Biotechnologie

Ein Studiengang, zwei Vertiefungsrichtungen: Molekulare Biotechnologie und Bioprozesstechnik

Modulhandbuch

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Biotechnologie (BT)

PO-Version [  20212  ]

Angewandte Mathematik mit Statistik

Empfohlene Vorkenntnisse

Stoff des Moduls Mathematik

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen und konstruktiv damit umgehen zu können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 120 Min.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Dragos Saracsan

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT - Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik II

Art Vorlesung
Nr. M+V0101
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen.
  • Komplexe Zahl
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt.
  • Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Statistik mit Übungen

Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V0118
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Begriffe: Zufallsgrößen, Zufallsexperimente, Ereignisse, Ergebnisse
  • Dichtefunktionen und Verteilungsfunktionen (Normalverteilung, Lognormalverteilung, Weibullverteilung...)
  • Quantile, Erwartungswert, Varianz
  • Kovarianz, Korrelation
  • Schätz- und Testverfahren (t-Test, Kolmogorov-Smirnov, ...)
  • Zeitreihenanalyse (Regressionsanalyse, AVF, AKF, Moving-Average-Prozesse...)
  • Risikoanalyse und Simulation (Volatilität, Brownsche Bewegung, Monte Carlo Simulation...)
  • Anwendung auf studiengangspezifische Beispiele
Literatur
  • Aeneas Rooch: Statistik für Ingenieure, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2014
  • H. Schiefer, F. Schiefer: Statistik für Ingenieure. Eine Einführung mit Beispielen aus der Praxis, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2018
  • Mathias Bärtl: Statistik Schritt für Schritt, Independently published, 2017, ISBN 978-1520186832

Einführung Biotechnologie

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Seminar/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Das Modul vermittelt einen Einstieg in die Biotechnologie durch Seminar, Vorlesung und Labor. Die Studierenden sollen einen Überblick über die Anwendungsgebiete der Biotechnologie erhalten und die Bedeutung der Biotechnologie für Wirtschaft und Gesellschaft einschätzen. Sie sollen lernen, biotechnologische Prozesse zu verstehen, zu kontrollieren und zu beschreiben. Das Modul wird durch gesetzliche Grundlagen und regulatorische Prinzipien, die bei biotechnologischen Prozessen und Produkten zur Anwendung kommen, ergänzt.

Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105
Selbststudium / Gruppenarbeit: 165
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Einführung Biotechnologie I: Klausurarbeit, 60 Min., Gewichtung der Modulnote: 4/9

Biotechnologie - Einführungslabor: Laborarbeit

Seminar Biotechnologie im Alltag: Referat und Bericht, die Lehrveranstaltung gilt als mit Erfolg bestanden, wenn ein schriftlicher Bericht m. E. bewertet und der Bericht der Ergebnisse in einem Abschlusskolloquium gehalten wurde

Rechtliche Grundlagen und Qualitätsmanagement: Hausarbeit, Gewichtung der Modulnote: 5/9

 

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Fabian Eber

Empf. Semester 1 und 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BT - Grundstudium

Veranstaltungen

Einführung in die Biotechnologie I

Art Vorlesung
Nr. M+V0111
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Meilensteine der Biotechnologie
  • Anwendungsgebiet der Biotechnologie und deren Produkte:
    rote, grüne, graue, weiße und blaue Biotechnologie
  • Das biotechnologische Labor:
    Volumenmessung und Bewegen von Flüssigkeiten; Stoffmengen und Konzentration; Kultivierung im Labormaßstab: Nährmedien und Geräte; pH-Wert und Puffer; Mikroskopie; Photometrie; Sterilisation
  • Einführung in die Zellbiologie:
    Prokarya/Eukarya,
    tierisch/pflanzlich
    Aufbau, Zellwachstum und Zelltod;
    Kultivierung und Kontrolle von Zellen
Literatur
  • Kremer, B.P.: Einführung in die Laborpraxis : Basiskompetenzen für Laborneulinge; Springer Spektrum; 2018
  • Eckhardt, W.G. & Stieglitz, B.: 1x1 der Laborpraxis: Prozessorientierte Labortechnik für Studium und Berufsausbildung; Wiley-VCH; 2007.
  • Renneberg, R. et al.: Biotechnologie für Einsteiger; Springer Spektrum; 2018
  • Godbey, W.T.: Biotechnology and its Applications; Elsevier 2021
  • Wink, M.: An introduction to Molecular Biotechnology; Wiley-VCH; 2021
  • Clark, D.P. & Pazdernik, N.J.: Biotechnology; Elsevier, 2016

Biotechnologie - Einführungslabor

Art Labor
Nr. M+V0113
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Arbeiten im Labor:
    Laborsicherheit, Gesetzliche Grundlagen (BiostoffV, GenTSV, InfektionsschutzG), Protokollierung
  • Herstellen von Puffern, Verdünnungen und Nährmedien
  • Lichtmikroskopie von biologischen Proben
  • Kultivierung von Bakterien auf festen und in flüssigen Nährmedien
  • Photometrie: Messung der optischen Dichte
  • Sterilisierung/Desinfektion und Autoklavieren
Literatur
  • Kremer, B.P.: Einführung in die Laborpraxis : Basiskompetenzen für Laborneulinge; Springer Spektrum; 2018
  • Eckhardt, W.G. & Stieglitz, B.: 1x1 der Laborpraxis: Prozessorientierte Labortechnik für Studium und Berufsausbildung; Wiley-VCH; 2007

Seminar Biotechnologie im Alltag

Art Seminar
Nr. M+V0114
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Recherche und Präsentationstechniken
  • Präsentation eines biotechnologischen Produktes (optional als eigener Erfahrungsbericht)

 

Themen werden im Seminar bekanntgegeben. Beispiele sind im Folgenden angeführt:

  • Milchsäuregärung: Silage, Joghurt, Sauerkraut
  • Alkoholische Gärung: Bier- und Wein
  • Fermentation: Tee, Tabak, Kaffee
  • Enzyme im Alltag: Waschmittel und Lederbearbeitung
  • Biotechnologie und Umweltschutz: Kläranlagen, Biogasanlagen
  • Diagnostik und Antikörper: Schwangerschafts-, Corona- & HIV Schnelltests
  • Genmanipulierte Organismen im Alltag: Bt Mais und AquAdvantage
  • Gentherapien: Glybera, Zolgensma und Strimvelis
  • Stammzellen und Zellkultur: Synthetisches Fleisch
  • Fast-Track Antwort auf Pandemien: mRNA und Vektroimpfstoffe
Literatur

Eigenrecherche; als Grundlage können folgende Literatur und darin enthaltene Referenzen verwendet werden:

  • Renneberg, R. et al.: Biotechnologie für Einsteiger; Springer Spektrum; 2018
  • Godbey, W.T.: Biotechnology and its Applications; Elsevier 2021
  • Wink, M.: An introduction to Molecular Biotechnology; Wiley-VCH; 2021
  • Clark, D.P. & Pazdernik, N.J.: Biotechnology; Elsevier, 2016

Rechtliche Grundlagen und Qualitätsmanagement

Art Vorlesung
Nr. M+V0115
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Aufbau einer Hausarbeit
    Themen werden in der Vorlesung bekanntgegeben und können aus dem "Seminar Biotechnologie im Alltag" aufgegriffen werden.
    Gesetzliche Grundlagen und Aspekte des Qualitätsmanagements werden in der Hausarbeit auf ein biotechnologisches Produkt bzw. dessen Herstellungsprozesses angewendet.
  • Gefahrstoff- und Sicherheitsrecht, BiostoffV, Infektionsschutzgesetz
  • Gentechnikgesetz und GenTSV
  • Embryonenschutzgesetz und Stammzellgesetz
  • Arzneimittelgesetz, Arzneimittelzulassung
  • GXP: GLP,GMP, ICH:
    Dokumentmanagement, Deviations & CAPAs, Root cause Analysen, Qualifizierung und Validierung, Quality by design, Risikoanalysen
  • Patente
    Patentfähigkeit in USA & Europa, Patentlebenszyklus, Aufbau eines Patentes
  • ethische Aspekte der Biotechnologie
Literatur
  • Gesetzestexte
  • Strunk Jr, W. & De A’Morelli: The Elements of Style: Classic Edition; Spectrum Ink Publishing; 2018
  • Gastel, B. & Day, R.A.: How to Write and Publish a Scientific Paper; Greenwood, 2016
  • Kremer, B.P.: Einführung in die Laborpraxis : Basiskompetenzen für Laborneulinge; Springer Spektrum; 2018
  • Eckhardt, W.G. & Stieglitz, B.: 1x1 der Laborpraxis: Prozessorientierte Labortechnik für Studium und Berufsausbildung; Wiley-VCH; 2007

Grundlagen Biotechnologie

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erhalten Kenntnisse in:

  • Grundlagen der Biochemie und Biomoleküle
  • Zellaufbau und Unterschiede zwischen Pro- und Eukaryoten
  • Zellorganellen und deren Funktion in der Zelle
  • Evolution und Zellbiologie
  • Proteinbiosynthese
  • Energiegewinnung der Zelle
  • Bioökonomie und das Ziel einer nachhaltigen klimaneutralen Wirtschaft
  • Grundlagen der Molekularbiologie
  • Techniken zur Kultivierung eukaryotischer Zelllinien
  • Expression rekombinanter Proteine in pro- und eukaryotischen Zellen
  • Anwendung molekularbiologischer Techniken in der Biotechnologie
Dauer 2
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Biochemie und Zellbiologie: Klausurarbeit, 90 Min., Gewichtung der Modulnote: 4/9

Bioökonomie und Einführung Biotechnologie: Klausurarbeit, 90 Min., Gewichtung der Modulnote 5/9

Leistungspunkte Noten

 

 

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Eisele

Empf. Semester 1 und 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BT - Grundstudium

Veranstaltungen

Bioökonomie

Art Vorlesung
Nr. M+V0117
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Was ist Bioökonomie - Wege zur nachhaltigen Wirtschaft
  • Bioenergie aus Reststoffen und Abfällen
  • Nachhaltige Wertschöpfungsketten in der Bioökonomie
  • Anwendungsbeispiele (z. B. Bioplastik)
  • Makroökonomische Perspektiven
Literatur
  • Pietzsch, Bioökonomie für Einsteiger (2017), Springer Spektrum
  • Pietzsch, Bioökonomie im Selbststudium: Grundlagen und Ausgangsprodukte, Springer Spektrum
  • Kircher, Bioökonomie im Selbststudium: Wertschöpfungsketten und Innovationspotenzial (2020), Springer Spektrum

Biochemie und Zellbiologie

Art Vorlesung
Nr. M+V0116
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Chemische Grundlagen und Wasser
  • Kohlenhydrate und Aminosäuren
  • Evolution und Zellen
  • Lipide und Membranen
  • Zellteilung und Zellzyklus
  • Tranksription und Translation
  • Glykolyse und Gärung
  • Gluconeogenese
  • Zitratzyklus
  • Oxidative Phosphorylierung
  • Photosynthese und Clavin Zyklus
Literatur
  • Purves, Biologie (2019), Springer Spektrum
  • Werner Müller-Esterl, Biochemie (2018), Springer Spektrum
  • Berg, Tymoczko, Gatto, Stryer, Stryer Biochemie (2018), Springer Spektrum
  • Nelson und Cox, Lehninger Biochemie (2009), Springer Lehrbuch

Einführung in die Biotechnologie II

Art Vorlesung
Nr. M+V0112
SWS 2.0
Lerninhalt
  • DNA Synthese in vivo
    Replikation, Rekombination und Reparatur von DNA
  • Biosynthese und Spleißen von RNA
    Regulation der Genexpression
  • DNA Synthese vitro
    Oligonukleotidsynthese, Assembly & PCR
  • rekombinante DNA Technologie
    Klonierung & Transformation
  • Kultivierung und Transfektion von Säugetierzellen
  • Expression rekombinanter Proteine
Literatur
  • Berg, J. M. et al.: Stryer Biochemie, Springer Spektrum; 2018
  • Renneberg, R. et al.: Biotechnologie für Einsteiger; Springer Spektrum; 2018
  • Godbey, W. T.: Biotechnology and its Applications; Elsevier 2021
  • Wink, M.: An introduction to Molecular Biotechnology; Wiley-VCH; 2021
  • Clark, D. P. & Pazdernik, N. J.: Biotechnology; Elsevier, 2016

Grundlagen Chemie

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Ausgehend vom Atombau sollen die Studierenden den Zusammenhang zwischen der Einordnung eines Elementes in das Periodensystem der Elemente und dem jeweiligen chemischen Verhalten verstehen. Grundlegende stöchiometrische Berechnungen werden vermittelt. Der sichere Umgang mit Redoxreaktionen, Säure/Base-Reaktionen aber auch das tiefere Verständnis und die Bedeutung des Massenwirkungsgesetzes sind vorrangige Lernziele.

 

 

Dauer 1
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105
Selbststudium / Gruppenarbeit: 135
Workload 240
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Allgemeine und anorganische Chemie: Klausurarbeit, 90 Min.

Chemie - Einführungslabor: Laborarbeit

Übungen allgemeine und anorganische Chemie: Hausarbeit

Die Modulnote entspricht der Klausurnote.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Dragos Saracsan

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Allgemeine und anorganische Chemie

Art Vorlesung
Nr. M+V0106
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Grundbegriffe
  • Atomaufbau und Periodensystem der Elemente
  • Stöchiometrie
  • Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz
  • Thermodynamik und Kinetik
  • Chemische Bindung (Ionen-, Metall-, kovalente und koordinative Bindung)
  • Chemische Reaktioen
  • Oxidation und Reduktion
  • Säuren, Basen, Salze, ph-werte
  • Elektrochemie
Literatur
  • Allgemeine und Anorganische Chemie, Riedel, E., de Gruyter, 11. Auflage, 2013
  • Allgemeine und Anorganische Binnewies, B. et al, Springer Spektrum, 3. Auflage, 2016
  • Chemie, C.Mortimer, U. Müller, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 12. Auflage, 2015

Chemie - Einführungslabor

Art Labor
Nr. M+V0107
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Kristallbildung
  • Umgang mit Volumenmessgeräten
  • Chemische Gleichgewicht
  • Löslichkeitsprodukte
  • Redoxreaktionen
  • Reaktionsgeschwindigkeit und homogee Katalyse
  • Amphoteres Verhalten von Aluminiumionen
  • Herstellen einer definierten Lösung durch Wiegen und Verdünnen
  • Komplexbindungen
  • Flammenfärbung
Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Übungen allgemeine und anorganische Chemie

Art Übung
Nr. M+V0108
SWS 2.0
Lerninhalt

Theorie- und Rechenaufgaben aus folgenden Themen:

  • Atombau und Periodensystem der Elemente
  • Stöchiometrie
  • Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz
  • Thermodynamik und Kinetik
  • Chemische Bindung (Ionen-, Metall-, kovalente und koordinative Bindung) und Chemische Reaktionen
  • Oxidation und Reduktion
  • Säuren, Basen, Salze, pH-Werte
  • Elektrochemie
Literatur
  • Allgemeine und Anorganische Chemie, Riedel, E., de Gruyter, 11. Auflage, 2013
  • Allgemeine und Anorganische Chemie, Binnewies, B. et al, Springer Spektrum, 3. Auflage, 2016
  • Chemie, C.Mortimer, U. Müller, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 12. Auflage, 2015

Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen die grundlegenden Begriffe der Datendarstellung und der Formulierung von Algorithmen in der Informatik, kennen einige wichtige Algorithmen und Datenstrukturen und können sie anwenden. Sie verstehen die grundlegenden Elemente einer Programmiersprache, können sie anwenden und beherrschen die Analyse und Erstellung einfacher strukturierter Programme.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Eisele

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Informatik

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V0124
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung in die Informatik
  • Grundlagen des Programmierens
  • Übungen im Informatiklabor
    anhand einer Programmiersprache werden Programmiertechniken geübt
Literatur

wird in der Vorlesung bekanntgegeben

Mathematik

Empfohlene Vorkenntnisse

Schulkenntnisse Mathematik, evlt. Brückenkurs

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Dragos Saracsan

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik I

Art Vorlesung
Nr. M+V0100
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Wiederholung der Grundlagen
    Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
  • Vektoralgebra und analytische Geometrie
    Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
  • Funktionen und Kurven
    Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
  • Differentialrechnung
    Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
  • Folgen und Reihen
    Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
  • Integralrechnung
    Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Organische Chemie

Empfohlene Vorkenntnisse

Allgemeine und anorganische Chemie

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach Abschluss dieses Moduls können Studierende organische Strukturen und Reaktionen verstehen und beschreiben. Sie kennen die wichtigsten funktionellen Gruppen und können das Reaktionsverhalten auch von nicht explizit im Modul besprochenen Verbindungen voraussagen. Studierende sind vertraut mit Apparaten im organisch-chemischen Labor und kennen Methoden für die Herstellung und Charakterisierung organisch chemischer Präparate. Mit dem in diesem Modul erarbeiteten Verständnis organisch chemischer Reaktionen können Absolvent*innen biochemische Reaktionen in folgenden Modulen erlernen.

 

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Organische Chemie: Klausurarbeit, 90 Min., Modulnote entspricht Klausurnote

Chemie-Labor: Laborarbeit

Übungen organische Chemie: Hausarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Fabian Eber

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT - Grundstudium

Veranstaltungen

Chemie - Labor

Art Labor
Nr. M+V0120
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Wägeform & Gravimetrischer Faktor:
    Gravimetrische Bestimmung von Kalium
  • Ionenaustauschchromatographie:
    Trennung von Cobalt und Nickel und deren qualitativer Nachweis, quantitativer Nachweis von Nickel
  • Esterbildung:
    Reaktion, Destillation und Reinheitsprüfung mittels Refraktometrie
  • Reaktionen von Carbonylverbindungen:
    Synthese von Semicarbazon, Rekristallisation und Schmelzpunktbestimmung
  • Herstellung von Kupferchlorid
Literatur

Schwetlick, K.: Organikum: Organisch-chemisches Grundpraktikum, Wiley-VCH, 2015

Organische Chemie

Art Vorlesung
Nr. M+V0119
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Organische Strukturen
    Darstellung organischer Verbindungen, funktionelle Gruppen, Oxidationszahlen, Atom- und Molekülorbitale
  • Organische Reaktionen
    Thermodynamik und Kinetik, gebogene Pfeile und Reaktionsmechanismen, Nukleophilie und Elektrophilie
  • Alkane, Alkene, Alkine
    Reaktionen der Kohlenwasserstoffe
  • Alkohole, Aldehyde & Ketone, Carbonsäuren Reaktionen der Carbonyl-Gruppe
  • Aromaten und delokalisierte pi-Systeme
    Reaktionen von Aromaten
  • Stereochemie
  • Polymere / Kunststoffe
  • Bioorganische Chemie
    chemische Synthese von Oligonukleotiden und Peptiden
Literatur
  • Vollhardt, K.P.C. & Schore, N.E.: Organische Chemie. Wiley VCH, 2020
  • Clayden, J. et al.: Organische Chemie, Springer Spektrum, 2013
  • Mortimer, C.E. & Müller, U.: Chemie: Das Basiswissen der Chemie, Thieme, 2019
  • McMurry, J. & Begley, T.: Organische Chemie der biologischen Stoffwechselwege, Spektrum Akademischer Verlag, 2006

Übungen Organische Chemie

Art Übung
Nr. M+V0121
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Organische Strukturen
    Darstellung organischer Verbindungen, funktionelle Gruppen, Oxidationszahlen, Atom- und Molekülorbitale
  • Organische Reaktion
    Thermodynamik und Kinetik, gebogene Pfeile und Reaktionsmechanismen, Nukleophilie und Elektrophilie
  • Alkane, Alkene, Alkine
    Reaktionen der Kohlenwasserstoffe
  • Alkohole, Aldehyde & Ketone, Carbonsäuren
    Reaktionen der Carbonyl-Gruppe
  • Aromaten und delokalisierte pi-Systeme
    Reaktionen von Aromaten
  • Stereochemie
  • Polymere/Kunststoffe
  • Bioorganische Chemie
    chemische Synthese von Oligonukleotiden und Peptiden
Literatur
  • Vollhardt, K.P.C. & Schore, N.E.: Organische Chemie. Wiley VCH, 2020
  • Clayden, J. et al.: Organische Chemie, Springer Spektrum, 2013
  • Mortimer, C.E. & Müller, U.: Chemie: Das Basiswissen der Chemie, Thieme, 2019
  • McMurry, J. & Begley, T.: Organische Chemie der biologischen Stoffwechselwege, Spektrum Akademischer Verlag, 2006

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe. Der Mathematik-Brückenkurs wird dringend empfohlen!

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen die wesentlichen physikalischen und technischen Grundlagen der Physik. Sie sind in der Lage, die entsprechenden Prinzipien und Gesetze mathematisch zu formulieren und zu interpretieren. Sie besitzen klare Vorstellungen über die Anwendbarkeit der behandelten Gesetze einschließlich der Grenzen der verwendeten Modelle. Insbesondere lernen die Studierenden, die erworbenen Kenntnisse auf bekannte physikalisch-technische Fragestellungen aus der Ingenieurspraxis anzuwenden bzw. auf verwandte Aufgabenfelder zu übertragen. Im Physik-Labor verstehen die Studierenden die physikalischen Grundlagen der Methoden, die bei experimentellen Untersuchungen typischerweise eingesetzt werden. Dabei wird insbesondere das Verständnis des Zusammenspiels der verwendeten Komponenten und ihre Beeinflussbarkeit durch den Experimentator deutlich.

Die Studierenden sind in der Lage, durch gewissenhaftes Beobachten und Messen quantitative Zusammenhänge physikalischer Gesetzmäßigkeiten im Experiment zu ermitteln und eine kritische Bewertung der Ergebnisse vorzunehmen. Die Studierenden lernen dabei, sich mit den zu benutzenden Messeinrichtungen und ihrer Funktion vertraut zu machen und sind in der Lage, selbständig Messungen durchzuführen.

Da die Experimente in kleinen, betreuten Gruppen durchgeführt werden, werden insbesondere die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeit und Teamfähigkeit eingeübt.

Die Studierenden erhalten zum Abschluss der Lehrveranstaltung die Möglichkeit, im Rahmen des Kolloquiums einen selbst durchgeführten Versuch aufzubereiten und vor den Kommilitonen zu präsentieren.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Physik: Klausurarbeit, 90 Min.

Physik-Labor: Laborarbeit

Die Modulnote entspricht der Klausurnote.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Dragos Saracsan

Empf. Semester 1 und 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Physik

Art Vorlesung
Nr. M+V0102
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik;
    Mechanik des Massenpunktes;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
  • Wärme
    spezifische Wärme; Wärmeausdehnung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2019)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2019)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2018)

Physiklabor

Art Labor
Nr. M+V0103
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
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