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Aufbaumodul Genetik, Zellbiologie, Physiologie
Modul-Verantwortliche: Prof. Dr. Zeis (SoSe 23)
Das Modul setzt sich aus folgenden Veranstaltungen zusammen
*Zusammen mit Vorlesung und Praktikum "Mikrobiologie, Teil 1" aus dem Aufbau-Modul Ökologie, Evolution und Biodiversität.
Lehrinhalte:
In diesem Modul vertiefen die Studierenden ihr Wissen in den Bereichen der zellulären Biologie mit den Schwerpunkten Zellbiologie, Physiologie und Genetik.
Vorlesung "Zellbiologie und Physiologie der Tiere":
Die Vorlesung vermittelt die essentiellen Grundlagen der vegetativen Tierphysiologie, des Energiestoffwechsels (inklusive der Stoffwechselkontrolle) und der Sinnes- und Neurobiologie. Die wesentlichen Funktionen der Tiere werden vertiefend vorgestellt mit dem Ziel einer Gesamtdarstellung vom Molekül bis zum Organismus. Dieses Konzept basiert auf der Integration der Erkenntnisse und Methoden unterschiedlicher Disziplinen wie Molekulargenetik, Zellbiologie, Physiologie oder Entwicklungsbiologie.
Vorlesung "Zellbiologie und Physiologie der Pflanzen:"
Zelle (Membranen und Organellen, zellulärer Transport, Targeting, Sekretorisches System, Cytosklett, Zellwand) Energetik und Stoffwechsel (Photosynthese und Kohlenhydratstoffwechsel, Atmung, Stoffwechselregulation) Plastiden (Entwicklung und Differenzierung, Endosymbiontentheorie) Ferntransport und Source-Sink Beziehung; Wasser- und Mineralhaushalt, Gasaustausch, Physiologie von Wurzel und Blättern; Entwicklung und Bewegung (Signalaufnahme und -leitung, Wachstum, Steuerung der pflanzlichen Entwicklung durch Licht und Phytohormone, pflanzliche Bewegung, Embryonalentwicklung und Entwicklungsgenetik) Sekundäre Pflanzenstoffe, Pflanzen und Stress (Antwort auf Pflanzenpathogene, Antwort auf abiotischen Stress)
Vorlesung "Mikrobiologie II":
Grundlegende und angewandte Aspekte folgender Themen werden behandelt: Mikrobieller Abbau, Destruenten, bakterielles Cytoskelett, Lebenzyklen, Lebensmittelmikrobiologie, weiße Biotechnologie, bakterielle Zellbewegung, Chemotaxis und Motilität, Protein- und Metabolittransportprozesse, Gentechnik und mikrobielle Genomik; Mikrobielle Genetik: Mutationen, Reparaturmechanismen, SOS-Antwort, Transformation, Konjugation, Transduktion, Mobile genetische Elemente, Positive und negative Kontrolle, Katabolitrepression und Substratinduktion, Prinzipien der Gentechnologie, Genbanken; Praktikum: Bestimmung von Zellkonzentrationen, Herstellung und Nachweis biotechnisch relevanter Produkte (Citronensäure, Selbstbräuner, Antibiotika), Abbau von Cellulose und Kohlenwasserstoffen, Nachweis von Bacteriophagen, Transformation von Bacillus subtilis und Escherichia coli, Konjugation bei E. coli.
Praktikum "Übungen zur Zellbiologie und Physiologie":
Chromatographie (Anionenaustausch),
Elektrophorese (SDS-PAGE),
Metabolismus (Anaerobiose, Metabolitbestimmung, Carcinus),
Muskelphysiologie (Fibrillenmodell),
Atmung (Wasser- und Luftatmer: Daphnia & Maus, Temperatureinfluss),
Photosynthese (isolierte Chloroplasten, Elektronentransport, Pigmenttrennung),
Enzyme (Enzymkinetik, Isoenzyme, Native PAGE),
Molekularbiologie I (Restriktion, Transformation),
Molekularbiologie II (DNA-Isolation, PCR),
Entwicklung und Bewegung (Phytohormone, pflanzliches Wachstum, Reizperzeption)
Vorlesung/Übung "Bioinformatik II": * DNA Sequenz-Analyse, * Strukturbiologische Grundlagen * Strukturdatenbanken (PDB, CATH, SCOP) * Vorhersage der Protein-Sekundärstruktur * Grundlagen molekularer Evolution * Mutationsmatrizen und Scoring Matrizen * Dot Plots * Algorithmen zum paarweisen Sequenzalignment (Needleman-Wunsch, Smith-Waterman, BLAST, FASTA) * Interpretation von Suchergebnisen, * Multiple Sequenzalignments, * phylogentische Bäume * Vorhersage von RNA Sekundärstrukturen
Vorlesung: "Aktuelle Aspekte der Biowissenschaften II":
Die Hochschullehrer/innen des Fachbereichs Biologie stellen die aktuellen Forschungsschwerpunkte ihrer Arbeitsgruppen bzw. die aktuellen Themen ihrer Fachgebiete vor. Themen: siehe Aushänge.
Erworbene Kompetenzen:
Die Studierenden vertiefen ihre Kompetenzen in den Themenkomplexen der zellulären Biologie. Hierbei erwerben die Studierenden sowohl theoretische als auch praktische Kompetenzen in den Schwerpunkten Zellbiologie, Physiologie und Genetik