BioModule
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Prüfungsnummer
Abkürzung
Modulname Deutsch
Modulname Englisch
Modulverantwortliche/r
Koordinator/in Bachelor Programm
Stand
Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr. Ilka Axmann, Prof. Dr. Oliver Ebenhöh, Prof. Dr. Markus Kollmann, Prof. Dr. Andreas Weber, Prof. Dr. Matias Zurbriggen
Fachsemester
Modulorganisation
Modus
Pflichtmodul
Wahlpflichtmodul
Arbeitsaufwand
Leistungspunkte
Kontaktzeit
Selbststudium
Lehrveranstaltungen
Praktikum: 18 SWS Vorlesung: 3 SWS
Turnus
Gruppengröße
Dauer
Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden können die theoretischen und praktischen Grundlagen der Synthetischen Biologie in prokaryotischen und eukaryotischen Systemen (Hefe, Pflanzen, Tiere) beschreiben und die Prinzipien und Ansätze der molekularen Systembiotechnologie zuordnen. Sie sind in der Lage, die neuen Technologien und Ansätze der Synthetischen Biologie anzuwenden: neue Klonierungsmethoden, synthetische Schalter, signal-, optogenetische und metabolische Netzwerke aufzubauen für die Grundlageforschung sowie biotechnologische Anwendungen. Sie sind in der Lage, wissenschaftliche Fragestellungen zu entwickeln und zu formulieren, Experimente zu planen und die Resultate dokumentieren, selbständig interpretieren und zu präsentieren. Die Studierenden sind imstande die Grundlagen der zellulären Signalverarbeitung und den metabolischen Vorgängen in Prokaryoten und Eukaryoten sowie Konzepten und Methoden der quantitativen Biologie, um diese Systeme zu beschreiben. Dies beinhaltet die Fähigkeit biochemische Ratengleichungen am Computer zu simulieren und statistische Analysen von experimentell gewonnenen Daten durchzuführen. Die Studierenden sind in der Lage das Wissen über das Erstellen und Lösen von Differentialgleichungen zu erläutern. Sie sind in der Lage quantitative Messungen selbständig im Labor durchzuführen, auszuwerten und bewerten. Sie können eigenständig ein selbstausgesuchtes Thema unter Zuhilfenahme englischsprachlicher Fachliteratur ausarbeiten und verständlich vortragen in Rahmen einer Seminarveranstaltung.
Lehrformen
Vorlesung o. seminaristischer Unterricht mit Übungen oder Laborpraktika, Seminarvortrag
Inhalt
Experimentell orientierter Vorlesungsteil und Praktika: Die Studierenden erhalten eine Auffrischung ihres Wissens über die zentralen Prinzipien der Signaltransduktion, der Genregulation, und des Metabolismus prokaryotischer und eukaryoti- scher Zellen, welche für die Synthetische Biologie und biotechnologische Ansätze relevant sind. Sie lernen neue Methoden der Synthetischen Biologie für den Aufbau synthetischer Signal- und metabolischer Netzwerke, sowie Biosensoren und chemisch- und lichtregulierbare Schalter. Die Studenten erhalten einen Einblick in die neuen Beiträge, die die Synthetische Biologie leistet in der Grundlagenforschung und angewandten Bereichen der Agrarwissenschaften, Biomedizin, Pharmazie sowie für die Produktion von Bioenergie und Biomasse. Die Vorlesungen werden durch Laborpraktika begleitet. Hier lernen die Studenten neue Klonierungsmethoden und als Projektaufgabe das selbständige Design, den Aufbau und die Anwendung synthetischer Netzwerke in Prokaryoten und Eukaryoten. Die Studenten werden zelluläre Antworten auf veränderte Umgebungsbedingungen quantitativ messen: konkrete Beispiele sind Messungen, die zu veränderter Genexpression durch Einkopplung von Licht führen (Optogenetische Schalter, zelluläre Zirkadiane Uhr) und Messungen und Auswertung von Metabolitkonzentrationen in Zellen unter verschiedenen Wachstumsbedingungen. Theoretisch orientierter Vorlesungsteil: Die Studierenden erlernen den Umgang mit einer einfachen Programmiersprache (Phython), um biochemische Ratengleichung am Computer zu simulieren und statistische Analysen durchzuführen. In den begleitenden Vorlesungen werden dazu die mathematischen Grundlagen (Differentialgleichungen, Statistik) auf einem für Biologen verständlichen Niveau behandelt.
Teilnahmevoraussetzungen
Formal: Zulassung zum Studiengang Inhaltlich: keine
Prüfungsformen
Lernportfolio bestehend aus: (1) Kompetenzbereich Wissen (60% der Note): schriftliche Prüfung (Regelfall) über die Inhalte der Vorlesung und des Praktikums. (2) Anwendung des erworbenen Wissens (20 % der Note): Übungsaufgaben/Bewertung der Protokolle während des Praktikums. (3) Kompetenzbereich Präsentation (20% der Note): Ausarbeitung, Halten und Diskutieren eines Seminarvortrags
Voraussetzungen für die Vergabe der Leistungspunkte für dieses Modul
(1) Bestehen des Kompetenzbereichs Wissen und Anwendung des erworbenen Wissens. (2) Regelmäßige und aktive Teilnahme an den Praktika. (3) Bestehen des Kompetenzbereichs Präsentation.
Zuordnung zum Studiengang
M.Sc. Biologie Major: ( ) Biomedizin & Zellbiologie ( ) Evolution & Biodiversität (x) Plant Sciences – Ernährungssicherheit im Klimawandel (x) Künstliche Intelligenz & Data Science ( ) Pathogene & Infektionsbiologie (x) Synthetische Biologie & Biotechnologie
Verwendung des Moduls in anderen Studiengängen
Stellenwert der Note für die Endnote
Die Note fließt, entsprechend der Leistungspunkte (CP) gewichtet, in die Gesamtnote ein. M.Sc. Biologie zweijährige Variante 14/72
Unterrichtssprache
Englisch
Sonstige Informationen
Das Modul wird zentral vergeben http://www.biologie.hhu.de/studium/studierende/modulvergabe.html oder kurzfristig durch Email an matias.zurbriggen@uni-duesseldorf.de
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