaftlichen Aufgaben auf diesem Themengebiet


Fristgemäße Abgabe eines Projektberichts (max. 60 Seiten). [In Abstimmung mit dem Erstgutachter und dem Firmenbetreuer der Bachelorarbeit (siehe Modul Bio27) kann der Projektbericht gemeinsam mit der Bachelor-Arbeit eingereicht werden].

Literatur Krämer, W.: Wie schreibe ich eine Seminar- oder Examensarbeit? Campus, Frankfurt Hagenloch, T.: Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten. Merseburg Engel, S., Woitzik, A.: Die Diplomarbeit, Schäffer-Poeschel, Stuttgart Ebel, H. F. und Bliefert, C.: Diplom- und Doktorarbeit - Anleitungen für den naturwissenschaftlich-technischen Nachwuchs. WILEY-VCH Verlag, Weinheim Ebel, H. F. und Bliefert, C.: Vortragen in Naturwissenschaft, Technik und Medizin. WILEY-VCH Verlag, Weinheim Ebel, H. F. et al.: The Art of Scientific Writing - Form Student Reports to Professional Publications in Chemistry and Related Areas. WILEY-VCH, Weinheim

Stand: 22.01.2020 53

Modulname

Bachelor-Arbeit und Disputation


Bio27

Lehrform/en in SWS


ECTS cp

16

Arbeitsaufwand



8. Semester im Vollzeitstudiengang, SoSe, Biosciences


Dr. Petra Volkmar


Die Voraussetzungen für die Zulassung zur Bachelor-Arbeit werden jeweils im Besonderen Teil der Prüfungsordnung geregelt. Die Voraussetzungen für die Zulassung zur Disputation werden im Allgemeinen Teil der Prüfungsordnung geregelt.




Das Modul hängt mit allen im Studiengang angebotenen Modulen zusammen.

Lernziele/Kompetenzen Kenntnis, Wissen und Verständnis (kognitive Ziele): Die Studierenden erwerben die Fähigkeiten zur Erarbeitung einer ei-genständigen, naturwissenschaftlichen Fragestellung und zur Erarbei-tung eines Projektsplans zur Durchführung einer wissenschaftlichen Studie. Anwendung von Wissen und Verständnis (Praktisch-methodi-sche Fertigkeiten): Die Studierenden können ihre Fähigkeiten zur Problemlösung auch in neuen und unvertrauten Situationen anzuwenden. Urteilsfindung (Informationssammlung und –bewertung): Die Studierenden sind in der Lage, mit Hilfe elektronischer Medien selbstständig zu recherchieren sowie Literatur und andere relevante Quellen kritisch zu bewerten. Kommunikation: Die Studierenden sind in der Lage, sich mündlich und schriftlich präzise auszudrücken und die Bachelor-Arbeit nach wissenschaftlichen Standards zu verfassen. Sie sind in der Lage ein publikationsfähiges Manuskript in englischer Sprache zu erstellen und

Stand: 22.01.2020 54

ihre Ergebnisse im Rahmen einer wissenschaftlichen Veranstaltung zu präsentieren. Soziale Kompetenz: Die Studierenden können Management- und Sozialstruktur ihres Um-felds analysieren und ihr eigenes Handeln darin sinnvoll positionieren. Sie erkennen, wo sie Unterstützung brauchen und wissen diese einzu-fordern und zu nutzen. Durch eine enge Verzahnung mit der beruflichen Praxis im Rahmen des Moduls erlangen bzw. verbessern die Studierenden ihre Befähi-gung zu gesellschaftlichem Engagement. Ebenso dient das Modul der Persönlichkeitsentwicklung der Studierenden. Lernfähigkeiten (Selbststudium): Die Studierenden beherrschen Methoden des Selbst- und Zeitmanagements und können verschiedene Lern- und Arbeitsstrategien effektiv anwenden. Sie sind in der Lage, ausführliche Recherchen in englischer oder ggf.einer weiteren Sprache durchzuführen. Sie können eigenes Lernen bewerten und ggf. Lernbedarf feststellen und beheben.

Inhalte

Bachelor-Arbeit: Einarbeitung in eine wissenschaftliche Forschungs- und Anwendungsaufgabe. Recherche und Sichtung der für die formulierte Projektaufgabe wichtigsten Literatur. Bewertung des Standes des Wissens und der Technik für die Bearbeitung der Projektaufgabe. Planung sowie technische und organisatorische Vorbereitung der Bearbeitungsphase, in der Daten gewonnen werden. Gewinnung von Ergebnissen in Form von Daten aus Experimenten, Befragungen oder anderen Formen wissenschaftlicher Datengewinnung. Systematische Konsistenzprüfung und Ablage der Primärdaten für eine detaillierte wissenschaftliche Auswertung. Anpassung des vorbereiteten Arbeitsplans auf der Basis einer vorläufigen Auswertung der bisher erzielten Ergebnisse oder unerwarteter Änderungen im Projektumfeld. Disputation: Die Studierenden wählen die wichtigsten Ergebnisse der Bachelor-Arbeit aus und stellen sie in einem wissenschaftlichen Kurzvortrag dar. Abschließend verteidigen die Studierenden ihre Ergebnisse und Hypothesen in einer wissenschaftlichen Diskussion.


Die Disputation ist eine mündliche Prüfungsleistung, in welcher die Studierenden wesentliche Ergebnisse ihrer Abschlussarbeit darstellen, den methodischen Ansatz begründen sowie zu Fragestellungen wissenschaftlich begründet Stellung beziehen. Die Disputation wird als mündliche Einzelprüfung durchgeführt und die Dauer beträgt in der Regel 20-45 Minuten. Ihr Inhalt kann an die Master-Arbeit angrenzende Themengebiete aufgreifen, um die Ergebnisse der eingereichten Abschlussarbeit zu belegen, zu reflektieren oder in einem wissenschaftlichen Kontext von mehreren Seiten, angrenzend an unterschiedliche Fachgebiete zu beleuchten. Vorab müssen die Ergebnisse der Abschlussarbeit in geeigneter Weise aufbereitet werden, so dass die Studierenden darüber hinaus eine Medienauswahl treffen müssen sowie ein Konzept zur Strukturierung der Präsentation

Stand: 22.01.2020 55

und zur Visualisierung der Inhalte (Text, Grafiken) erarbeiten müssen. Eine Vorbereitungszeit von 120 Stunden ist ein Erfahrungswert aus dem Fachbereich. Anfertigung und fristgerechte Abgabe der Abschlussarbeit, Gewich-tung 12/16 Disputation, Gewichtung 4/16

Literatur Abhängig vom Thema der Bachelor-Arbeit Klaus, W.: Anfertigung und Präsentation von Seminar-, Bachelor-, Diplom- und Masterarbeiten, Fachbibliothek Verlag, Ebel, H. F. und Bliefert, C.: Vortragen in Naturwissenschaft, Technik und Medizin. WILEY-VCH Verlag, Weinheim.

ASIIN: Anforderungen und Verfahrensgrundsätze für die ...

Documents

Transcript of ASIIN: Anforderungen und Verfahrensgrundsätze für die ...