Mikrobiologie und Biochemie des mikrobiellen Stoffwechsels

In diesem Modul werden folgende fachliche Inhalte vermittelt (insgesamt 6 Leistungspunkte):

Vorlesung (4 SWS):

Grundlagen der Mikrobiologie und der Biochemie des mikrobiellen Stoffwechsels

• Vielfalt der Mikroorganismen und Rolle der Mikroorganismen in der Natur und in der Biotechnologie
• Viren
• Zellbiologie der Mikroorganismen
• Grundlagen der Biochemie und Biochemie zellulärer Strukturen
• Wachstum und Ernährung
• Grundlagen des mikrobiellen Energiestoffwechsels: Energiekonservierung, aerobe und anaerobe Atmung, Gärung, Chemoorganotrophie, Chemolithotrophie, Phototrophie
• Grundlagen des mikrobiellen Baustoffwechsels: Heterotrophie, Autotrophie, Anaplerotik
• Transportmechanismen für Nährstoffe und Produkte

Mikrobielle Regulation

• Mechanismen der bakteriellen Transkription und Translation
• Bakterielle Regulationsmechanismen auf Ebene der DNA
• Bakterielle Regulationsmechanismen auf Ebene der RNA
• Regulation des Bakteriophagen Lambda

Angewandte Mikrobiologie

• Biotechnologisch relevante Mikroorganismen
• Fermentations- und aufarbeitungstechnische Grundlagen
• Stoffproduktion und -umwandlung mit ganzen Zellen, u.a. mikrobielle Herstellung von Bio-Ethanol, organischen Säuren, Aminosäuren, höherwertige und verzweigte Alkohole, Antibiotika

Enzymtechnologie

• Funktion und Eigenschaften von Enzymen
• Industriell interessante Enzyme und ihre Herstellung
• Anwendung biotechnologisch interessanter Enzyme (Lebensmittelherstellung und -verarbeitung, Futtermittelherstellung, Stärkehydrolyse und Glucose-Isomerisierung)
• Pharmaproteine

Interaktionen von Mikroorganismen untereinander und mit ihren Wirten

• Grundlegende Arten der Interaktion: Probiose, Mutualismus, Parasitismus
• Interaktion mit Wirtszellen: Adhäsion und Invasion
• Pathogenität und Toxizität

Mikrobiologische Übungen im Labor

• Erlernen mikrobiologischer Arbeitstechniken, die es ermöglichen, Mikroorganismen in Reinkulturen zu züchten
• Quantitative Erfassung des Bakterienwachstums und Untersuchung von Stoffwechsel- und Regulationsprozessen

Praktikum (2 SWS): Mikrobiologische Übungen im Labor

• Mikrobiologische Arbeitstechniken, die es ermöglichen, Mikroorganismen in Reinkulturen zu züchten
• Quantitative Erfassung des Bakterienwachstums und Untersuchung von Stoffwechsel-  und Regulationsprozessen

Fachkompetenz:

• Studierende sind in der Lage, zentrale Inhalte der Mikrobiologie und der Biochemie des mikrobiellen Stoffwechsels zu erklären.
• Studierende kennen die Mechanismen der mikrobiellen Regulation auf Transkriptions- und Translationsebene.
• Studierende kennen biotechnologisch relevante Mikroorganismen in der angewandten Mikrobiologie und können mikrobielle Verfahren zur Stoffproduktion und -umwandlung beschreiben.
• Studierende können die zentralen Inhalte im Gebiet der mikrobiellen Enzymtechnologie wiedergeben und darstellen.
• Studierende können die Interaktionen zwischen Mikroorganismen untereinander und mit ihren Wirten erklären und analysieren.

Methodenkompetenz:

• Studierende können steril arbeiten, mikrobiologische Arbeitstechniken selbstständig anwenden und insbesondere im Hinblick auf die Masterarbeit eigenständig Wachstumsversuche mit Mikroorganismen durchführen und die Regulation von Schlüsselreaktionen analysieren.

Selbst- und Sozialkompetenz:

• Studierende kennen die üblichen Verfahren und Grundsätze wissenschaftlichen Arbeitens in der Mikrobiologie.
• Studierende können selbstständig durchgeführte wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Mikrobiologie schriftlich zusammenfassen und präsentieren.

Der Inhalt wird in Skript, Skript-begleitenden Vorlesungseinheiten und einem Laborpraktikum vermittelt. Die Studierenden beherrschen nach Beendigung des Moduls die Grundlagen der Mikrobiologie und der mikrobiellen Biochemie. Sie haben sowohl Wissen über alle wichtigen Stoffwechselwege erworben, als auch die Regulation dieser Stoffwechselwege verstanden und Kenntnisse über die Interaktionen von Mikroorganismen untereinander sowie mit ihren Wirten erlangt. Die Studierenden eignen sich in diesem Modul Wissen im Bereich der Enzymtechnologie und die Grundlagen der molekularen Biotechnologie an.

Im Rahmen eines Laborpraktikums werden mikrobiologische Arbeitstechniken erlernt. Die Absolventen sollen steril arbeiten können, mikrobiologische Arbeitstechniken selbstständig anwenden und insbesondere im Hinblick auf die Masterarbeit eigenständig Wachstumsversuche mit Mikroorganismen durchführen und die Regulation von Schlüsselreaktionen analysieren können.

Leseprobe des Studienbriefs

Während des Semesters wird es zwei Präsenzveranstaltungen geben, die verpflichtend wahrzunehmen sind. Bei Krankheit ist den Modulverantwortlichen ein ärztliches Attest vorzulegen.

Bildung der Abschlussnote
Die schriftlichen Praktikumsprotokolle sind Zulassungsvoraussetzung für die Abschlussklausur. Die Note entspricht der Note in der Abschlussklausur.

Bei erfolgreichem Abschluss des Moduls erhalten Sie ein Zertifikat sowie ein Supplement, das die Inhalte des Moduls als Übersicht auflistet. Im Supplement bestätigt Ihnen der Modulverantwortliche das Äquivalent von 6 Leistungspunkten nach ECTS.