Modulbeschreibungen zum Bachelorstudiengang Biochemie (B. Sc.) · Biochemie benötigt werden: Differential- und Integralrechnung für Funktionen einer und mehrerer Veränderlicher,

Stand: 2017-07-05

Modulbeschreibungen

zum

Bachelorstudiengang Biochemie (B. Sc.)

Universität Regensburg Fakultät für Biologie und Vorklinische Medizin

Fakultät für Chemie und Pharmazie

Stand: 2017-07-05

Biochemie

1. Name des Moduls: BCHE-BSc-M 01

Mathematik

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Mathematik / Dr. K. Barbey

3. Lehrziele: Vermittlung grundlegender mathematischer Methoden, die in der Biochemie benötigt werden: Differential- und Integralrechnung für Funktionen einer und mehrerer Veränderlicher, Differential-gleichungen, Vektor- und Matrizenrechnung, Vektoranalysis und Fouriertheorie.

4. Voraussetzungen:

a) allgemein: Zulassung zum Bachelorstudiengang Biochemie

b) universitäre Veranstaltungen:

5. Bedingungen:

a) verwendbar in: Bachelorstudiengang Biochemie und Chemie

b) nicht verwendbar in / nicht kombinierbar mit:

6. Wie häufig wird das Modul angeboten? Jährlich

7. In welcher Zeit kann das Modul absolviert werden? 2 Semester

8. Zusammensetzung und Inhalte:

Nr. Veranstaltungen SWS LP

1 Vorlesung Mathematik I mit begleitenden Übungen Funktionen einer Variablen: Differentialrechnung, Reihenentwicklung und Integration. Komplexe Zahlen. Gewöhnliche Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung, Schwingungsgleichung. Funktionen mehrerer Variabler: Partielle Ableitung, Differential, Kurvenintegral, Wegunabhängigkeit. Vektor- und Matrizenrechnung: Lineare Gleichungssysteme.

3/1 5 b

2 Vorlesung Mathematik II mit begleitenden Übungen Fortsetzung der Vektor- und Matrizenrechnung: Determinanten, Koordinatensysteme, Eigenwerte und Eigenvektoren, Hauptachsentransformation. Vektoranalysis: Divergenz und Rotation, Kurven- und Flächenintegrale. Ausblick auf partielle Differentialgleichungen, Diffusionsgleichung. Fourierreihen und Fouriertransformation.

3/1 5 b

Summe 8 10 9. Modulnote/Modulprüfung/Teilprüfungen:

Schriftliche Prüfungen zu den Vorlesungen; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 erzielten Noten gebildet.

Biochemie


Physik

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Biophysik / Prof. Dr. Dr. H. R. Kalbitzer

3. Lehrziele: Grundkenntnisse in klassischer Physik

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:

a) verwendbar in: Bachelorstudiengang Biochemie und Biologie






1 Vorlesung Physik für Biochemiker und Biologen

1) Mechanik a) Raum und Zeit b) Mechanik starrer Körper c) Hydrodynamik d) Transportvorgänge

2) Thermodynamik a) Kinetische Gastheorie und Zustandsgleichungen b) Hauptsätze der Thermodynamik c) Zustandsänderungen und thermodynamische Potentiale d) Zweiphasengleichgewichte in Einstoffsystemen e) Mehrkomponentensysteme

3) Elektrodynamik a) Elektrostatik b) Strömungsvorgänge von Ladungen c) Magnetische Kräfte d) Zeitlich veränderliche Ströme und Spannungen e) Fourier-Analyse periodischer Signale f) Mechanismen der elektrischen Leitung

4) Schwingungen und Wellen a) Schwingungen b) Wellen c) Schallwellen

5) Optik a) Geometrische Optik b) Wellenoptik

6) Atom- und Kernphysik a) Atom- und Molekülspektren b) Röntgenstrahlung c) Radioaktivität

4 5 b

2 Physikalisches Praktikum mit begleitendem Seminar

Folgende Versuche werden angeboten:

1. Fallmaschine, Kraft und freier Fall

2. Schiefe Ebene, Kräfteparallelogramm und Reibung

3. Ultraschall, Transmission und Reflexion, Echoortung, Materialanalyse

4. Kugelfall- und Ostwald-Viskosimeter, Viskosität, Sedimentation und Strömung

5. Kalorimetrie, spezifische Wärme und Wärmeleitung

6. Wheatstone-Brücke, Kirchhoff-Gesetze, Gleichstrom

7. Schwingkreis, Induktivität, Resonanz und Dämpfung, Wechselstrom

8. Lichtmikroskop, Vergrößerung, Auflösung, Abbé-Theorie

9. Fernrohre, Auge, Wellen, Interferenz

10. Röntgenphysik, Absorption, Beugung,

11. Radioaktivität, Strahlenarten, Zerfallsgesetz, Wechselwirkung mit Materie

Das begleitende Seminar detailliert die theoretischen Grundlagen der Experimente.

5/2 5 b


Schriftliche Prüfung zur Vorlesung; Bewertete Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls wird als gewichtetes Mittel aus Klausurnote und Praktikumsnote bestimmt.

Biochemie


Biophysik

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Biophysik / Prof. Dr. Dr. H. R. Kalbitzer

3. Lehrziele: Physikalische Grundlagen analytischer Methoden der Biochemie und Strukturbiologie, Physik gelöster Makromoleküle, Physik von Biomembranen, Wechselwirkung von Licht mit Materie, elektrische und magnetische Felder, Strahlenbiophysik.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Physikalische Grundlagen der Biochemie Brown’sche Diffusion in makromolekularer Lösung und in Poren, Sedimentation und Zentrifuge, Elektrophorese, Intermolekulare Wechselwirkungen, Mikrokalorimetrie, Membranen (mechanische und elektrische Eigenschaften, Nervenzellmembranen, Einzelkanalleitfähigkeiten), Photobiophysik, Lichtstreuung, Fluoreszenz und Fluoreszenzmikroskopie, Magnetische Resonanzspektroskopie, Kristallstrukturanalyse, Elektronenmikroskopie, Massenspektrometrie, biologische Wirkungen ionisierender Strahlung und elektromagnetischer Felder.

2 3 b


Schriftliche Prüfung zur Vorlesung; Die Endnote des Moduls entspricht der in der Prüfung erzielten Note.

Biochemie


Allgemeine Chemie

2. Verantwortlich: Prof. Dr. A. Pfitzner

3. Lehrziele: Atom- und Molekülbau, Theorie der chemischen Bindung, Chemisches Gleichgewicht, Protolyse-, Redox- und Löslichkeitsgleichgewichte, Grundlagen der Strukturchemie fester Stoffe.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Allgemeine Chemie – Physikalisch-chemischer Teil mit begleitenden Übungen Atomtheorie, empirische Gasgesetze und kinetische Gastheorie, mikroskopischer Aufbau der Materie: Elementarteilchen, Atome, Welle-Teilchen-Dualismus und Ansatz der Quantentheorie zur Beschreibung von Elektronen in Atomen, Diskussion der Resultate einfacher Einteilchensysteme, Ein- und Mehrelektronenatome, Aufbauprinzip des Periodensystems der Elemente, radioaktiver Zerfall.

2/1

2 Vorlesung Allgemeine Chemie – Analytischer Teil Grundlagen der Stöchiometrie, chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz, Lösungsvorgänge und Löslichkeitsprodukt, Säuren und Basen: Definitionen und quantitative Behandlung von Säure-Base Gleichgewichten und Puffersystemen, elektrochemisches Potenzial, Spannungsreihe, Redox- und Komplexgleichgewichte.

2

3 Vorlesung Allgemeine Chemie – Anorganisch-chemischer Teil Die chemische Bindung: Ionenverbindungen, Metalle, Halbmetalle und das Bändermodell, die kovalente Bindung, Elektronegativität, Polarität und Dipolmoment, Beschreibung einfacher Moleküle anhand der MO-Theorie, räumliche Struktur von Molekülen, schwache Bindungskräfte. Elementare Stoffkenntnisse zur Darstellung und zum Reaktivitätsverhalten ausgewählter Nichtmetalle und einfacher Verbindungen. Diese werden mit eindrucksvollen chemischen Experimenten unterlegt.

2

4 Experimentalvorlesung 1

Summe 8 9 b

9. Modulnote/Modulprüfung/Teilprüfungen:

Schriftliche Prüfung zu den Vorlesungen (1 Klausur, die die Vorlesungsteile 1-4 abdeckt); Die Endnote des Moduls entspricht der in der Klausur erzielten Note.

Biochemie


Physikalische Chemie

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Physikalische Chemie / Prof. Dr. W. Kunz

3. Lehrziele: Grundlagen der Thermodynamik, Grundzüge der Elektrochemie, Kinetik chemischer Reaktionen, Enzymkinetik, Populationsdynamik.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:

a) verwendbar in: Bachelorstudiengang Biochemie






1 Vorlesung Physikalische Chemie 1. Hauptsatz und 2. Hauptsatz der Thermodynamik, Entropie, chemisches Potential, chemische Gleichgewichte, Phasengleichgewichte, Reaktionen, Grundzüge der Elektrochemie. Nernstsche Gleichung, Elektroden, Leitfähigkeit(Kohlrausch) Kinetik chemischer Reaktionen, Reaktionen 1. und 2. Ordnung, Reversible, Konsekutiv- und Parallel-Reaktionen, Quasistationarität in Reaktionsfolgen, Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante (Arrhenius), Enzymkinetik, Populationsdynamik.

2/1 4 b

2 Physikalisch-chemisches Praktikum 8 Praktikumsversuche als Blockveranstaltung im Anschluss an die Vorlesung: Molmassenbestimmung nach Viktor Meier; Esterhydrolyse über Konduktometrie; Photometrische Bestimmung der Kinetik der Iodierung von Aceton; Oberflächenspannung an Phasengrenzen; Elektromotorische Kraft galvanischer Zellen; Bestimmung von pH-Werten, Pufferlösungen; Leitfähigkeit in Elektrolytlösungen; Bestimmung der Gefrierpunktserniedrigung.

4 3


Schriftliche Prüfung zur Vorlesung; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls entspricht der in der Veranstaltung Nr. 1 erzielten Note.

Biochemie


Anorganische Chemie

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Anorganische Chemie / Prof. Dr. A. Pfitzner

3. Lehrziele: Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie in Theorie und Praxis

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Anorganische Chemie Hauptgruppen Anorganische Stoffchemie: Vorkommen, Strukturen, Eigenschaften und Herstellung der Elemente; wichtige binäre Verbindungen der Elemente, technische Verfahren der anorganischen Grundstoffindustrie

2 3 b

2 Anorganisch-chemisches Praktikum mit begleitendem Seminar Im Praktikum mit dem zugehörigen Seminar werden einfache Reaktionen anhand praktischer Übungen nachvollzogen, darunter quantitative Bestimmungen z.B. mittels Redoxreaktionen und qualitative Bestimmungen in wässriger Lösung. Zusätzlich werden einfache Labortätigkeiten anhand ausgewählter anorganischer Präparate durchgeführt.

15/2 11


Schriftliche Prüfungen zu den Vorlesungen; Die Endnote des Moduls entspricht der in der Veranstaltung Nr. 1 erzielten Note.

Biochemie


Organische Chemie

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Organische Chemie / Prof. Dr. O. Reiser

3. Lehrziele: Grundlagen der Organischen Chemie

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Grundvorlesung Organische Chemie mit begleitenden Übungen In der Vorlesung werden die Strukturen, die Herstellung, die Eigenschaften und die wichtigsten Reaktionen organischer Stoffklassen (z.B. Alkane, Alkene, Aromaten, Carbonsäuren, Amine usw.) vorgestellt.

Ausführliche Inhaltsangabe: http://www.chemie.uni-regensburg.de/Fakultaet_Chemie/deutsch/download/pdf/Org_Chemie_Grund.pdf

4/1 6 b

2 Vorlesung Reaktionsmechanismen Im Rahmen der Vorlesung werden alle grundlegenden Reaktion der Organischen Chemie und ihre Mechanismen detailliert besprochen. Struktur, Stabilität und Charakterisierung reaktiver Zwischenstufen, wie z.B. Carbenium-Ionen oder Carbene sind ebenso Stoff der Vorlesung, wie physikalisch-organische Messverfahren zur Untersuchung von Reaktionsmechanismen.

Ausführliche Inhaltsangabe: http://www.chemie.uni-regensburg.de/Fakultaet_Chemie/deutsch/download/pdf/Org_Chemie_Reaktionsmechanismen.pdf

3 6 b

3 Vorlesung Spektroskopische Strukturaufklärung und Stereochemie organischer Verbindungen Die Teilnehmer erlernen an Hand von Beispielen, wie sich die Struktur organischer Moleküle aus spektroskopischen Messungen, insbesondere der Kernresonanz-spektroskopie (NMR), Massenspektrometrie und Infrarotspektroskopie ableiten lässt.

Ausführliche Inhaltsangabe: http://www.chemie.uni-regensburg.de/Fakultaet_Chemie/deutsch/download/pdf/Org_Chemie_2.pdf

2 3 b

4 Vorlesung Naturstoffe, Heterozyklen und organische Materialien Die Vorlesung stellt die Chemie der wichtigsten Naturstoffklassen (Aminosäuren, Peptide, Zucker, Nucleinbasen) und ihre Bedeutung für die Biologie und Bioorganische Chemie vor. Zudem wird an Beispielen der Einsatz organischer Verbindung zur Herstellung künstlicher Werkstoffe und Materialien erläutert.

Ausführliche Inhaltsangabe: http://www.chemie.uni-regensburg.de/Fakultaet_Chemie/deutsch/download/pdf/Org_Chemie_Naturstoffe.pdf

2/1 4 b

5 Organisch-chemisches Praktikum mit begleitendem Seminar Die grundlegenden Reaktionen der Organischen Chemie werden in Laborexperimenten durchgeführt. Die Teilnehmer erlernen dabei wichtige Laboratoriumstechniken der Organischen Synthese und die selbständige Planung und Durchführung organisch-chemischer Experimente. Im begleitenden Seminar wird der Bezug zur zuvor besprochenen Theorie hergestellt und die retrosynthetische Syntheseplanung geübt.

Ausführliche Inhaltsangabe: http://www.chemie.uni-regensburg.de/Fakultaet_Chemie/deutsch/download/pdf/Org_Chemie_Grundpraktikum.pdf

8/2 6


Schriftliche Prüfungen zu den Vorlesungen; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 bis Nr. 4 erzielten und mit den Leistungspunkten gewichteten Noten gebildet.

Biochemie


Biologie I

2. Verantwortlich: Prof. Dr. J. Heinze

3. Lehrziele: Vermittlung der Grundkenntnisse des Aufbaus von Zellen, Geweben und Organismen, sowie der wesentlichen Baupläne von Tieren und Pflanzen.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Allgemeine Biologie Grundlagen zum Aufbau der Zelle, der Entstehung des Lebens, der Strukturen pflanzlicher und tierischer Organismen inkl. Protisten und Überblick über die Baupläne verschiedener Pflanzen und Tiere

5 5

2 Übungen zur Zytologie und Anatomie der Pflanzen Bau einer Pflanzenzelle (Zellorganellen, Zellplasma, Zellkern mit Chromosomen, Mitose), Zelltypen, Gewebe des Pflanzenkörpers (Wurzel, Sprossachse, Blatt), Dickenwachstum und Fortpflanzungsorgane.

4 5 b

3 Übungen zur Zytologie und Anatomie der Tiere Kennenlernen der grundlegenden Baupläne und Lebenszyklen von Tieren am Beispiel von Protozoen, Cnidariern, Plathelminthen, Nemathelminthen, Anneliden, Crustaceen, Insekten, Mollusken, Fischen und Säugern. Grundlagen der Zytologie und Histologie am Beispiel der Augen verschiedener Tierarten.

4 5 b


Klausuren zu den Übungen (Veranstaltungen Nr. 2 und Nr. 3); Zusammen mit der entsprechenden Klausur zu den Übungen findet jeweils eine unbenotete Klausur zum botanisch-zytologischen bzw. zoologischen Teil der Vorlesung (Veranstaltung Nr. 1) statt; Protokolle zu den Übungen; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 2 und Nr. 3 erzielten Noten gebildet.

Biochemie


Biologie II

2. Verantwortlich: Prof. Dr. I. Neumann

3. Lehrziele: Grundlegende Mechanismen tierphysiologischer Prozesse; Enzymatische, hormonelle und neuronale Regulation physiologischer Abläufe; Ligand-Rezeptor-Interaktionen und deren physiologische Konsequenzen; Signaltransduktion in Neuronen und anderen Körperzellen; Grundlagen der Elektrophysiologie; Methodische Ansätze; Zoologische Vergleiche.

Grundlagen pflanzlicher Bewegungen, pflanzlicher Differenzierung und Entwicklungsvorgänge und spezifisch pflanzlicher Stoffwechselprozesse; Prinzipien der Energiegewinnung, der Reizphysiologie, der Steuerung und Verarbeitung lichtabhängiger Entwicklungsprozesse sowie der Wirkungsweise von Phytohormonen.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Tierphysiologie Physiologische und zelluläre Prozesse der Atmung (O2-, CO2-Transport- und Austauschprozesse, Kinetik), der Verdauung (Verdauungsenzyme, Resorption) und Exkretion (Ultrafiltration, Absorptions- und Resorptionsprozesse der Niere) - zoologische Vergleiche, neuronale und humorale Regulation; (Neuro-) Endokrinologie (Hormonfunktionen, neuronale Regulation der Hormonsekretion, Pathologien); Blut und Immunsystem; Neuro- und Sinnesphysiologie.

3 4 b

2 Vorlesung Pflanzenphysiologie Bewegungsphysiologie Typen von Pflanzenbewegungen: Tropismen (Phototropismus, Gravitropismus), Taxien bei Bakterien und Algen, Nastien (Seismonastie, Thigmonastie, Chemonastie, Rankenbewegungen); Stomatabewegung, intrazelluläre Bewegungen (Plasmaströmung, Chloroplasten); autonome Bewegungen. Entwicklungsphysiologie Allgemeine Prinzipien der Entwicklung / Differenzierung (Nachweise differentieller Genaktivität, Grundzüge eukaryontischer Genorganisation, Springende Gene); Steuerung der Entwicklung durch Phytohormone (Hormonbegriff, Prinzipien der Signaltransduktion, Überblick über Biosynthese, molekulare Mechanismen und Wirkungen); Phytochrom System (Prinzipien lichtgesteuerter Entwicklungsprozesse); Samenreifung und Samenkeimung; Physiologie und Molekularbiologie der Blütenbildung; Befruchtung / Selbstinkompatibilität bei Angiospermen; Prozesse der Entwicklung (Zelldifferenzierung, Polarität, Musterbildung, Embryogenese, Alterungsprozesse, Zelltod). Stoffwechselphysiologie Auto- und Heterotrophie; Photosynthese und C-Assimilation (Licht- und Dunkelreaktion, C4-Photosynthese und Photorespiration, CAM-Pflanzen, photosynthetische Bakterien, Biosynthese/Abbau von Stärke, Chlorophyll- und Carotinbiosynthese); Glyoxylatzyklus, Stofftransport (Interzellulärer Transport; Transmembrantransport, Phloemtransport, Xylemtransport, Transportvorgänge an Zellorganellen; N-Assimilation (NH4

+, NO3- und N2); S-Assimilation; Transgene

Pflanzen (Herstellung; Einsatz); Sekundäre Pflanzenstoffe (Isoprenoide, Phenylpropane, Alkaloide, Lignin).

3 4 b


Schriftliche Prüfungen zu den Vorlesungen; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 erzielten Noten gebildet.

Biochemie


Genetik

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Genetik / Prof. Dr. W. Seufert

3. Lehrziele: Fundierte Kenntnisse zu Aufbau, Erhalt, Weitergabe und Expression des genetischen Materials; Einblick in Gentechnik und Genomforschung.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Molekulare und klassische Genetik mit begleitenden Übungen 1. DNA als Träger der Erbinformation: DNA-Struktur, zelluläre Organisation, Funktionselemente, Replikation, Kohäsion; 2. Zellteilung: Zellzyklusmutanten in Bäcker- und Spalthefe, Kontrollsysteme, Mitose, Cyclin-abhängige Kinasen, Meiose, Rekombination; 3. Klassische Genetik: Mendels Vererbungstheorie, mono- und dihybride Kreuzungen, Formen der Geschlechtsbestimmung, geschlechtsgekoppelte Vererbung, Interaktion von Allelen und Genen (multiple Allele, Dominanzbeziehungen, Penetranz, Epistasis), Wechselwirkung Geschlecht, Umwelt und Vererbung (cytoplasmatische Vererbung, maternaler Effekt, genomische Prägung, Reaktionsnorm), humangenetische Untersuchungen (Stammbäume, Zwillingsstudien), Kopplung, Rekombination, Genkartierung, Chomosomenvariation (Rearrangements, Aneuploidie, Polyploidie, Transposons), Bakterien und Viren (Gentransfer via Konjugation, Transformation, Transduktion, Prionen); 4. Molekulare Genetik: Transkription, RNA-Prozessierung, Translation, genetischer Code, Regulation der Genexpression (lac- und trp-Operon, DNA-, RNA- und Protein-Ebene), Mutation und DNA-Reparatur, rekombinante DNA und transgene Organismen, strukturelle, funktionelle und vergleichende Genomforschung.

3/1 4 b

2 Genetisches Praktikum Acht Praktikumsversuche vermitteln grundlegende Methoden der klassischen bakteriellen und Bakteriophagen-Genetik (DNA-Inaktivierung durch ultraviolettes Licht und Wirkung von Reparatursystemen; Bakterielle Chemotaxis; Genetischer Austausch bei Bakterien: Transformation mit Plasmiden, Transduktion mit Hilfe des Bakteriophagen P1, DNA-Übertragung durch Konjugation; Durchführung des "Ames-Tests" zur Identifizierung mutagener Agentien; Direkte und indirekte Selektionsmethoden zur Gewinnung von Mutanten; Replikaplattierung; Versuche zur Regulation des Lactose-Operons: Strichkreuzung, Komplementation, Enzymtest; Nachweis von Bakteriophagen auf Agarplatten durch Plaque-Bildung; Vermehrung von Phagenpartikeln durch konfluente Lyse; Anlegen von Verdünnungsreihen und Titration; Phagenkreuzung; Versuche zur Regulation des Phagen Lambda). Das begleitende Seminar vertieft die theoretischen Grundlagen der Methoden.

5 3


Schriftliche Prüfungen zur Vorlesung; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls entspricht der in der Veranstaltung Nr. 1 erzielten Note.

Biochemie


Mikrobiologie

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Mikrobiologie / Prof. Dr. M. Thomm

3. Lehrziele: Vermittlung von Grundkenntnissen: Aufbau und Evolution der prokaryotischen Zelle. Mikrobielle Vielfalt und Systematik. Bakterienphysiologie. Grundlagen der Regulation und Genregulation. Molekularbiologie der Archaea. Grundlagen der Virologie.

Vermittlung grundlegender mikrobiologischer Arbeitstechniken.

4. Voraussetzungen:



5. Bedingungen:







1 Vorlesung Einführung in die Mikrobiologie mit begleitenden Übungen Einführung in die Mikrobiologie. Unterschiede prokaryotische-eukaryotische Zelle. Bedeutung von Mikroorganismen für den Menschen. Geschichte der Mikrobiologie. Evolution: Bacteria, Archaea, Eukaryoten. Grundzüge der Bakteriensystematik. Aufbau der prokaryotischen Zelle: Chemie und Struktur. Oberflächenstrukturen prokaryotischer Zellen. Ernährungsphysiologie, Wachstumsphysiologie und Kinetik. Sterilisation und Antibiotika. Abbauwege der Glukose. Atmung. Gärungen (alkoholische Gärung, Milchsäuregärung, Buttersäure- und Lösungsmittelgärung, Propionsäuregärung). Anareobe Atmung. Unvollständige Oxidation. Stickstofffixierung. Molekularbiologie der Archaeen. Transkriptionsfaktoren. Regulation des Metabolismus und der Genaktivität. Bakteriophagen und Viren. Entstehung des Lebens und ursprüngliche Lebensformen.

3/1 4 b

2 Mikrobiologisches Praktikum Neun Themenblöcke (Anreicherung, Mikroskopie, Wachstumsversuche, Antibiotika, Färbungen, Physiologische Tests, Stickstoffkreislauf, Biotechnologische Anwendungen, Bakteriophagen) werden in z. T. mehreren Praktikumsversuchen behandelt und in begleitenden Vorbesprechungen auch theoretisch vertieft. Besondere Schwerpunkte sind: Vermittlung verschiedener Kultivierungstechniken, morphologischer und physiologischer Diversität von Mikroorganismen, sowie mikroskopischer und einfacher biochemischen Untersuchungsmethoden.

4 2

Summe 8 6


Schriftliche Prüfungen zur Vorlesung; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls entspricht der in der Veranstaltung Nr. 1 erzielten Note

Biochemie


Biochemie I

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Biochemie / Prof. Dr. G. Meister

3. Lehrziele: Struktur und Funktion der Biomoleküle; Verständnis der Mechanismen biochemischer Reaktionen; Wege des Grundstoffwechsels und deren Vernetzung und Regulation; Synthesen der Biomoleküle; Prinzipien der Signaltransduktion und der Membranfunktion; Grundlagen der Verarbeitung genetischer Information; Grundlagen biochemischer Messmethoden und Analytik.

4. Voraussetzungen:


b) universitäre Veranstaltungen: Module M 04 und M 07 (Nr. 1)

5. Bedingungen:







1 Vorlesung Biochemie - Teil A Aminosäuren, Struktur und Funktion von Proteinen; Enzyme (Kinetik und ausgewählte Mechanismen); Struktur und Funktion von Nucleinsäuren, Lipiden und Kohlenhydraten; Thermodynamische Grundlagen biochemischer Reaktionen; Lipolyse und β-Oxidation; Glycolyse; Citratzyklus; Oxidative Phosphorylierung; Gluconeogenese; Proteinabbau; Aminosäurestoffwechsel; Glycogenstoffwechsel; Membranarchitektur; Molekül- und Ionentransport durch Membranen; Ionenkanäle; Membran- und Aktionspotenzial; Liganden-gesteuerte Ionenkanäle.

4 5 b

2 Biochemisches Grundpraktikum mit begleitendem Seminar 10 Praktikumsversuche vermitteln parallel zur Vorlesung grundlegende Methoden der Biochemie (Proteinreinigung und -analytik, Spektroskopie, Gelelekrophorese, Kinetische Analyse enzymkatalysierter Reaktionen, Analytik mittels Dünnschicht- und Gaschromatographie). Das begleitende Seminar vertieft die theoretischen Grundlagen der Methoden.

4/2 4

3 Vorlesung Biochemie - Teil B Nucleotide und Nucleinsäuren; Struktur der Nucleinsäuren; Nucleotidmetabolismus; DNA-Replikation, -Reparatur und Rekombination; Transkription und RNA-Prozessierung; Regulation der Transkription; Proteinbiosynthese (Translation); Regulation der Proteinbiosynthese.

3 4 b

Summe 13 13


Schriftliche Prüfungen zu den Vorlesungen; Prüfungsstoff der Klausur zur Veranstaltung Nr. 1 sind neben dem Vorlesungsstoff auch die Lehrinhalte des begleitenden Seminars in Veranstaltung Nr. 2; Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 3 erzielten und mit den Leistungspunkten gewichteten Noten gebildet.

Biochemie


Biochemie II

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Biochemie / Prof. Dr. G. Meister

3. Lehrziele: Erwerben der für einen Biochemiker grundlegenden methodischen Kenntnisse und deren praktische Anwendung: Umgang mit radioaktiven Isotopen; Einblick in die Bioinformatik und Einsatz spezifischer Datenbanken; Grundlagen der Proteinanalytik; Struktur, Funktion und Energetik von Biopolymeren insbes. von Proteinen; Grundlagen und Anwendung verschiedener biophysikalischer und physikalisch-biochemischer Methoden; Reinigung und Charakterisierung biologischer Makromoleküle unter Anwendung dafür typischer Methoden.

4. Voraussetzungen:


b) universitäre Veranstaltungen: Module M 07 und M 12

5. Bedingungen:







1 Biochemisches Großpraktikum I mit begleitendem Seminar

Teil A - Isotopenkurs Physikalisch-chemische Grundlagen radioaktiver Strahlung; Szintillations-Zähler (Messprinzip, Aufnahme von Energiespektren, Quantitative Messung von einfach- und doppelmarkierten Proben, Bestimmung der Zählausbeute, Quench-Korrekturverfahren, Messung der Cerenkov Strahlung); Proportional-Zähler / Geiger-Müller-Zähler; Autoradiographie (Phospho-Imager); Praktische Anwendungen in einem exemplarischen Experiment.

Teil B - Bioinformatik und Proteinanalytik Limitierte Trypsinproteolyse von Albumin und Charakterisierung der Peptide mittels SDS-Gelelektrophorese; Vollständige Trypsinspaltung von Albumin und Trennung der Peptide mittels HPLC (Reversed-Phase-Chromatografie); Enzymatische Spaltung von Standardproteinen sowie komplexen Proteingemischen im SDS-Gel für die anschließende Analyse durch verschiedene massenspektro-metrische Methoden: MALDI-TOF/TOF und ESI-LC/MS; Fraktionierung eines komplexen Proteingemisches nach Trypsinverdau: Vergleich von OFFGEL-Fraktionator und SCX-Chromatografie; Einführung in die Protein-Massenspektrometrie.

Teil C – Biophysik und physikalische Biochemie 8 Praktikumsversuche stellen verschiedene Methoden der Biophysik und physikalischen Biochemie vor: NMR, ESR, Molecular Modelling, HPLC, DNA-Struktur und -Analytik, Proteinstabilität, Enzymkinetik, Thermodynamik. Die durchgeführten Versuche zeigen die Vorgangsweise bei der Durchführung physikalischer Methoden auf und vermitteln computerunterstützte

21/4 10/ 8 b

Datenauswertungen und sinnvolle Interpretationen der erhaltenen Ergebnisse. Begleitende Einführungen erläutern spezielle Techniken und die theoretischen Grundlagen biophysikalischer Messmethodik.

Teil D – Protein- / Enzymreinigung Reinigung und Charakterisierung zweier Enzyme: Rohextrakt-Präparation; Hitzedenaturierung; Fraktionierung durch Ammoniumsulfatfällungen; Dialyse; Ionenaustauschchromatographie; Adsorptionschromatographie; Präparative Ultrazentrifugation; Optischer Test; Spektroskopische Eigenschaften von Enzym und Coenzym; Einsatz von Modellsubstraten; Produktanalyse mittels GC und GCMS; Untersuchungen zum Reaktionsmechanismus.

2 Biochemisches Seminar I Die Studierenden wählen aus einer Liste vorgegebener, aktueller Themen, die einen Bezug zu den durchgeführten Versuchen haben, ein Thema aus, besprechen Literatur und Gliederung des Referates mit dem jeweiligen Betreuer und referieren am Ende des Semesters über das gewählte Thema.

2 2 b (R)


Gemeinsame schriftliche Prüfung zu den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 (Theoretische Hintergründe der Praktikumsversuche und Grundlagen der in den Referaten vorgestellten Themen); Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Ein Referat (R, benotet) im Rahmen der Veranstaltung Nr. 2 oder im Rahmen der Veranstaltung Nr. 2 im Modul M 14; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 erzielten und mit den Leistungspunkten gewichteten Noten gebildet.

Biochemie


Biochemie III

2. Fachgebiet / Verantwortlich: Biochemie / Prof. Dr. H. Tschochner

3. Lehrziele: Erlernen basaler molekularbiologischer Methoden Erlernen molekularer und zellbiochemischer Methoden zur Unter-suchung von Protein-Protein Wechselwirkungen, der subzellulären Lokalisierung von Proteinen, und Nachweise von Reportergen-Aktivitäten in pflanzlichen Modellorganismen

4. Voraussetzungen:


b) universitäre Veranstaltungen: Module M 07 und M 12

5. Bedingungen:





8. Zusammensetzung und Lerninhalte:


1 Biochemisches Großpraktikum II mit begleitendem Seminar

Teil A – Molekularbiologie Wie im wissenschaftlichen Alltag sollten mehrere Fragestellungen im Rahmen eines zusammenhängenden Projektes bearbeitet werden. Der Schwerpunkt in der prakti-schen Durchführung liegt dabei auf molekularbiologischen Anwendungen. Ergänzt werden diese durch genetische und proteinbiochemische Techniken, sowie durch bioinformatische Analysen. An den Modellorganismen S. cerevisiae und E. coli wer-den durch Kombination dieser verschiedenen Ansätze grundlegende Erkenntnisse über die zelluläre Funktion eines Gens, bzw. dessen Genprodukts gewonnen. Angewandte Methoden: Klonierung, Restriktionsverdau, PCR, Ligation, homologe Rekombination, Transformationsmethoden, DNA-Isolierung, quantitative PCR, Southern Blot, Proteinaffinitätsreinigung, Proteinanalytik (SDS-PAGE, Western Blot).

Teil B – Zelluläre Biochemie Am pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana werden grundlegende pro-teinbiochemische, immunhistochemische, und zellbiologische Methoden vermittelt. Es wird mit T-DNA Insertionslinien gearbeitet. Pflanzen werden transformiert, um ein fluoreszentes Fusionsprotein mittels CLSM subzellulär in der Zelle zu lokalisie-ren. Zum Protein- und Transkript-Nachweis im Gewebe werden Whole-mount Im-munolokalisierungen bzw. in situ Hybridisierungen durchgeführt. Nach heterologer Proteinexpression in Xenopus laevis erfolgt die Messung von Transportraten. Angewandte Methoden: Heterologe Expression in Xenopus; 2D-PAGE; Phosphopro-tein-Nachweis; WISH; mRNA-DIRECT; RT-PCR; Agrobacterium-vermittelte Trans-formation, CLSM, DIC-Mikroskopie, Mikrotomie und Immunhistochemie.

14/2 8/ 5 b

2 Biochemisches Seminar II Die Studierenden wählen aus einer Liste vorgegebener, aktueller Themen der Bio-chemie, Molekularbiologie oder der zellulären Biochemie ein Thema aus, besprechen Literatur und Gliederung des Referates mit dem jeweiligen Betreuer und referieren am Ende des Semesters über das gewählte Thema.

2 2 b

(R)


Gemeinsame schriftliche Prüfung zu den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 (Theoretische Hinter-gründe der Praktikumsversuche und Grundlagen der in den Referaten vorgestellten Themen); Protokolle zu den Praktikumsversuchen; Ein Referat (R, benotet) im Rahmen der Veranstaltung Nr. 2 oder im Rahmen der Veranstaltung Nr. 2 im Modul M 13; Die Endnote des Moduls wird aus dem arithmetischen Mittel der in den Veranstaltungen Nr. 1 und Nr. 2 erzielten und mit den Leistungspunkten gewichteten Noten gebildet.

Biochemie


Nebenfach

2. Verantwortlich: Prof. Dr. G. Meister

3. Lehrziele: Das Nebenfach sollte ein naturwissenschaftliches Fach sein, das sich deutlich von den drei Fächern Organische Chemie, Biochemie und Molekularbiologie unterscheidet. Es sollte eine methodische Ergänzung und Bereicherung zu den Groß- und Forschungspraktika bieten.

4. Voraussetzungen:


b) universitäre Veranstaltungen: Modul M 12

5. Bedingungen:



6. Wie häufig wird das Modul angeboten? WS und SS




1 Wahlpflichtpraktikum mit begleitendem Seminar Das Praktikum kann in einer Arbeitsgruppe absolviert werden, die unter http://www.uni-regensburg.de/biologie-vorklinische-medizin/biochemie-studium/medien/pdf/nebenfach-info-2017.pdf aufgeführt ist. Ausnahmen sind mit der Studienberatung abzusprechen.

5/2 6 b


Mündliche Prüfung zum Seminar und zu den Praktikumsinhalten. Die Endnote des Moduls entspricht der in der Veranstaltung Nr. 1 erzielten Note.

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Modulbeschreibungen zum Bachelorstudiengang Biochemie (B. Sc.) · Biochemie benötigt werden: Differential- und Integralrechnung für Funktionen einer und mehrerer Veränderlicher,