#30338 / #4

Seit SoSe 2022

Deutsch

Angewandte Mikrobiologie und Genetik (9 LP) (Angewandte Mikrobiologie und Genetik)

9

Meyer, Vera

benotet

Portfolioprüfung

Zugehörigkeit


Fakultät III

Institut für Biotechnologie

33311400 FG Angewandte und Molekulare Mikrobiologie

BSc Biotechnologie

Kontakt


TIB 4/4-1

Jung, Sascha

vera.meyer@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Die Studierenden sollen • die Grundlagen der Diversität des mikrobiellen Stoffwechsels und der Energiegewinnung skizzieren und dieses Wissen für die Etablierung und Weiterentwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse in der industriellen Biotechnologie einordnen können, • die Rolle der Mikroorganismen für eine Vielzahl von biotechnologischen Produktionsprozessen wiedergeben, die die Grundlage der Bioökonomie mit Ihren Prinzipien Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit bilden, • die Rolle der Mikroorganismen für eine Vielzahl von biotechnologischen Produktionsprozessen wiedergeben, die für die Medikamentenentwicklung und Produktion von Bedeutung sind, • die allgemeinen Grundlagen der klassischen Genetik und Molekulargenetik diskutieren können, die für die Optimierung von mikrobiellen Zellfabriken essenziell sind • die Fähigkeit besitzen, neu erworbene Kenntnisse und Methoden bzgl. der Physiologie, Biochemie und Genetik für die Analyse von mikrobiellen Zellfabriken einzusetzen und darauf aufbauend Konzepte für neue, innovative Zellfabriken zu entwickeln, die einen Beitrag zu aktuellen Transformationsprozessen wie z.B. dem Ersatz von petrochemischen Prozessen durch mikrobielle Prozesse leisten können, • ausgewählte mikrobielle Stoffumwandlungen im Labormaßstab eigenständig sowie in Teamarbeit durchführen und die gewonnenen Ergebnisse analysieren, beurteilen und im Forum diskutieren, • die Inhalte des Moduls in einen breiteren wissenschaftlichen, gesellschaftlichen und ökonomischen Kontext einbetten und diskutieren zu können, • die Potentiale der angewandten Mikrobiologie und Genetik in der Biotechnologie bzgl. Ökologie, Ökonomie und (mikrobieller) Diversität evaluieren zu können sowie • englische Fachtermini kennen und anwenden können. Die Veranstaltung vermittelt: 40% Wissen & Verstehen 20% Analyse & Methodik 20 % Entwicklung & Design 20 % Anwendung & Praxis

Lehrinhalte

Die Lehrinhalte des Moduls werden stetig gemäß dem aktuellen Wissensstand aktualisiert und im Zeitgeschehen eingeordnet. Vorlesung Angewandte Mikrobiologie: Mikrobieller Stoffwechsel und Energiegewinnung durch (an)aerobe Atmung und Gärung und das damit verbundene mikrobielle Produktspektrum: Ethanol, organische Säuren und Plattformchemikalien (z.B. Milchsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Itaconat), Antibiotika, Proteine, Enzyme, Aminosäuren, Vitamine, PUFAs, Biopolymere, Bioplastik, Verbundstoffe; Anwendung von Mikroorganismen für Biotransformation, Laugung und Abwasserbehandlung. Vorlesung Grundlagen der mikrobiellen Genetik: Zellzyklus und genetische Rekombination; Struktur, Replikation und Reparatur von Genen und Genomen - Ursprung des Lebens; Mutation von Genen und Genomen - genetische Aspekte der Gender-Identität and Gender-Diversität; horizontaler Gentransfer (Transformation, Transduktion und Konjugation); virale Genome und Infektion; Genexpression und ihre Regulierung sowie deren ökologische und ökonomische Konsequenzen; Proteinsortierung und Genetik; Gentechnik: Regulatorische Aspekte, Restriktion und Modifikation, molekulares Klonen, Shuttle-Vektoren, Expressionsvektoren, CRISPR-Cas; Genomsequenzierung, DNA-Analysewerkzeuge, Potentieller Missbrauch von Gentechnik, Ethische Aspekte der Gentechnik; DIY, Biohacking. Praktikum Angewandte Mikrobiologie und Genetik: Gentechnische Grundversuche mit Mikroorganismen (Sicherheitsstufe 1): Klonierung von DNA Fragmenten in Bakterien (Techniken: Restriktionsanalyse, Gel-Elektrophorese, Ligation, Transformation, Plasmid- Isolation, Western blot, etc.); Speziesidentifizierung mit RAPD-PCR; Gewinnung einer rekombinanten Hefe durch Gen knockout und Nachweis deselben durch PCR; Bearbeitung ausgewählter mikrobieller Stoffproduktionen und -umwandlungen (z.B. Zitronensäureproduktion, Biotransformation, Laugung, Antibiotikagewinnung etc.).

Modulbestandteile

Pflichtgruppe:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Angewandte MikrobiologieVLWiSeDeutsch/Englisch2
Angewandte Mikrobiologie und GenetikPR0335 L 004SoSeDeutsch4
Grundlagen der mikrobiellen GenetikVL0335 L 045WiSeDeutsch/Englisch2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Angewandte Mikrobiologie (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
75.0h(~3 LP)
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.03.0h45.0h

Angewandte Mikrobiologie und Genetik (PR):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
120.0h(~4 LP)
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h

Grundlagen der mikrobiellen Genetik (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
75.0h(~3 LP)
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.03.0h45.0h
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 270.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 9 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesung im flipped class room Format: Video- und Audioaufzeichnungen der Vorlesungsinhalte stehen den Studierenden digital auf ISIS zur Verfügung. Sie folgen einem festgelegten und den Teilnehmer*innen vorher bekannt gegebenen thematischen Aufbau, um theoretische Grundlagen vorzustellen und zu diskutieren. Querverweise zwischen den Kapiteln führen zu einem vertieften Verständnis der Lehrinhalte. Fragenkataloge zu jeder Vorlesung ermöglichen eine individuelle Reflexion der Inhalte. Nach Erarbeitung der Vorlesungsinhalte im eigenen Tempo, können die Studierenden die Inhalte mit den Dozent*innen im Hörsaal in Präsenz besprechen und offene Fragen im Forum diskutieren. Quizformate während dieser Diskussionsrunden unterstützen die Überprüfung der Lernfortschritte individuell als auch im Team. Die Inhalte der Vorlesungen stehen als englischsprachige ppt zur Verfügung, Veranstaltungssprache ist jedoch deutsch. Dies ermöglicht international Studierenden die Teilnahme an der Vorlesung sowie deutschen Muttersprachlern das Erlernen englischer Fachtermini und Sprache. Studierende mit geringen Deutsch-/Englischkenntnissen werden individuell unterstützt, u.a. durch peer-to-peer teacher oder Studierende, die sich für ein Buddy-Programm zur Verfügung stellen. Praktikum: Die Experimente werden von den Studierenden in Kleingruppen mit variablen Größen unter Anleitung durchgeführt und ausgewertet. Die Zusammenstellung der Gruppen wird gelost und erfolgt somit zufällig, um diverse Zusammensetzungen zw. den Teilnehmer*innen zu ermöglichen. Protokollierung und Evaluierung der Experimente sind Voraussetzung für das erfolgreiche Bestehen des Kurses. Neben der direkten Betreuung durch wiss. Mitarbeiter*innen werden Tutor*innen sowie peer-to-peer teacher eingesetzt, die die Studierenden begleitend anleiten und betreuen, die Experimente vor- und nachbereiten, sowie Korrekturaufgaben unterstützen. Englischsprachige Artikel aus peer-reviewed Wissenschaftsjournalen werden zur Einordnung der Inhalte in den aktuellen Forschungskontext genutzt. Studierende mit geringen Deutsch-/Englischkenntnissen werden individuell unterstützt, u.a. durch peer-to-peer teacher oder Studierende, die sich für ein Buddy-Programm zur Verfügung stellen. Praktikums-Lerninseln: Bei ausreichender Kapazität können Studierende nach vorheriger Anmeldung und in Anwesenheit von Tutor*innen den Praktikumsraum nutzen, um sich im eigenen Tempo mit grundlegenden Techniken (Pipettieren, steriles Arbeiten, Gelelektrophorese, Zentrifugation, etc.) vertrauter zu machen.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Grundlegende Kenntnisse der Module "Grundlagen der Mikrobiologie" und „Biochemie I+II“

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Keine Angabe

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache

Deutsch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
VL Angewandte Mikrobiologie (Videodokumentation als Gruppenleistung, Verfassen eines Essays als Einzelleistung)30flexibelKeine Angabe
VL Grundlagen der mikrobiellen Genetik (Leistungskontrolle)30schriftlich30-80 min
PR Angewandte Mikrobiologie und Genetik (Antestate, Testate etc.)20schriftlichKeine Angabe
PR Angewandte Mikrobiologie und Genetik (Laborarbeit, Ergebnissicherung etc.)20praktischKeine Angabe

Notenschlüssel

1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
90.085.080.075.070.066.062.058.054.050.0

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Teilleistungen der beiden Vorlesungen „Angewandte Mikrobiologie“ und „Grundlagen der mikrobiellen Genetik“ gehen zu jeweils 30%, die Teilleistung des Praktikums „Angewandte Mikrobiologie und Genetik“ zu 40% in die Benotung ein.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Die Anmeldung zum Modul erfolgt online im Wintersemester. Die Anmeldefrist zu den Portfolioprüfungen beginnt mit der ersten Veranstaltung des Moduls im Oktober und endet in der Regel am 30. November. Die Registrierung zum im Sommersemester stattfindenden Praktikum erfolgt bereits im Wintersemester auf der ISIS Website zu einer der beiden Vorlesungen. Die Fristen zur Registrierung werden rechtzeitig in der Vorlesung bekannt gegeben.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
Kauf der Skripte bei Semesterbeginn

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
„Brock: Biology of Microorganisms“, Hrsg. Brock; Pearson 2018
„Microbiology with diseases by taxonomy“, Hrsg. Baumann; Pearson 2018
“Industrielle Mikrobiologie”, Hrsg. Sahm, Antranikian, Stahmann, Takors; Springer Verlag 2013
“Genetik”, Jochen Graw, Springer Verlag 2010
"iGenetics, A Molecular Approach", Peter J. Russell; Pearson 2014
“Molecular Biology of the Gene“, Watson, Baker, Bell, Gann, Levine, Losick, Pearson Education & CSH Laboratory Press 2014
Aktuelle Artikel aus einschlägigen Fachjournalen

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biotechnologie (B. Sc.)12SoSe 2022WiSe 2022/23
Naturwissenschaften in der Informationsgesellschaft (B. Sc.)36SoSe 2022WiSe 2022/23

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe