Modul: Biologie I/A BG Modulthema: Molekulare Grundlagen der ...

Modul: Biologie I/A BG 

Modulthema: Molekulare Grundlagen 

der Biochemie, Zellbiologie 

Modulart: Grundmodul 

erstes Fachsemester (Wintersemester) 

Inhalte 

Themenschwerpunkte: 

• die biologisch wichtigen Molekülgruppen werden vorgestellt, u.a. Zucker, Aminosäuren, Proteine, 

Nukleotide, Lipide; Kenntnisse auf diesem Gebiet werden durch ein Propädeutikum (4 Zeitstunden 

an vier Nachmittagen) vertieft 

• Einführung in die Zelle, Lichtmikroskopie (mikroskopische Darstellungsverfahren) 

• Struktur und Funktion von Biomembranen 

• Endomembransystem und intrazelluläres Sorting, Elektronenmikroskopie 

• Mitochondrien und Plastiden 

• Cytoskelett und Zellmotilität 

• Zellkommunikation und Signalübertragung 

• Zellzyklus und Zellteilung 

• Extrazelluläre Matrix, Zelladhäsion und Zellverbindungen 

• Chromosomen, Geschlechtszellen, Befruchtung, Meiose 

• Zelltypen und Gewebe bei Pflanzen und Tieren 

Qualifikationsziele 

Kenntnis der biologisch wichtigen organischen Moleküle (Monomere und Polymere); Grundkenntnisse 

der Zellbiologie; Methoden der Mikroskopie; Präparationstechniken (TEM, SEM); mikroskopieren und 

dokumentieren der Beobachtungen; einfache zellbiologische Experimente durchführen und 

protokollieren;Teamarbeit einüben 

Unterrichtsveranstaltungen Vorlesung: 3 SWS 

Unterrichtsformen 

Dauer des Moduls 

Häufigkeit des Modul-Angebotes 

Workload und Leistungspunkte (CP) 

Fachprüfung 

Zugangsvoraussetzungen, 

Vorkenntnisse 

Bezug des Moduls zu anderen 

Unterrichtsveranstaltungen oder 

Studiengängen 

Übung: 4 SWS 

Vorlesung, praktisch-experimentelle Übung, 

Propädeutikum, Protokollführung 

ein Semester 

einmal jährlich im Wintersemester 

240 h; 8 CP 

Klausur: 2 h Dauer, im Anschluss an das Modul 

Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesung und der 

Übung 

Erwünscht: Grundkenntnisse der Gymnasialen 

Oberstufe in Chemie und Biologie (Zellbiologie) 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in den 

molekularen Grundlagen der Biochemie und in 

der Zellbiologie.

Modul: Biologie I/B BG 

Modulthema: Klassische und molekulare 

Genetik, molekulare Grundlagen 

der Entwicklung 


zweites Fachsemester (Sommersemester) 

Inhalte 

Themenschwerpunkte 

• Viren, Bakteriophagen und Bakterien 

• DNA - Aufbau, Struktur und Replikation 

• DNA - Techniken und Enzyme 

• DNA - Schäden und Reparatur, Mutation 

• Klassische Genetik (Mendel), DNA-Rekombination und Genkartierung 

• Gentechnik 

• DNA-Verpackung in Chromatin und Chromosomen 

• Transkription 

• Translation 

• Der genetische Code 

• Regulation der Transkription in Prokaryonten 

• Regulation der Transkription in Eukaryonten 

• Regulation von Proteinaktivitäten 

• Modellorganismen 

• Virologie und Tumorbiologie 

• Immunologie 

• Genomprojekte 

• Medizinische Genetik 

• Entwicklungsbiologie: Drosophila (Embryogenese, Achsen, Musterbildung, Segmentierung) 

• Entwicklungsbiologie: Vertebraten (Amphibien, Fisch, Maus, Mensch, Keimblätter, HOX-Cluster) 

• Entwicklungsbiologie: Pflanzen (Meristeme, Blütenentwicklung, Organidentität) 


Kenntnisse der genetischen und entwicklungs-biologischen Grundlagen biologischer Systeme und 

Prozesse, Methodik der klassischen Genetik (Phänotyp-Analyse, Selektion), der molekularen Genetik 

(Molekularbiologie, Gentechnik, Bioinformatik) sowie der Entwicklungsbiologie von Tieren und 

Pflanzen. Die Qualifikationsziele sind in 176 genau definierten Lernzielen zusammengefasst 

(Lernzielkatalog), der jeder/m Studierenden ausgehändigt wird und verbindliche Grundlage aller 

Veranstaltungen und Prüfungen ist. 


Übung, theoretischer Teil: 2 SWS, Tutorium in 

kleinen Gruppen (12-15 Teilnehmer), je nach 

Interesse in englischer Sprache; 

Übung, praktischer Teil: 2 SWS, z.T. in Form von 

selbstbestimmter Arbeit an Bildschirmarbeitsplätzen 


Vorlesung, Tutorium, selbstbestimmte praktische 

Übungsarbeit, praktisch-experimentelle Übungen 


ein Semester 

Häufigkeit des Modul- Angebotes einmal jährlich im Sommersemester 

Workload und Leistungspunkte (CP) 240 h; 8 CP 

Fachprüfung 



Übungen


Vorkenntnisse 





Oberstufe in Genetik 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in Genetik 

und molekulare Grundlagen der Entwicklung

Modul: Biologie II/A BG 

Modulthema: Morphologie, Evolution 

und Systematik der Tiere 



Inhalte 


• Abgrenzung der tierischen Organismen von Prokaryoten, Pflanzen und Pilzen 

• Morphologie, Systematik und Evolution der Protisten (Protozoen) unter besonderer 

Berücksichtigung ihrer Rolle als Symbionten und Parasiten 

• Gemeinsame Merkmale der Metazoa in Bau und Entwicklung; Einführung von Begriffen wie 

Keimblatt, Coelom, Larve und Metamorphose 

• Morphologie, Diversität, Systematik und Evolution der wichtigsten Stämme der Metazoa; 

Darstellung von Ordnungskriterien; Aufzeigen von natürlichen Verwandtschaftsbeziehungen 

innerhalb und auch zwischen den Stämmen 

• Grundlegende Schritte der Entwicklung, insbesondere der Entwicklung von Wirbeltieren; 

Entwicklung der Derivate der Keimblätter; Bau der Eihüllen und der embryonalen Anhangsorgane 

• Überblick über den historischen Ablauf der Evolution der Tiere einschließlich des Menschen; 

Diskussion von Stammbäumen 


Kenntnisse der allgemeinen Zoologie und Entwicklungsbiologie 


Übung: 4 SWS 





Fachprüfung 


Vorkenntnisse 




Vorlesung, praktisch-experimentelle Übungen, 

ein Semester 


210 h; 7 CP 



Übung 


Oberstufe in Biologie (Zoologie und 

Entwicklungsbiologie, Formenkenntnis) 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in 

Morphologie, Evolution und Systematik der Tiere.

Modul: Biologie II/B BG 

Modulthema: Morphologie, Evolution 

und Systematik der Pflanzen 



Inhalte 


• Grundprinzipien systematischer Gliederung; Stammbäume, Molekulare Phylogenie 

• Organisation, Fortpflanzung, ökologische und wirtschaftliche Bedeutung von Pilzen (Pathogene, 

Parasiten, Symbionten) an ausgewählten Beispielen 

• Cyanobakterien und Algen, deren Plastiden durch primäre Endosymbiose entstanden sind ( 

Glaucoplantae, Rhodoplantae, Viridiplantae); Morphologie, Evolution und Fortpflanzung 

• Algen, deren Plastiden durch sekundäre Endocytobiose entstanden sind (Heterokontophyta, 

Haptophyta, Dinozoa, Euglenozoa); Morphologie, Evolution und Fortpflanzung; ökologische und 

wirtschaftliche Bedeutung 

• Biodiversität der Algengruppen (systematische Merkmale); Flechtensymbiosen (Mycobionten, 

Phycobionten, Cyanobionten), Morphologie, Fortpflanzung, Flechteninhaltsstoffe, Biomonitoring 

• Moospflanzen (Morphologie, Entwicklungszyklus, Systematik, Evolution der Landpflanzen) 

• Farnpflanzen (Morphologie, Entwicklungszyklen, Systematik, fossile Farnpflanzen, 

Steinkohlewälder, Evolution des Kormus) 

• Samenpflanzen (Gymnospermen-Angiospermen), Fortpflanzungsverhältnisse (Blüten, Embryo-, 

Samen-, Fruchtbildung), Anatomie und Morphologie des Kormus (Wurzel, Sprossachse, Blatt; 

primärer und sekundärer Bau) 

• Evolution (Evolutionskriterien, Evolutionsmechanismen und Evolutionsmuster) 


Kenntnisse der allgemeinen Biologie, Morphologie, Entwicklung, systematischen Gliederung und 

Evolution der Pilze, Algen, Moose und Gefäßpflanzen; mikroskopieren und dokumentieren 

mikroskopischer Beobachtungen; einfache Experimente mit Protokollführung 


Übung: 4 SWS 





Fachprüfung 


Vorkenntnisse 





ein Semester 

einmal jährlich im Sommersemester 

240 h; 8 CP 


Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesung und der Übung 


Oberstufe in Botanik 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in der 

Morphologie, Systematik und Evolution der 

Pflanzen.

Modul: Biologie III/A BG 

Modulthema: Biochemie 


drittes Fachsemester (Wintersemester) 

Inhalte 


• Stereochemie 

• Hauptsätze der Thermodynamik 

• Reaktivität chemischer Verbindungen 

• Biologische Makromoleküle (Nukleinsäuren, Kohlenhydrate, Proteine) 

• Enzymologie 

• Kohlenhydratstoffwechsel (Glykolyse, Glukoneogenese, Pentosephosphatweg, Citratzyklus) 

• Fettsäure- und Lipidstoffwechsel (Triglycerid-, Phospholipidstoffwechsel) 

• Energiestoffwechsel (Energieformen und Energiewandlung) 

• Zellmembranen und Transport kleiner und großer Moleküle (intrazellulärer Proteintransport) 

• Energie- und Baustoffwechsel des Gesamtorganismus 


Kenntnisse der Biochemie 


Übung: 3 SWS 





Fachprüfung 


Vorkenntnisse 




Vorlesung, praktisch-experimentelle Übungen 

ein Semester 


210 h; 7 CP 



Übung 


Oberstufe in Chemie/Biochemie 


Biochemie.

Modul: Biologie III/B BG 

Modulthema: Physiologie 



Inhalte 

Themenschwerpunkte Pflanzenphysiologie: 

• Photosynthese - "Lichtreaktionen" (Pigmente, Spektren, Photosysteme, 

Elektronentransportkette, Photophosphorylierung, Regulation) 

• Photosynthese - "Dunkelreaktionen" (Calvin-Zyklus, Rubisco, Regulation, 

Pentosephosphatweg, Saccharose Biosynthese) 

• Photorespiration, C4- und CAM-Pflanzen 

• Wasserhaushalt der Pflanzen (Wasserpotential, Transpiration, Wasseraufnahme, 

Wassertransport, Wurzeldruck, homoiohydre-/poikilohydre Pflanzen) 

• Mineralhaushalt und pflanzliche Symbiosen (Makro-/Mikronährelemente, Ionenaufnahme und 

-transport, Stickstoff-Fixierung, Mykorrhiza, Rhizobium-Symbiose) 

• Assimilatferntransport (Phloembe- und -entladung, osmotischer Druckstrom) 

• Speicherstoffe und Speichergewebe bzw. Speicherorgane, Mobilisierung von Speicherstoffen 

• Licht als Signal für die pflanzliche Entwicklung (Lichtrezeptoren, Photomorphogenese, 

Photoperiodismus) 

• Bewegungen bei Pflanzen (intrazelluläre Bewegungen, Taxien, Nastien, Tropismen) 

• Phytohormone (spezifische Wirkungen der verschiedenen Phytohormone, molekulare 

Wirkungsweise von Phytohormonen) 

• pflanzlicher Sekundärstoffwechsel (Farbstoffe, Terpenoide und Terpene, Alkaloide) 

Themenschwerpunkte Tierphysiologie: 

• Neurobiologie (Neurone und Gliazellen, Ruhepotential, Aktionspotential und seine Fortleitung, 

Synapsen) 

• Allgemeine Sinnesphysiologie (Sinnesmodalitäten, Sinnesorgan- und -zelltypen, Hören, 

Vestibuläres System, Sehen, Geschmacks- und Geruchssinn) 

• Muskelphysiologie ( Aufbau und Funktion von Muskeln, Kontrolle der Bewegung) 

• Endokrinologie (Hormone, molekulare und physiologische Wirkungen) 

• Vegetatives Nervensystem (peripheres, zentrales vegetatives NS, Sympathicus, Para-) 

• Herz- und Kreislaufsystem 

• Blut, Hämolymphe (Gas-, Nährstoff-, Wärmetransport, Immunabwehr) 

• Ernährung, Energiestoffwechsel, Temperaturregulation, Biosynthese 

• Ionen- und Wasserhaushalt (Osmoregulation, Exkretion) 


• Kenntnisse der Pflanzen- und Tierphysiologie 

• einfache Experimente mit Protokollführung 

• Teamarbeit einüben 


Übung: 5 SWS 



Antestate 


ein Semester 

Häufigkeit des Modul-Angebotes einmal jährlich im Wintersemester 


Fachprüfung 




Vorkenntnisse 




Übung 


Oberstufe in Biologie (Allgemeine Physiologie) 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in der Tierund 

Pflanzenphysiologie.

Modul: Biologie IV BG 

Modulthema: Ökologie und angewandte 

Biologie 


viertes Fachsemester (Sommersemester) 

Inhalte 


• Einführung in die botanische und zoologische Ökologie 

• Methoden der Umweltforschung 

• Komplexitätsforschung 

• Physiologische und Populationsökologie 

• Ökologie der Biozönosen 

• Evolutionsökologie 

• Systemökologie 

• Biotechnologie der Bakterien 

• Biotechnologie und Umweltbiotechnologie der Algen 

• Einführung in die Gentechnologie 


• Kenntnis der organismischen Diversität, Grundkenntnisse des experimentell-ökologischen 

Arbeitens im Feld und im Labor, der Funktion der wichtigsten Organismengruppen in 

aquatischen und terrestrischen Ökosystemen, der Analyse der Beziehungen unterschiedlicher 

trophischer Niveaus sowie der Mikroskopie und chemischen Analytik 

• Durchführung von Experimenten in Teamarbeit, einfache statistische Auswertung und 

Diskussion von Ergebnissen 

• Kennen lernen und Identifikation wichtiger Organismengruppen des Tier- und Pflanzenreichs 

• Kenntnis aktueller Fragen der angewandten Biologie mit Schwerpunkt auf der Biotechnologie, 

Umwelttechnik und Gentechnologie 






Fachprüfung 


Vorkenntnisse 




Übung: 5 SWS 

Exkursionen: 2 SWS 


Exkursionen 

ein Semester 

einmal jährlich im Sommersemester 

360 h; 12 CP 



Übung 


Oberstufe in Ökologie, Formenkenntnis 


Ökologie, Systematik und angewandter Biologie.

Modul: Chemie I BG 

Modulthema: Anorganische Chemie 

Grundmodul (Pflichtmodul) 


und zweites Fachsemester 

(Sommersemester) 

Inhalte (Themenschwerpunkte) 

Vorlesung: 

• allgemeine Chemie: Atombau, Grundgesetze der Chemie, die chemische Bindung 

• die chemische Reaktion 

• die Chemie ausgewählter Elemente der Haupt- und Nebengruppen 

Praktikum: 

• Durchführung von 65 qualitativen Versuchen zur Chemie der Hauptgruppenelemente: 

Wasserstoff, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Bor, Aluminium, Stickstoff, Phosphor, Kohlenstoff, 

Silicium, Sauerstoff, Schwefel, Halogene und Einführung in die Chemie der Übergangsmetalle 

sowie der Komplexchemie 

• Durchführung von 5 quantitativen Analysen: Säure-Base-, Fällungs-, Redox- und 

komplexometrische Titrationen 


• Grundkenntnisse zum Atombau und Modellvorstellungen zur chemischen Bindung 

• Kenntnisse zum chemischen Verhalten ausgewählter Verbindungen der Elemente der Hauptund 

Nebengruppen im PSE 

Unterrichtsveranstaltungen Vorlesung: 4 SWS erstes Fachsemester 

Praktikum: 4 SWS zweites Fachsemester 


Vorlesung, experimentelles Praktikum 


zwei Semester 

Häufigkeit des Modul-Angebotes einmal jährlich im Wintersemester und 

Sommersemester 

Workload und Leistungspunkte 270 h; 9 CP 

(CP) 

Fachprüfung 



Vorkenntnisse 




Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesung und des Praktikums 

Erwünscht: Grundkenntnisse der gymnasialen 

Oberstufe in Chemie 

Das Modul vermittelt Grundkenntnisse zur allgemeinen 

und anorganischen Chemie sowie zur Handhabung 

chemischer Substanzen. Optional zu diesem Modul wird 

ein Seminar (2 SWS) angeboten und empfohlen.

Modul: Chemie II BG 

Modulthema: Organische Chemie 

Inhalte (Themenschwerpunkte): 

• Struktur und Bindung organischer Moleküle 

• Organische Reaktionen verschiedener funktioneller Gruppen 

• Reaktionsmechanismen 

• Stereochemie 


Grundkenntnisse der organischen Chemie 

Unterrichtsveranstaltungen 





Fachprüfung 


Vorkenntnisse 





zweites Fachsemester(Sommersemester) 

und drittes Fachsemester 

(Wintersemester) 

Vorlesung: 4 SWS im zweiten Semester 

Praktikum: 5 SWS im dritten Semester 

Vorlesung, experimentelles Praktikum, 

Protokollführung 

zwei Semester 

einmal jährlich im Sommersemester und 

Wintersemester 

330 h; 11 CP 


Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesung und des 

Praktikums 


Oberstufe in organischer Chemie 


Organischer Chemie. 

Optional zu diesem Modul wird ein Seminar (2 

SWS) angeboten und empfohlen.

Modul: Mathematik BG 

Teilmodul Mathematik I 

Teilmodul Mathematik II 




Inhalte 

Themenschwerpunkte Mathematik I: 

• Elementare Rechenoperationen 

• Grundzüge der linearen Algebra 

• Von der Beobachtung zur Funktion (Funktionen und grundlegende Eigenschaften von Funktionen) 

• Differentiation und Integration 

• Differentialgleichungen und Modellierung mit Hilfe von Differentialgleichungen 

Themenschwerpunkte Mathematik II: 

• Statistische Methoden in der Biologie 

• Wahrscheinlichkeitsrechnung 


Beherrschung grundlegender Prinzipien und Methoden der Mathematik zur Anwendung auf biologische 

Fragestellungen. 






Fachprüfung 


Vorkenntnisse 




Mathematik I Vorlesung: 2 SWS im ersten 

Fachsemester 

Mathematik I Übung: 1 SWS im ersten 

Fachsemester 

Mathematik II Vorlesung: 2 SWS im zweiten 

Fachsemester 

Mathematik II Übung: 1 SWS im zweiten 

Fachsemester 

Vorlesung, Übung 

zwei Semester 

einmal jährlich im Wintersemester und im 


270 h; 9 CP 


Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesungen und der 

Übungen Mathematik I und II 

Grundkenntnisse der Gymnasialen Oberstufe in 

Mathematik 


Mathematik mit Bezug zur Biologie.

Modul: Physik BG 

Grundmodul (Pflichtmodul) 


und viertes Fachsemester 

(Sommersemester) 

Inhalte (Themenschwerpunkte): 

Vorlesung: 

• Grundzüge der klassischen Physik: Mechanik, Wärmelehre, Elektrizität, Magnetismus und 

Optik 

• kurzer Einblick in Atom- und Kernphysik 

• Definition der Grundgrößen in der Mechanik, Erhaltungssätze, Statik und Dynamik von festen 

Körpern, Flüssigkeiten und Gasen, Grenzflächen, Schwingungen 

• Thermodynamische Größen, Hauptsätze der Thermodynamik, thermodynamische 

Materialeigenschaften 

• Grundbegriffe der Elektrizität und des Magnetismus, elektromagnetische Grundgesetze, 

elektrische Schaltungen; magnetische Phänomene und Ordnung; elektromagnetische Wellen 

• Wellen- und Teilchencharakter des Lichtes, Beugung und Reflektion, Interferenzeffekte, 

Strahlenoptik, optische Instrumente, polarisiertes Licht 

Während der Vorlesung werden ausgewählte Experimente vorgeführt. 

Übungen: 

• Vertiefung des Stoffes der Vorlesung anhand von für Naturwissenschaftler relevanten 

Beispielen 

Praktika: 

Kennenlernen und Üben physikalischen Experimentierens anhand einfacher Versuche aus 

Gebieten der klassischen Mechanik, der Wärmelehre, der Elektrizität, des Magnetismus und der 

Optik: 

• Quantitatives Messen 

• Messgeräte, Auswertung von Messreihen 

• Abschätzung der Messunsicherheiten 

• Protokollführung 

• Versuchsbericht 


Grundkenntnisse physikalischer Vorgänge und Arbeitsweisen 


Vorlesung: 3 SWS im dritten Fachsemester 

Übung: 1 SWS im dritten Fachsemester 

Praktikum: 3 SWS im vierten Fachsemester 


Vorlesung, theoretische Übung, experimentelles 

Praktikum, Protokollführung 


zwei Semester 

Häufigkeit des Modul-Angebotes einmal jährlich im Wintersemester und 



Fachprüfung 

mündliche Prüfung von 30 - 45 Minuten Dauer, im 

Anschluß an das Modul 

Prüfungsinhalt: Stoff der Vorlesung, der Übung 

und des Praktikums 



Vorkenntnisse 

Oberstufe in Physik 


Das Modul vermittelt Grundkenntnisse in Physik 

Unterrichtsveranstaltungen oder mit Bezug zur Biologie. 

Studiengängen

Modul: Biologie I/A BG Modulthema: Molekulare Grundlagen der ...

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