• 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

• 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

• 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.

• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
• Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

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

• Was ist Bioökonomie - Wege zur nachhaltigen Wirtschaft
• Bioenergie aus Reststoffen und Abfällen
• Nachhaltige Wertschöpfungsketten in der Bioökonomie
• Anwendungsbeispiele (z. B. Bioplastik)
• Makroökonomische Perspektiven

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

• 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

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

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

• 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

• Einführung in die Informatik
• Grundlagen des Programmierens
• Übungen im Informatiklabor
  anhand einer Programmiersprache werden Programmiertechniken geübt

wird in der Vorlesung bekanntgegeben

• 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.

• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
• Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

• 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
  

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

• 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

• 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

• 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

• 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
  

• 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

• 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)

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.

• 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)