Hochschule Anhalt (FH) Fachbereich Angewandte
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Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Hochschule Anhalt (FH) Fachbereich Angewandte Biowissenschaften und Prozesstechnik Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie 2008 2 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Übersicht zu den Modulen im Bachelor-Studiengang Biotechnologie (Pflichtmodule) Nr. 01 02 03 Modul Mathematik I Mathematik II Informatik/Informationssysteme 04 05 Physik Chemie/Physikalische Chemie 06 07 08 09 Mess- u. Regelungstechnik Fremdsprachen Betriebswirtschaftslehre Thermodynamik/Strömungsmechanik Biologie Biochemie Enzymologie und Stoffwechsel Gentechnik/Zellkulturtechnik Bioanalytik Bioverfahrenstechnik Biotechnische Verfahren Bioprozesstechnik Bioinformatik Aufbereitungsverfahren Biosicherheit/GMP (online-Kurs) Projektpräsentation 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Prüfung K 90 K 120 K 120 FS 1 2 1 Cr 5 8 4 LS 60 120 72 K 120 K 90 K 90 K 120 K 120 LNW K 120 K 90 K 90 1 1, 2 4 12 66 180 4 1, 2 1 2 6 4 4 8 102 60 60 120 Lehrende Breme Breme, Gorzitzke Schwenzfeger, Hänisch Zscheyge Nietzschmann, Richter, Hartmann Günzel Barnes Büchel Martens, Sperling K 120 K 120 K 120 K 180 K 120 K 180 M 30 K 180 K 90 M 30 K 120 PRO 1 3 4 2, 3 4 3 4 5 4 5 6 4 6 6 6 12 5 8 5 6 4 6 4 6 102 96 84 180 60 120 72 90 48 75 48 30 Junghannß, Mägert Griehl, Bieler Griehl Mägert, Kunze Demuth, Hoffmann Meusel Pätz Pätz Scholz Meusel Heun, Lorenz alle Professoren Übersicht zu den Modulen im Bachelor-Studiengang Biotechnologie (Wahlpflichtmodule) Nr. 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Modul Projektmanagement Wirtschaftsrecht und Erzeugniskalkulation Bioethik Spezielle Mikrobiologie Molekulare Diagnostik Mikroskopie und Bildanalyse Pflanzenbiotechnologie Lebensmittelbiotechnologie Pharmabiotechnologie Prozessleittechnik Sensor- und Analysenmesstechnik Versorgungstechnik Umweltbioverfahrenstechnik Grundlagen CAD Werkstofftechnik Bioapparatetechnik Prüfung K 90 K 90 FS 5 3 Cr 4 4 LS 48 48 Lehrende Greiner Schuster M 30 K 120 K 90 K 90 K 90 K 90 M 30 K 90 K 90 K 90 K 90 E/B K 90 K 90 3 4 4 4 5 5 5 5 5 4 5 3 3 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 Lehrbeauftragte Junghannß Mägert Kersten, Romberg Rosahl Pätz Mägert Wilke Hartmann Lorenz Pätz, Meusel Malingriaux Widder Meusel Legende: LS: FS: Cr: Lehrstunden Fachsemester Credits K: M: PRO: LNW: E/B: 3 Klausur mündliche Prüfung Projekt Leistungsnachweis Entwurf/Beleg Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 01 Mathematik I Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Joachim Breme 1 150 Stunden einschließlich 60 Lehrstunden Vorlesung 24 h Übung 36 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 90 h Literaturverzeichnis, Tafel WEB-Seiten mit Übungsaufgaben und Bildern zur Vorlesung 5 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, die erlernten und in Übungen gefestigten mathematischen Methoden in den unterschiedlichen Ingenieurdisziplinen korrekt anzuwenden. • Die Studierenden beherrschen grundlegende mathematische Techniken der linearen Algebra und Differentialrechnung. • Die Studierenden sind befähigt, bei in den Ingenieurwissenschaften auftretenden Problemstellungen, die darin enthaltenen mathematischen Teilprobleme – soweit sie zum stofflichen Inhalt dieses Moduls gehören - zu charakterisieren und zu klassifizieren. Bei komplexeren Problemen sind sie zu interdisziplinärer Zusammenarbeit in der Lage, sodass sie kompliziertere mathematische Fragestellungen in Zusammenarbeit mit ausgebildeten Mathematikern lösen können. Inhalt: Lineare Algebra Definition einer Matrix, Grundlegende Begriffe, Verknüpfungen von Matrizen, Inverse einer Matrix, Rang einer Matrix, Definition und wichtigste Eigenschaften von n-reihigen Determinanten, Definition und Lösungsverhalten linearer Gleichungssysteme, Gaußscher Algorithmus Differentialrechnung für Funktionen einer unabhängigen Veränderlichen Wiederholung der aus der Schule bekannten Grundbegriffe der Differentialrechnung, wesentliche Differentiationsregeln, Anwendungen der Differentialrechnung (Kurvendiskussion, angewandte Extremwertaufgaben, Grenzwerte unbestimmter Ausdrücke, numerische Lösung von Bestimmungsgleichungen mit einer Unbekannten mit Hilfe des Newtonschen Iterationsverfahrens) Literatur: Papula, L: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Bd. 1und 2, Vieweg – Verlag 2001 Pforr, E. A., Schirotzek, W.: Differential- und Integralrechnung für Funktionen mit einer Variablen, Teubner - Verlag 1993 Manteuffel, K., Seiffart, E., Vetters, K.: Lineare Algebra, Teubner - Verlag 1989 Papula, L.: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Vieweg – Verlag 2003 Bartsch, H. J.: Taschenbuch mathematischer Formeln, Fachbuchverlag Leipzig 1999 Bronstein, I.N., Semendjajew, K.A., Musiol, G.: Taschenbuch der Mathematik, Verlag Harri Deutsch 2000 Voraussetzungen: Mathematik - Abiturkenntnisse Links zu weiteren Dokumenten: 4 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 02 Mathematik II Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Joachim Breme, Prof. Dr. Wolfgang Gorzitzke 2 240 Stunden einschließlich 120 Lehrstunden Vorlesung 48 h Übung 72 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 120 h Literaturverzeichnis, Tafel WEB-Seiten mit Übungsaufgaben und Bildern zur Vorlesung 8 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, die erlernten und in Übungen gefestigten mathematischen Methoden in den unterschiedlichen Ingenieurdisziplinen korrekt anzuwenden. • Die Studierenden beherrschen grundlegende mathematische Techniken der Analysis (Integralrechnung, einfache Differentialgleichungen) und der mathematischen Statistik. • Sie sind befähigt, bei in den Ingenieurwissenschaften auftretenden Problemstellungen, die darin enthaltenen mathematischen Teilprobleme – soweit sie zum stofflichen Inhalt dieses Moduls gehören - zu charakterisieren und zu klassifizieren. Bei komplexeren Problemen sind die Studierenden zu interdisziplinärer Zusammenarbeit in der Lage, sodass sie kompliziertere mathematische Fragestellungen in Zusammenarbeit mit ausgebildeten Mathematikern lösen können. Inhalt: Analysis Integralrechnung für Funktionen von einer unabhängigen Veränderlichen Unbestimmtes Integral, bestimmtes Integral, Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung, Integrationsmethoden (Substitution, partielle Integration, Arbeit mit Integraltafeln), Anwendungen der Integralrechnung (Flächen, Volumen von Rotationskörpern, Bogenlängen, einige technisch-physikalische Beispiele) Differentialrechnung für Funktionen von zwei (bzw. mehreren) unabhängigen Veränderlichen Definition von Funktionen mit mehreren unabhängigen Variablen, Darstellung der Funktionen von zwei unabhängigen Variablen als Flächen im Raum, Definition der partiellen Ableitungen, Satz von Schwarz, Begriff des totalen Differentials, Extremwertaufgaben für Funktionen von zwei unabhängigen Variablen. Gewöhnliche Differentialgleichungen Definition der gewöhnlichen Differentialgleichung n-ter Ordnung, allgemeine Lösung, partikuläre Lösung, Anfangs- und Randbedingungen, Integration von Differentialgleichungen 1. Ordnung durch Trennung der Veränderlichen, Integration von linearen Differentialgleichungen höherer Ordnung. Statistik Grundlegende Berechnungen Mittelwert und Standardabweichung, Statistische Momente, Normalverteilung, Schätzungen der Grundgesamtheit, Auswertung von Messergebnissen. Regressionsanalyse Lineare Regression, Nicht-lineare Regression, Linearisierende Regression, Gleichungen zum Berechnen von Trendlinien in Microsoft Excel. 5 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Elemente der Wahrscheinlichkeitsrechnung Additionssatz, Multiplikationssatz, Bedingte Wahrscheinlichkeit, Baumdiagramme. Wahrscheinlichkeitsverteilungen Regeln der Kombinatorik, Binomialverteilung, Hypergeometrische Verteilung, Poisson-Verteilung, Approximationen. Statistische Tests Vertrauensbereiche, Vergleich eines empirischen Mittelwertes mit dem Mittelwert einer normalverteilten Grundgesamtheit, Vergleich zweier empirischer Mittelwerte aus normalverteilten Grundgesamtheiten, Abschätzung der Probengröße n auf Grund von α- und β-Fehlern, Vergleich einer empirischen Varianz mit ihrem Parameter, Vergleich zweier empirisch ermittelten Varianzen aus normalverteilten Grundgesamtheiten Literatur: Papula, L: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Bd. 1bis 3, Vieweg – Verlag 2001 Harbarth, K., Riedrich, T., Schirotzek, W.: Differentialrechnung für Funktionen mit mehreren Variablen, Teubner – Verlag 1993 Wenzel, H., Meinhold, P. : Gewöhnliche Differentialgleichungen, Teubner - Verlag 1994 Storm, R.: Wahrscheinlichkeitsrechnung, mathematische Statistik und statistische Qualitätskontrolle, Fachbuchverlag Leipzig 2001 Sachs, L.: Angewandte Statistik, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York Tokyo 2004 Papula, L.: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Vieweg – Verlag 2003 Bartsch, H. J.: Taschenbuch mathematischer Formeln, Fachbuchverlag Leipzig 1999 Bronstein, I.N., Semendjajew, K.A., Musiol, G.: Taschenbuch der Mathematik, Verlag Harri Deutsch 2000 Voraussetzungen: Mathematik – Abiturkenntnisse, Kenntnisse aus dem Modul Mathematik I Links zu weiteren Dokumenten: 6 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 03 Informatik/Informationssysteme Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Gunther Schwenzfeger, Dipl.-Ing. Renate Hänisch 1 150 Stunden einschließlich 72 Lehrstunden Vorlesung 48 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 78 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Beispielprogramme) Aufgabensammlung / Anleitung zum Praktikum Literaturverzeichnis, Benutzerhilfen (online), Web-Seiten / WebLinks, Tafel 5 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Leistungsnachweis Literatur- und Fachinformationssysteme Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, Aufgabenstellungen für die Entwicklung von Software für ihr Fachgebiet zu formulieren. Sie kennen die Funktionsweise eines Rechners, können einfache Programme lesen und einfache Programmieraufgaben selbst bearbeiten. Sie haben elementare Vorstellungen von Algorithmen, Datenstrukturen, Datenbanksystemen und Softwareentwicklungstechnologien. • Sie erlernen die Analyse konkreter Aufgabenstellung und können daraus Algorithmen und programmiertechnische Ansätze ableiten. Sie haben Grundkenntnisse der Programmiersprache C und wissen, welche Schritte von der Aufgabenstellung bis zum nutzbaren Computerprogramm zu durchlaufen sind. Sie trainieren im Praktikum, dass erst, wenn ein Computerprogramm fehlerfrei arbeitet, eine Aufgabe gelöst ist und lernen damit Beharrlichkeit, Genauigkeit und Kritikfähigkeit. • Die allgemeinen Kompetenzen trainieren die allgemeinen Ingenieurtugenden. Die fachlichen Kompetenzen dienen der Vorbereitung auf die Nutzung von Informationstechnologien im späteren Berufsleben. • Die Studierenden erwerben Informationskompetenz, d.h. sie sind in der Lage, Literatur und Fachinformationenin Online-Bibliotheken und Fachinformationsdatenbanken effektiv zu recherchieren, zu selektieren und zu beschaffen. Inhalt: Vorlesung • Vorgeschichte, Geschichte; Gegenstand und Teilgebiete der Informatik • Funktion eines Computers (Gerätetechnik / Hardware; Systemsoftware / Betriebssystem; Anwendungssoftware) • Entstehung eines Computer-Programms (Algorithmierung; Grundstrukturen von ComputerProgrammen; Programmiersprachen; Entwicklungsschritte eines Computer-Programms) • Die Programmiersprache C – ein Überblick (Aufbau eines C-Programms; Datentypen und Vereinbarungen; Das Entwicklungswerkzeug) • Ein- und Ausgabe von Daten (Datenausgabe; Dateneingabe; Datenformatierung) • Operatoren und Ausdrücke (Zuweisungsoperatoren; Arithmetische Operatoren; Vergleichsoperatoren, logische Operatoren und logische Ausdrücke; Implizite Typ-Umwandlung, Rangordnung der Operatoren und Reihenfolge der Auswertung; Mathematische Funktionen) • Kontrollstrukturen, strukturierte Programmierung (Verzweigungen; Schleifen) • Datenorganisation (Datendarstellung; Datenstrukturen; Standard-Algorithmen; Dateiverwaltung) • Unterprogramme (Motivation; Definition von Unterprogrammen; Funktionsprototypen; Aufruf eines Unterprogramms; Parameter-Übergabe) • Datenbanksysteme (Motivation; Begriffe; Systemarchitektur; Datenbankmodelle; DatenbankEntwurf; Nutzung von Datenbanksystemen) • Software-Entwicklungstechnologie (Software: Begriff, Qualitätskriterien, Lebenszyklus; Problemanalyse, -definition und -lösung: Software-Entwurf; Implementierung, Nutzung) • Offene Probleme (Modelle der Informatik; Computergraphik; Modellierung und Simulation) 7 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie • Suche nach Literatur in Bibliotheksbeständen sowie Nutzung von Bibliotheksverbundkatalogen und –datenbanken • Multi- und Simultansuchsysteme • Elektronische Publikationen und Fachinformationsdatenbanken (Arten, Aufbau, Zugriff) • Durchführung von Online-Recherchen (Methoden, Techniken, Retrieval) • Zugang zu Fachinformationssystemen im Intranet der Hochschule Anhalt (FH) • Möglichkeiten der Beschaffung von Volltexten (Originalliteratur) Praktikum: • • • • Programmverstehen Anwendung von Microsoft-Office Aufbau und Anwendung von Datenbanken Entwickeln und Testen einfacher Programme Literatur: Paul / Hollatz / u.a.: Grundlagen der Informatik für Ingenieure, Teubner-Verlag 2003 Rechenberg: Was ist Informatik?, Hanser-Verlag 2000 Ernst: Grundkurs Informatik, Vieweg-Verlag 2003 Rechenberg / Pomberger: Informatik-Handbuch, Hanser-Verlag 1997 Zeiner: Programmieren lernen mit C, Hanser-Verlag 2001 Neumann: Datenbanktechnik für Anwender, Hanser-Verlag 1996 Sommerville: Software Engineering, Pearson Studium 2001 Hehl, H.: Die elektronische Bibliothek : Literatur- und Informationsbeschaffung im Internet, München: Saur 2001 Poetzsch, E.: Information Retrieval : Einführung in Grundlagen und Methoden, Potsdam: Verlag für Berlin-Brandenburg 2002 Poetzsch, E.: Naturwissenschaftlich-technische Information : Online, CD-ROM, Internet, Potsdam: Verlag für Berlin-Brandenburg 2004 Vom Kolke, E.-G.: Online Datenbanken: Systematische Einführung in die Nutzung elektronischer Fachinformation, München; Wien : Oldenbourg 1994 Voraussetzungen: Kenntnisse in der Handhabung eines PC und der Nutzung von Office-Software Links zu weiteren Dokumenten: Tutorials/Benutzerhilfen: http://www.hsb.hs-anhalt.de/ivs/tutorials.htm Lehrgebiet (Login erforderlich): http://www.hsb.hs-anhalt.de/ivs_pub/index.htm 8 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 04 Physik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Werner Zscheyge 1 120 Stunden einschließlich 66 Lehrstunden Vorlesung 24 h Übung 24 h Praktikum 18 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 54 h Übungsaufgaben über Internet oder Kopiervorlagen Praktikumsanleitungen über Internet oder Kopiervorlagen Literaturverzeichnis, Tafel 4 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, auf der Grundlage physikalischer Kenntnisse technische Zusammenhänge zu verstehen. • Insbesondere können sie technische Probleme auf der Basis physikalischer Grundgesetze analysieren. • Des Weiteren sind sie befähigt, Versuchsstände zur Messung physikalischer Größen aufzubauen und die Messergebnisse zu bewerten und zu interpretieren. Inhalt: Vorlesung und Übung Mechanik Kinematik und Dynamik der Translation und Rotation; Arbeit ,Energie und Leistung; Mechanik starrer Körper; Fluidmechanik Schwingungen und Wellen Kinematik und Dynamik harmonischer Schwingungen; Schwingungsüberlagerung; Wellenausbreitung; Schallfeldgrößen; Elektromagnetische Wellen Optik Welle-Teilchen-Dualismus; Brechung, Reflexion und Dispersion; Abbildung durch Linsen und Spiegel; Wellenoptik; Optische Instrumente Praktikum Massenträgheitsmoment, Torsionsmodul, Dichtebestimmung, Schallwellen,Satz von Steiner, Sonnenkollektor, Mikroskop, Polarimeter, Optische Filter, Interferenzmessungen, Refraktometer, Solarzellen Literatur: Hering, Martin, Stohrer : Physik für Ingenieure, VDI Verlag Dobrinski, Krakau, Vogel : Physik für Ingenieure, Teubner - Verlag Eichler : Physik – Grundlagen für das Ingenieurstudium, Vieweg Verlag Lindner : Physik für Ingenieure, Fachbuchverlag Leipzig Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Physik und Mathematik entsprechend der Hochschulreife Links zu weiteren Dokumenten: 9 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 05 Chemie/Physikalische Chemie Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Eckhart Nietzschmann, Prof. Dr. Renate Richter, Prof. Dr. Jens Hartmann 1 und 2 360 Stunden einschließlich 180 Lehrstunden Vorlesung 84 h Übung 54 h Praktikum 42 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 180 h Vorlesungsskripte (Kurzfassungen, Folien), Literaturverzeichnis Aufgabensammlungen einschließlich Musterlösungen Praktikumsvorschriften und Dokumentationvorlagen, Tafel 12 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten 2 Klausuren je 90 Minuten Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die grundlegenden Tatsachen, Konzepten, Prinzipien und Theorien der Allgemeinen und Anorganischen, der Organischen sowie Physikalischen Chemie. • Die Studierenden sind in der Lage, sicher mit Chemikalien umzugehen sowie qualitative und quantitative Analysen gemäß den vermittelten Inhalten auszuführen und Versuchsergebnisse auszuwerten und zu interpretieren. Sie beherrschen grundlegende Methoden im Berech Fachrechnen Chemie und verstehen es, Diagramme zur Zustandsbeschreibung von ein- und mehrphasigen Systemen und von Grenzflächenphänomenen zu erstellen und auszuwerten. • Sie verfügen über Grundkenntnisse zur Theorie von Reaktionskinetiken, der chemischen Gleichgewichte sowie zur Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und chemischen Substanzen und deren Anwendung in der instrumentellen Analytik. • In der Organischen Chemie werden die Studierenden in die Lage versetzt, die Substanzen in die grundlegenden Stoffklassen einzuordnen sowie die Grundlage der Nomenklatur aber auch wichtige Trivialnamen zu beherrschen. Sie können an Hand struktureller Merkmale eines Moleküls auf dessen Reaktivität, physikalische und chemische Eigenschaften sowie Prinzipien der Stofftrennung schließen. • Die Studierenden können sich mit Vertretern anderer Disziplinen über chemische Sachverhalte verständigen sowie Probleme der Chemie nachfolgender Module und ihrer späteren Aufgabengebiete erkennen und zu formulieren und sind in der Lage, sich in Gebieten der Chemie, die ihre Fachdisziplin berühren, selbständig fortzubilden. Inhalt: Vorlesung und Übung Atombau und PSE Struktur und Eigenschaften der Stoffe Hauptvalenzbindungen und daraus abgeleitete Eigenschaften, Bindungsverhältnisse in organischen Molekülen, Zwischenmolekulare Wechselwirkungen und ihr Einfluss auf Stoffeigenschaften, Mischen und Lösen Grundlagen zum Aufstellen von Massenbilanzen Konzentrationsangaben in Mischphasen, Massen- bzw. Stoffbilanzen beim Mischen und Lösen und bei chemischen Reaktionen Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz Beeinflussung der Lage des Gleichgewichtes zur Umsatzsteigerung, Anwendung des MWG auf homogene Gas- und Lösungsreaktionen, Elektrolytgleichgewichte, Löslichkeits- und Komplexbildungsgleichgewichte Grundlagen der Elektrochemie Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen, Redoxreaktionen, Galvanische Elemente, Elektrolyse 10 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Wichtige Stoffklassen der Anorganischen Chemie Allgemeine Eigenschaften und Gewinnung der technisch wichtigsten Stoffe, Säuren, Basen, Salze Besonderheiten der Organischen Chemie Bindungsverhältnisse und Stereochemie, Reaktionstypen, Molekularität, elektrochemische Effekte, Mesomerie Nomenklatur und Trivialnamen Struktur und Reaktionsverhalten Grundlagen der Naturstoffe Naturstoffklassen, Eigenschaften ausgewählter Naturstoffe Kunststoffe Klassifikation von Kunststoffen, Eigenschaften, Polymersynthesen Einwirkung von mechanischen Kräften auf feste, flüssige und gasförmige Stoffe Fließverhalten, Rheologie Grenzflächenphänomene Adsorption, Adsorptionsisothermen Ein- und Mehrphasensysteme Phasenumwandlungen, Phasengleichgewichte Kinetik Diffusion und Auflösung, Reaktionskinetiken, Arrhenius-Gleichung Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und chemischen Substanzen Absorption, Lambert-Beersches Gesetz, Grundlagen spektroskopischer Messmethoden Praktikum Maßanalyse, Photometrische Analyse, Potentiometrische Titration, Leitfähigkeitsmessung, Puffersysteme, Qualitativer Nachweis spezieller Reaktionen anorganischer Stoffe, Wasseranalysen, Laborversuche zur Messung der Viskosität von Ölen und wässrigen Polymerlösungen, der Gefrierpunktserniedrigung/Osmolarität, der Oberflächenspannung von Tensidlösungen, der Adsorption an feste Grenzflächen, des Siedediagramm einer binären Mischung, des Mischungsdiagramms einer ternären Mischung Literatur: Mortimer, C. E.: Chemie, Georg Thieme Verlag 1996 Schwister, K.: Taschenbuch der Chemie, Fachbuchverlag Leipzig 1996 Pfestorf, R.; Kadner, H.: Chemie – Ein Lehrbuch für Fachhochschulen, Verlag Harri Deutsch 1995 Mayer, H.: Fachrechnen Chemie, aus der Reihe: Die Praxis der Labor- und Produktionsberufe (Herausgeber: Gruber, U.; Klein W.), VCH Verlagsgesellschaft 1996 Peter, K.; Vollhardt, C.: Organische Chemie, VCH Verlagsgesellschaft mbH Weinheim Hollemann, A. F.; Wiberg, N.: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de Gruyter Verlag 1985 (als Nachschlagewerk) Näser, Lempe, Regen: Physikalische Chemie für Techniker und Ingenieure, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Voraussetzungen: Grundkenntnisse zum Atombau und Chemischer Bindung sowie zum Aufbau des Periodensystems der Elemente, Kenntnisse zur Aufstellung von Reaktionsgleichungen, zum stöchiometrischen Rechnen, zur Säure-Base-Theorie sowie zu wichtigen Stoffklassen in der organischen Chemie. Links zu weiteren Dokumenten: 11 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 06 Mess- und Regelungstechnik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Peter Günzel 4 180 Stunden einschließlich 102 Lehrstunden Vorlesung 48 h Übung 30 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 78 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter) Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten, Tafel 6 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, verfahrenstechnische Prozesse hinsichtlich ihrer Automatisierbarkeit zu analysieren und zu bewerten. • Sie verfügen über Kenntnisse und Fertigkeiten beim Einsatz von Einrichtungen zur Gewinnung, Übertragung, Verarbeitung, Nutzung und Ausgabe von Informationen in verfahrenstechnischen Anlagen, mit dem Ziel, die Prozessabläufe automatisch zu überwachen bzw. zu steuern. • Mit den angeeigneten methodischen Kenntnissen sind sie in der Lage, die funktionelle Wirkungsweise und besonders das regelungsdynamische Verhalten von technologischen und speziell mess- und steuerungstechnischen Systemen zu verstehen, um daraus gemeinsam mit Spezialisten der Automatisierungstechnik störsichere Anlagenkonzepte zu entwickeln und die sichere Betriebsweise bestehender Apparate und Anlagen zu gewährleisten. Inhalt: Vorlesung und Übung Grundlagen der Messtechnik Darstellung von Automatisierungsanlagen, MSR-Stellen im R/I-Fließbild, Baugliedplan, Signalflussbild, Metrologie, Grundbegriffe, Messeinrichtung als Signalübertragungssystem, statisches- und dynamisches Verhalten von Übertragungsgliedern, Kennwertermittlung Methoden und Verfahren zur Messung von Prozessgrößen Messung von Temperatur, Kraft, Druck (Differenzdruck, Vakuum), Menge- und Durchfluss, Füllstand, Betriebsmessverfahren für Konzentration und Stoffeigenschaften Regelung und Steuerung von Prozessabläufen Grundbegriffe, Regelstrecke, Regler, einschleifiger Regelkreis, Statisches und dynamisches Verhalten von Regelstrecken, Stetige und unstetige Regler, Regelkreise mit stetigen Reglern, Regelkreise mit unstetigen Reglern, Einführung in die digitale Regelungstechnik Praktikum Sechs Versuche zur Messung von Prozessgrößen, Ermittlung des statischen und dynamischen Verhaltens der Messeinrichtung (Kennlinien, Messunsicherheit, Zeitkennwerte, mathematisches Modell) Fünf Versuche zur Regelungs- und Steuerungstechnik Literatur: Strohrmann, G.: Automatisierungstechnik, Bd.I, R.Oldenbourg Verlag, München, Wien 1990 Hoffmann, J.: Taschenbuch der Messtechnik, Fachbuchverlag Leipzig 1997 Profos, P.; Pfeifer, T.: Handbuch der industriellen Messtechnik, R.Oldenbourg Verlag, München, Wien 1994 Breier, J.: Automatisierungstechnik, Praxis, Aufgaben, Lösungen, Verlag Technik, Berlin 1980 12 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Gevatter, H-J.: Handbuch der Meß- und Automatisierungstechnik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999 Samal, E.; Becker, W.: Grundriß der praktischen Regelungstechnik, R.Oldenbourg Verlag, München, Wien 2004 Hengstenberg, J., Sturm, B., Winkler, O.: Messen und Regeln in der Chemischen Industrie, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994 Voraussetzungen: Physikalische und elektrotechnische Grundkenntnisse, anwendungsbereites Wissen in Mathematik und Physikalischer Chemie, verfahrenstechnische Grundkenntnisse Links zu weiteren Dokumenten: www.bwp.hs-anhalt.de/menue.html : Prozessmesstechnik/Regelungstechnik 13 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 07 Fremdsprachen Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Bachelor Biotechnologie Claire Barnes 1 und 2 120 Stunden einschließlich 60 Lehrstunden Übung 60 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 60 h • Text- und Arbeitsblätter (vorrangig auf der Grundlage von Fachbüchern und Website-Texten) • Wörterbücher (ein- und zweisprachig) • Tafelbilder; Tageslichtprojektionen; Audio- und Videomaterial • Hilfsmittel: Handouts, Wörterbücher eigener Wahl, Terminologielisten im Internet nach eigener Wahl 4 Credits englisch 2 Leistungsnachweise 1. Semester: Verstehendes Lesen 2. Semester: Verstehendes Hören Lernziele/Kompetenzen: Fachsprachliche Vertiefung der Englischkenntnisse auf dem Niveau B1 Schwerpunktziele Leseverstehen · Verstehen journalistischer und einfacher populärwissenschaftlicher Texte, vorrangig aus den Gebieten Biotechnologie, Lebensmitteltechnologie, Pharmatechnik und Verfahrenstechnik · Beantworten von textbezogenen Aufgaben, u. a. Zusammenfassen kurzer Textabschnitte und True/False-Aufgaben Schwerpunktziele schriftlicher Ausdruck · Formulieren vollständiger einfacher Sätze nach lexikalischen und grammatikalischen Vorgaben · Beschreiben von technischen Prozessen, Ausrüstungen, Arbeitsschritten in vollständigen Sätzen auf der Grundlage von Stichwörtern und Tabellen Schwerpunktziele Hörverstehen · Verstehen von Hörtexten, die häufig verwendete fachsprachliche Ausdrücke enthalten · Beantworten von Fragen in vollständigen Sätzen und kurzen komplexen Aussagen aus mehreren Sätzen Schwerpunktziel mündlicher Ausdruck · Führen eines Gesprächs über Fachthemen (wie unter Leseverstehen) ⋅ Kurze mündliche Beschreibung eines Prozesses Inhalt: Themen aus der Biotechnologie, Lebensmitteltechnologie, Pharmatechnik und Verfahrenstechnik Landeskundliche Themen (z.B. Besonderheiten der Lebensmittelverarbeitung in GB/USA) Wiederholung grundlegender Grammatikkenntnisse auf dem Niveau B1 14 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Aktuelle Literatur zum Thema aus dem Internet Voraussetzungen: Sprachniveau Stufe B1 des Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmens für Sprachen des Europarats (siehe auch Quellenangabe unter 17.): [Der Lernende] Kann die Hauptpunkte verstehen, wenn klare Standardsprache verwendet wird und wenn es um vertraute Dinge aus Arbeit, Schule, Freizeit usw. geht. Kann die meisten Situationen bewältigen, denen man auf Reisen im Sprachgebiet begegnet. Kann sich einfach und zusammenhängend über vertraute Themen und persönliche Interessengebiete äußern. Kann über Erfahrungen und Ereignisse berichten, Träume, Hoffnungen und Ziele beschreiben und zu Plänen und Ansichten kurze Begründungen oder Erklärungen geben. Links zu weiteren Dokumenten: Europarat: Gemeinsamer europäischer Referenzrahmen für Sprachen, besonders Kapitel „3.3 Beschreibung der Gemeinsamen Referenzniveaus“. Online im Internet unter: http://www.goethe.de/z/50/commeuro/303.htm 15 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 08 Betriebswirtschaftslehre Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Dr. Helmut Büchel 1 120 Stunden einschließlich 60 Lehrstunden Vorlesung 36 h Übung 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 60 h Folien zur Vorlesung 4 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: Die Studierenden sind in der Lage, grundlegende ökonomische Zusammenhänge zu verstehen. Sie sind vertraut mit einigen fundamentalen Kennziffern zur Unternehmenssteuerung. Daran schließen sich als weiterer Fragenkomplex die konstitutionellen und institutionellen Rahmenbedingungen eines Betriebes an, d. h. die Studierenden wissen, was bei der Unternehmensgründung hinsichtlich Rechtsform, Organisation und Standortwahl zu berücksichtigen ist. Ein weiteres Lernziel ist ein gewisses Verständnis für die Prinzipien der Logistik sowie der Produktionswirtschaft. Die Studierenden sollen ferner Antworten auf nachstehende Fragen erhalten (was insbesondere auch bei einer Unternehmensgründung wichtig ist): - Nach welchen Kriterien soll eine Investitionsentscheidung getroffen werden? - Welche Möglichkeiten zur Kapitalbeschaffung gibt es? - Wie vermarkte ich meine Produkte? Inhalt: • Die Betriebswirtschaftslehre im System der Wissenschaften, Begriffsklärungen (Wirtschaft, Wirtschaften, Wirtschaftsordnungen), Rechtsformen (Einzelunternehmen, Personenhandelsgesellschaften, Kapitalgesellschaften), • Standortfaktoren, • Aufbauorganisation: Ein- und Mehrliniensysteme. Funktionale Organisation, Divisionale Organisation, Matrixorganisation, • Bereiche und Aufgaben der Beschaffung, optimale Bestellmenge, • Problemstellung und Aufgaben der Produktionswirtschaft, Modelle der Produktionswirtschaft, • Investitionsbegriff, Investitionen als Entscheidungsproblem, Zielsetzungen und Handlungsmöglichkeiten des Investors, • Verfahren der Investitionsrechnung (Statische Verfahren und Dynamische Verfahren), • Begriff der Finanzierung, Finanzierungsarten (Gliederung nach der Kapitalherkunft und nach der Stellung der Kapitalgeber), Fremdfinanzierung durch Kreditfinanzierung, • Marktforschung, Konsumentenverhalten, Strategisches Marketing, Grundlagen und Aufgaben des strategischen Marketing. Literatur: Olfert, K. und Rahn, H.: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre, 6. Auflage, 2001. Schierenbeck, H.: Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre, 15. Auflage, 2000. Ehrmann, H.: Logistik, 3. Auflage, 2001. Oeldorf, G. und Olfert, K.: Materialwirtschaft, 10. Auflage, 2002. Ebel, B.: Produktionswirtschaft, 8. Auflage, 2003. Dehr, G. und Donath, P.: Vertriebsmanagement, 1999. Kruschwitz, L.: Investitionsrechnung, 8. Auflage, 2000. Kruschwitz, L.: Finanzierung und Investition, 3. Auflage, 2002. Wöhe, G. und Bilstein, J.: Grundzüge der Unternehmensfinanzierung, 9. Auflage, 2002. Bühner, R.: Betriebswirtschaftliche Organisationslehre, 9. Auflage, 1999. Hentze, J.: Personalwirtschaftslehre Bd. 1 und Bd. 2, 6. Auflage, 1995. Voraussetzungen: Fachhochschulreife Links zu weiteren Dokumenten: 16 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 09 Thermodynamik/Strömungsmechanik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Lothar Martens, Prof. Dr. Reinhard Sperling 2 240 Stunden einschließlich 120 Lehrstunden Vorlesung 48 h Übung 48 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 120 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter) Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, Tafel 8 Credits deutsch 2 Klausuren 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die grundlegenden Aussagen zu den Hauptsätzen der Thermodynamik, den Zustandsänderungen idealer Gase und Dämpfe sowie dem Themenkomplex der Gas-Dampf-Gemische. • Sie sind in der Lage, die einzelnen Teilprozesse der Bilanzierung von Energie, Entropie und Exergie in thermodynamischen Systemen zu analysieren, die beschreibenden Gesetzmäßigkeiten zu formulieren und mathematische Lösungsverfahren für einfache Modelle technischer Prozesse anzuwenden. Die Grundlagen der Rechts- und Linkskreisprozesse werden beherrscht. • Die Studierenden kennen die die wichtigsten Methoden der Bilanzierung von technischen Systemen und sind für ausgewählte Anwendungen auch mit experimentellen Methoden der Ermittlung von technischen Parametern zur Bilanzierung vertraut. • Die Studierenden verstehen nach Herausarbeitung der Bedeutung der Strömungsmechanik für industrielle Prozesse die Grundlagen der Hydrostatik sowie die strömungstechnischen Grundgleichungen. • Sie sind in der Lage, die wichtigsten Kenngrößen eindimensionaler Rohrströmungen zu berechnen. • Sie sind vertraut mit Strömungen nicht-Newtonscher Medien und können die Typen rheologischer Substanzen charakterisieren, die rheologischen Zustandsgleichungen herleiten und auf Rohrströmungen anwenden. Die Studierenden gewinnen weiter einen Überblick zur Problematik mehrdimensionaler Strömungen. Inhalt: Vorlesung und Übung Grundbegriffe und allgemeine Grundlagen der Thermodynamik Zustands- und Prozessgrößen, Zustandsgleichungen Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik Innere Energie und Enthalpie, Phasenumwandlungen; Arbeit und Wärme, Bilanzierung geschlossener und offener Systeme Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Entropie, Entropieänderungen, Carnot-Prozess, Exergiebilanzen Zustände und Zustandsänderungen reiner Stoffe Zustandsänderungen idealer Gase, Zustandsänderungen von Dämpfen; Reale Gase Thermodynamik der Gas-Dampf-Gemische Mollier- Diagramm, Zustandsänderungen feuchter Luft Grundlagen der Kreisprozesse Rechtskreisprozesse: Clausius- Rankine- Prozess, Gasturbinen- Prozess, Otto-Prozess, DieselProzess; Linkskreisprozesse: Kaltgas- und Kaltdampf-Kältemaschine, Wärmepumpen-Prozess 17 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Hydro- und Aerostatik Druck, Druckbegriffe, Hydrostatischer Druck, Kraftwirkungen auf Flächen, Auftrieb, Grundlagen der Aerostatik Hydrodynamik eindimensionaler, stationärer, inkompressibler Strömungen Begriffe, Massenerhaltungssatz, Durchfluss- und Kontinuitätsgleichung, Bernoulligleichung, Anwendungen der Bernoulligleichung, Druck- und Geschwindigkeitsmessung, Druckverlust in Rohrleitungen, Zusatzdruckverluste in Rohreinbauten, Pumpen Strömungen rheologischer Fluide Einführende Beispiele, Allgemeine Klassifikations-, Darstellungs- und Berechnungsmöglichkeiten, Fließgesetze nicht-Newtonscher Fluide, Aufnahme von Fließkurven, Bestimmung der rheologischen Konstanten, Laminare Strömung strukturviskoser Fluide, Turbulente Strömung strukturviskoser Fluide Mehrdimensionale Strömungen Praktikum • Bilanzierung thermodynamischer Systeme (Energie- und Exergiebilanzen) (2 Versuche) • Themenkomplex Zustandsänderungen feuchter Luft (2 Versuche) • Untersuchungen an einem Wärmepumpen- Versuchsstand • Druckverluste in geraden Rohren und Rohreinbauten • Durchflussmessung mit Blenden und Anemometern • Pumpen- und Anlagenkennlinien • Bestimmung rheologischer Parameter Literatur: Elsner, N.: Grundlagen der technischen Thermodynamik, 8. Aufl., Akademie-Verlag, Berlin 1993 Meyer, G.: Technische Thermodynamik, Verlag Chemie 1983 Sajadatz, H.: Grundlagen der technischen Wärmelehre, 3. stark überarb. Aufl Dt., Verlag für Grundstoffindustrie 1988 Baehr, H.-D.: Thermodynamik, 9. Aufl., Springer-Verlag 1996 Berties, W.: Übungsbeispiele aus der Wärmelehre, 20. verb. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag 1996 Bohl, W.: Technische Strömungslehre, Vogel Buchverlag Würzburg 1989 Sigloch, H.: Technische Fluiddynamik, VDI-Verlag 1996 Korschelt, D.; Lackmann, J.: Lehr- und Übungsbuch Strömungsmechanik, Fachbuchverlag Leipzig 1995 Zierep J.; Bühler, K.: Strömungsmechanik, Springer-Verlag Berlin 1991 Wagner, W.: Strömungen und Druckverlust, Vogel Buchverlag 1992 Voraussetzungen: Beherrschung grundlegender Anwendungen der Mathematik, insbesondere der Differenzial- und Integralrechnung, und der Physik Links zu weiteren Dokumenten: 18 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 10 Biologie Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Ulrich Junghannß, Prof. Dr. Hans-Jürgen Mägert 1 180 Stunden einschließlich 102 Lehrstunden Vorlesung 72 h Praktikum 30 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 78 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Internet-Seiten 6 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: In dem Modul werden grundlegende Kenntnisse der Mikrobiologie und Zellbiologie vermittelt, welche dazu befähigen • eine Beurteilung und ein Verständnis für mikrobiologische und zellbiologische Probleme zu erwerben, • grundlegende Arbeitstechniken anzuwenden und zu beurteilen, • die Literatur in diesem Fachgebiet kritisch zu würdigen, • eine Verständigung und Gespräche mit Fachleuten zu gewährleisten. Inhalt: Vorlesung • Einführung (Historie), Bedeutung von Mikroorganismen, Vorkommen von Mikroorganismen, Nutzung von Mikroorganismen • Einteilung der Mikroorganismen (Übersicht, wird später vertieft) • Morphologie der Zellen • Bakterienzellen und deren Morphologie • ökologische Faktoren bei Bakterien • Bakterienstoffwechsel • Bakterienvermehrung • Färbeverhalten • Bakterielle Taxonomie • Vorstellung elementarer Gattungen • Isolationen von Bakterien • Identifikation von Bakterien • Bildung von speziellen Stoffwechselprodukten • Bakterielle Resistenzen • Grundbegriffe der Mykologie • Aufbau von Pilzen • Anzucht und Bestimmung von Pilzen • Bedeutung von Viren und Phagen • Abtötungsverfahren und deren Einsatzmöglichkeiten von Mikroorganismen Praktikum • • • • • • • Gesundheits- und Arbeitsschutz im mikrobiologischen Labor Bereitstellung der Arbeitsmaterialien und Verhalten während der Praktikumseinheit Protokollierung und Probenbeschriftung Einführung in die Mikroskopie Lichtmikroskop Mikroskopieren (3 Mischkulturen) Isolierung von Mikroorganismen und Herstellung von Nährmedien 19 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie • • • • • • • • • • Nährmedieneinteilung Luftkeimmessung Abstrichuntersuchung (Nasen-/Rachenabstrich) Abklatschuntersuchung Desinfektionstest (Hand) Impftechniken (Stichimpfung, Ausstrichtechniken, Kreuzausstrichmethode, 3-Strich-Ausstrich) Differenzierung durch Färbung (Färbung nach Gram, Kapselfärbung, Sporenfärbung) Biochemische Tests (Katalase, Cytochromoxydase, IMViC, Enderotube II) Gewinnung von Sporen Bestimmung der Keimzahl (Gesamtzellzahlbestimmungen, Lebendzellzahl-bestimmungen; Thomakammer, Spatelverfahren, Koch’sches Plattengussverfahren) • Keimzahlbestimmungen in Wasserproben (Gesamtkeimzahl, Colititer, MPN) • Hängender Tropfen • Bakterienhemmung (Lochtest, Plättchentest) • Mikroskopisches Messen Literatur: Schlegel, H.G.; Zaborosch, Ch.: Allgemeine Mikrobiologie, Thieme, Stuttgart 1992 Cypionka, H.: Grundlagen der Mikrobiologie, Springer, Berlin 2003 Madigan, M. T.; Martinko, J. M.; Parker, J.; Brock, T. D.: Mikrobiologie, Spektrum Akademischer Verlag, Berlin 2001 Fritsche, W.: Mikrobiologie, Spektrum Akademischer Verlag, Berlin 2005 Alberts, B.; Bray, D.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walter, P.: Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie, Wiley-VCH, Weinheim 2001 Plattner, H.; Hentschel, J.: Zellbiologie, Thieme, Stuttgart 2002 Ude, J.; Koch, M.: Die Zelle - Atlas der Ultrastruktur, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2002 Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Biologie Links zu weiteren Dokumenten: www.vcell.de Die virtuelle Zelle 20 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 11 Biochemie Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Carola Griehl, Simone Bieler 3 180 Stunden einschließlich 96 Lehrstunden Vorlesung 60 h Praktikum 36 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 84 h Vorlesungs- und Praktikumsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Computer- und Videopräsentationen, Literaturverzeichnis 6 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden erwerben solide Kenntnisse zu den Grundlagen der Biochemie, insbesondere zur chemischen Struktur und zu den Eigenschaften der funktionell für alle lebenden Organismen wichtigen Biomoleküle (Proteine, Lipide, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren). • Die Studierenden beherrschen die theoretischen Grundlagen sowie die wichtigsten Methoden, Arbeitstechniken und Instrumentarien zur Untersuchung dieser Biomoleküle und sind in der Lage, ihr erworbenes Wissen fachbezogen in den Praktikumsversuchen anzuwenden. • Das Lernziel für die Studierenden besteht darin, den im Modul vermittelten Lehrstoff soweit zu durchdringen, dass sie ein umfassendes und eigenständiges Verständnis für die Grundlagen der Biochemie entwickeln, welche insbesondere für das Modul Enzymologie und Stoffwechsel erforderlich sind. Inhalt: Vorlesung Struktur, Eigenschaften und Funktion wichtiger Biomoleküle lebender Organismen: Aminosäuren, Peptide, Proteine, Lipide, Kohlenhydrate, Nucleinsäuren Praktikum Isolierung, Reinigung und Charakterisierung wichtiger Biomoleküle Literatur: Nelson, D.; Cox, M.: Lehninger Biochemie, Springer-Verlag, 3. Auflage 2001 Voet, D.; Voet, J. G.; Pratt, C. W.: Lehrbuch der Biochemie, Wiley-VCH, 2002 Löffler, G.; Petrides, P. E.: Biochemie und Pathobiochemie, Springer-Verlag, 7. Auflage 2003 Koolman, J.; Röhm, K. H.: Taschenatlas der Biochemie, 3. Auflage 2003 Dose, K.: Biochemie, Springer-Verlag, 5. Auflage 1996 Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse in Biologie und Chemie, insbesondere in organischer Chemie Links zu weiteren Dokumenten: http://www.chemlin.de/chemie/biochemie.htm (Informationsquellen zur Biochemie) http://www.ncbi.nlm.nih.gov (National Center for Biotechnology Information) 21 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 12 Enzymologie und Stoffwechsel Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Carola Griehl 4 180 Stunden einschließlich 84 Lehrstunden Vorlesung 48 h Praktikum 36 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 96 h Vorlesungs- und Praktikumsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Computer- und Videopräsentationen, Literaturverzeichnis 6 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Aufbauend auf Kenntnissen zur Struktur und Funktion von Biomolekülen lernen die Studierenden die Wechselwirkungen dieser Verbindungen in der Zelle als Struktur- und Funktionseinheit aller Lebewesen kennen. • Die Studierenden erweitern ihr Wissen insbesondere hinsichtlich der chemischen Struktur und Eigenschaften der Enzyme und entwickeln ein tiefgreifendes Verständnis für die Mechanismen der enzymatischen Katalyse im Organismus. • Sie erwerben einen Überblick über den Primärstoffwechsel der Zelle und sind in der Lage, zentrale Stoffwechselwege und ihre Regulation darzulegen. • Die Studierenden beherrschen die theoretischen Grundlagen der Biokatalyse und des Primärstoffwechsels und verfügen über die notwendigen experimentellen Fertigkeiten zur praktischen Anwendung der erworbenen Kenntnisse. • Das Lernziel für die Studierenden besteht darin, den vermittelten Lehrstoff umfassend und eigenständig zu durchdringen, und die Fähigkeit zu entwickeln, das erworbene Wissen auch bei der biotechnologischen Stoffproduktion anzuwenden (Vertiefungsmodule Bioverfahrenstechnik, Biotechnische Verfahren, Bioprozesstechnik). Inhalt: Vorlesung Klassifizierung von Enzymen, Katalysetypen Struktur und Wirkungsmechanismen ausgewählter Enzymproteine Enzymkinetik, Enzyminhibitoren und Enzymaktivatoren technische und medizinische Bedeutung von Enzymen Grundlagen des Primärstoffwechsels (Glycolyse, Gluconeogenese, Pentosephosphat-cyclus, Tricarbonsäurecyclus, Atmungskette, ß-Oxidation) und grundlegende Regulationsprinzipien Praktikum Aktivitätsbestimmung von Enzymen sowie zur Bestimmung von Stoffwechselmetaboliten Literatur: Nelson, D.; Cox, M.: Lehninger Biochemie, Springer-Verlag, 3. Auflage 2001 Voet, D.; Voet, J. G.; Pratt, C. W.: Lehrbuch der Biochemie, Wiley-VCH, 2002 Schlegel, H. G.: Allgemeine Mikrobiologie, Thieme-Verlag, 7. Auflage 1992 Weide, H.; Paca, J.; Knorre, W. A.: Biotechnologie, Fischer-Verlag, 2. Auflage 1991 Bisswanger, H.: Enzymkinetik, Wiley-VCH, 3. Auflage 2000 Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Biochemie, Biologie und Chemie Links zu weiteren Dokumenten: http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme (Web Version of Enzyme Nomenclature) http://us.expasy.org/enzyme (Enzyme Nomenclature Database) http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/enzymes (Enzyme Structures Database) http://www.chemlin.de/chemie/biochemie.htm (Informationsquellen zur Biochemie) http://www.ncbi.nlm.nih.gov (National Center for Biotechnology Information) 22 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 13 Gentechnik/Zellkulturtechnik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Hans-Jürgen Mägert, Prof. Dr. Gotthard Kunze 3, 4 360 Stunden einschließlich 180 Lehrstunden Vorlesung 108 h Praktikum 72 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 180 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Internet-Seiten 12 Credits deutsch 1 Klausur 180 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: In dem Modul werden grundlegende Kenntnisse der Molekularbiologie, Gentechnik und Zellkulturtechnik vermittelt, welche dazu befähigen • sinnvolle Anwendungen molekularbiologischer und gentechnischer Ansätze in der Biotechnologie, medizinischen Forschung, Pharmabiotechnologie, sowie der grünen und grauen Gentechnik planen und etablieren zu können, • grundlegende molekularbiologisch/gentechnische Arbeiten durchführen und die erhaltenen Resultate kritisch beurteilen zu können, • wichtige Informationsquellen für dieses Gebiet nutzen zu können, • ein Zellkulturlabor einzurichten und die erforderliche Steriltechnik zu beherrschen, • Säugerzellen und andere tierische Zellen in Kultur nehmen, passagieren, zählen, einfrieren sowie mikroskopisch beobachten und beurteilen zu können, • moderne Anwendungen der Zellkulturtechnik zu verstehen (z.B. FACS, CASY, Transfektion von Zellen, Hybridomzellen, Zellkultur bei der Herstellung transgener Tiere etc.), • Zellkulturtechnik in die Bearbeitung medizinisch/pharmazeutischer Fragestellungen sinnvoll einbinden zu können, • mit Experten auf diesem Gebiet angemessen kommunizieren zu können. Das Modul legt die Grundlagen für andere Veranstaltungen (Module Pharmabiotechnologie, Molekulare Diagnostik). Inhalt: Vorlesung • • • • • • • • • • • • • • • • Einführung in die Molekularbiologie, Beschaffenheit / Eigenschaften von Nucleinsäuren, Replikation, Mutationen, Transkription, Translation, Regulationsebenen, Klonierung und Sequenzanalyse, Polymerase Kettenreaktionen - wichtigste Anwendungen und Variationen, Rekombinante Produktion von Proteinen / Peptiden, Screeningsysteme / Reportersysteme, Funktionelles Klonieren, Transgene Tiere, Gentherapie, Einrichtung eines Zellkulturlabors, Steriltechnik, Herstellung von Medien, Standardmethoden der Zellkultivierung, Herstellung von Primärkulturen, Gewebekulturen und Organkulturen, Toxizitätstests, Moderne Methoden / Anwendungen der Zellkulturtechnik (CASY, FACS, Transfektion von Zellen, Hybridomzellen und mehr), 23 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie • Massenzellkulturen, • Stammzellen, • Pflanzenzell- und Gewebekulturen. Praktikum • Grundlegende gentechnische Methoden (Ansatz der PCR, Ligation des PCR-Fragmentes mit dem Expressionsvektor, Transformation kompetenten Zellen mit Ligationsprodukten, Ausplattierung der transformierten Zellen, Kolonie-PCR, Detektion positiver Klone, Markierung der Hybridisierprobe, Southern-Hybridisierung, Analyse der Amplifikationsprodukte) • Grundlagen der Zellkulturtechnik (Passagierung von Zellen, Ermittlung der Zellzahl, Vitalitätsprüfung, Klonierung, Tiefkühlung in Kryoröhrchen, Untersuchungen zum Medienwechsel) Literatur: Knippers, R.: Molekulare Genetik, Thieme, Stuttgart 2001 Strachan, T.; Read, A. P.: Molekulare Humangenetik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2005 Mülhardt, C.: Molekularbiologie / Genomics, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2002 Gassen, H.-G.; Schrimpf, G.: Gentechnische Methoden, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 1999 Schmid, R. D.: Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik, Wiley-VCH, Weinheim 2002 Lindl, T.: Zell- und Gewebekultur, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2002 Heß, D.: Biotechnologie der Pflanzen, UTB, Stuttgart 1992 Kempken, F.; Kempken, R.; Stockmeyer, K.: Gentechnik bei Pflanzen, Springer, Berlin 2003 Minuth, W. W.; Strehl, R.; Schumacher, K.: Von der Zellkultur zum Tissue Engineering, Pabst Science Publishers, Lengerich 2002 Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Biologie und Zellbiologie Links zu weiteren Dokumenten: www.biologe.de/Nuetzliches/ www.i-s-b.org/ www.science-live.de/ wsrv.clas.virginia.edu/~rjh9u/dnaprot.html www.ncbi.nlm.nih.gov/ www.expasy.org/ www.biosicherheit.de/home/ www.vcell.de www.lgcpromochem.com/atcc/ www.dsmz.de/ auch Foliensammlung Informationssekretariat Biotechnologie (BMBF) Science Live - Wissenschaft im Dialog (BMBF) DNA and protein pages National Center for Biotechnology Information ExPASy Proteomics Server Sicherheit in der Gentechnik Die virtuelle Zelle American Type Culture Collection Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen Tissue engineering www.tissue-engineering.de/ 24 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 14 Bioanalytik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Hans-Ulrich Demuth, Dr. Torsten Hoffmann 4 150 Stunden einschließlich 72 Lehrstunden Vorlesung 48 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 78 h Vorlesungs- und Praktikumsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Computer- und Videopräsentationen, Literaturverzeichnis 5 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Das Modul vermittelt die theoretischen und methodischen Grundlagen moderner und leistungsfähiger Trenn- und Analysentechniken zur Aufreinigung und Charakterisierung niederund höhermolekularer Biomoleküle. • Das Lernziel für die Studierenden besteht darin, die wichtigsten instrumentellen Trenn- und Analysenmethoden kennen zu lernen, Zusammenhänge zu erkennen und den analytischen Arbeitsprozess zu verstehen. • Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage, Möglichkeiten und Grenzen der Analytik von Biomolekülen einschätzen zu können und bioanalytische Fragestellungen problemorientiert und erfolgreich zu lösen. Inhalt: Vorlesung Spektroskopische Methoden UV/Vis-Spektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie, IR-Spektroskopie Chromatographische Methoden Dünnschichtchromatographie, HPLC, Gaschromatographie Elektrophoretische Methoden Zonenelektrophorese, Isotachophorese, Isoelektrische Fokussierung, Kapillar-elektrophorese, 2D Elektrophorese 3D-Strukturaufklärung NMR-Spektroskopie, Elektronenmikroskopie, Röntgenstrukturanalyse Massenspektrometrische Methoden einschließlich Kopplung mit anderen analytischen Trennmethoden Immunologische Nachweistechniken ELISA/RIA, FACS, Western-Blot, Histochemie Bioassays Praktikum Aufreinigung und Charakterisierung ausgewählter Biomoleküle Literatur: Lottspeich, F.; Engels, J. W.: Bioanalytik, Spektrum-Verlag, 2. Auflage 2006 Gey, M. H.: Instrumentelle Bioanalytik, Springer Berlin 2000 Vogt, C.: Analytische Trennmethoden, WILEY-VCH 2006 Wollenberger, U.; Warsinke, A.; Bier, F. F.; Scheller, F. W.: Analytische Biochemie, Wiley-VCH 2003 Wink, M.: Molekulare Biotechnologie, WILEY-VCH 2004 Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse in Biochemie, Biologie, Chemie und Physik Links zu weiteren Dokumenten: www.chemlin.de/chemie/analytische_methoden.htm www.analytik.de/ 25 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 15 Bioverfahrenstechnik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Wolfram Meusel 3 240 Stunden einschließlich 120 Lehrstunden Vorlesung 48 h Übung 36 h Praktikum 36 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 120 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Tafel, Übungsmaterialien, Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 8 Credits deutsch 1 Klausur 180 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die wichtigsten mechanischen und thermischen Grundoperationen der Bioverfahrenstechnik, deren grundlegende Gesetzmäßigkeiten sowie deren apparative Realisierung und Gestaltung. • Sie sind in der Lage, für solche Grundoperationen wie Sedimentation, Filtration, Zentrifugation, Rühren, Wärmeübertragung und Sauerstoffeintrag die erforderlichen Apparate hinsichtlich ihrer Hauptabmessungen zu bemessen und auszuwählen. • Dabei lernen sie die Besonderheiten der in der Biotechnologie eingesetzten Stoffsysteme kennen und können diese bei der Bemessung und Auswahl der Apparate entsprechend berücksichtigen. Inhalt: Vorlesung und Übung Einführung Gegenstand der Bioverfahrenstechnik, Einteilung verfahrenstechnischer Grundoperationen, Grundbegriffe der Verfahrenstechnik, Betriebsweisen in der Bioverfahrenstechnik Ausgewählte mechanische Grundoperationen Disperse Stoffsysteme, Sink- und Steiggeschwindigkeiten von Feststoffen und Gasblasen, Durchströmung poröser Schichten Sedimentation, Filtration, Zentrifugation, Rühren Allgemeine Funktionsprinzipien, grundlegende Gesetzmäßigkeiten, Bauarten entsprechender Apparate, Grundlagen der Bemessung und Auswahl Ausgewählte thermische Grundoperationen Grundlagen der Wärmeübertragung (Wärmeleitung, Konvektion, Wärmedurchgang), Energiebilanz am Bioreaktor, Grundlagen der Stoffübertragung Gas-Flüssigkeit (Gleichgewichte, Henry-Gesetz, Bestimmungsmethoden für den Sauerstoffeintrag) Wärmeübertrager: Bauarten, Funktionsprinzipien, Bemessungsmethoden und –algorithmen Sauerstoffeintrag: Apparative Realisierung in Bioreaktoren, relevante verfahrenstechnische Parameter, Bemessung von Belüftungssystemen für Bioreaktoren, kLa-Modelle Praktikum 1. 2. 3. 4. 5. 6. Messung und Auswertung von Partikelgrößenverteilungen Bestimmung von Parametern der Kuchenfiltration Einflussgrößen auf den Leistungseintrag in Rührfermentoren Hydrodynamik und Gasgehalt beim Begasen in Rührfermentoren Einfluss der Stromführung bei der Wärmeübertragung, Wärmeübertragerbauarten Bestimmung von kLa-Werten in Rührfermentoren 26 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Hemming, W.: Verfahrenstechnik, Vogel Fachbuchverlag Würzburg, 9. Auflage 2004 Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung, WILEY-VCH-Verlag GmbH & Co. KG Weinheim 2003 Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik Bd. I u. II, Springer Verlag Berlin Heidelberg 2001 Wagner, W.: Wärmeübertragung, Vogel Fachbuchverlag Würzburg, 6. Auflage, 2004 Kessler, H. G.: Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik, Verlag A. Kessler, 4. Auflage, 1996 Einsele, A. u.a.: Mikrobiologische und biochemische Verfahrenstechnik, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim 1985 Kunz, P.: Umweltbioverfahrenstechnik, Vieweg Braunschweig 1992 Voraussetzungen: Kenntnisse der wichtigsten Gesetzmäßigkeiten der Technischen Thermodynamik, der Strömungslehre sowie der Physikalischen Chemie, Beherrschung grundlegender Methoden der Mathematik Links zu weiteren Dokumenten: 27 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 16 Biotechnische Verfahren Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Reinhard Pätz 4 150 Stunden einschließlich 72 Lehrstunden Vorlesung 48 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 78 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Tafel, Arbeitsanleitung für die Praktikumsversuche, WEB-Seiten 5 Credits deutsch 1 mündliche Prüfung 30 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die wirtschaftlich bedeutendsten biotechnologischen Verfahren. Das betrifft sowohl die Verfahren der konventionellen („weißen“) Biotechnologie als auch die speziellen Verfahren mit rekombinanten Mikroorganismen und enzymatische Umsetzungen (Biotransformationen). • Neben den Produktionsstämmen und den Fermentations- und Aufarbeitungsbedingungen sollen die Studenten die wichtigsten technologischen Möglichkeiten zur Optimierung vor allem der Produktbildungsstufe kennen lernen. • Im Praktikum werden für die Kenntnisse vertieft, in dem im Labormaßstab Produkte selbst hergestellt und analysiert werden. • Dabei soll jeder/jede Studierende alle notwendigen Arbeitsschritte selbst durchführen. • Die Studierenden sind danach in der Lage, eine Fermentation zu planen, sie praktisch durchzuführen und auszuwerten. Inhalt: Vorlesung • • • • • • • • • • • • • • • • • • Geschichtliche Entwicklung biotechnologischer Verfahren Allgemeine Merkmale biotechnologischer Verfahren (Rohstoffe, Nährlösungsbereitung, Upstreaming, Fermenter, Downstreaming/Aufarbeitung) Produktentwicklungsphasen Methoden der Immobilisierung von Mikroorganismen Methoden der integrierten Prozessführung Mikrobielle Biomasse (Einzellerprotein SCP, Starterkulturen) Speisepilz-Erzeugung Gärungsprodukte (Ethanol, Milchsäure, ABE/I); Primärmetabolite (Grundlagen der Stoffwechselregulation, Säuren des TricarbonsäureZyklusses Organische Säuren (Zitronensäure, Itaconsäure, -Ketoglutarsäure, Bernsteinsäure, Aminosäuren; L-Glutaminsäure, L-Lysin, Methionin) Nucleotide Vitamine und Cofaktoren (beta-Carotin, Riboflavin, Cobalamin) Enzyme (Produktionsverfahren, Auswahl der Mikroorganismen, Nährmedien, Fermentationsverfahren, Isolierung von Enzymen, Feinreinigung, Optimierungsmöglichkeiten) Mikrobielle Transformationen (Essigsäure, Ascorbinsäure, Gluconsäure, Aminosäuren, Vitamine, Carotinoide und verwandte Verbindungen, Antibiotika, Steroid-Transformationen Sekundärmetabolite (Physiologie der Sekundärmetabolit-Bildung, Produkte aus Aminosäuren, Produkte aus Acetat, Produkte aus Zucker/ Streptomycin) Sekundärmetabolite als ökofreundliche Agrochemikalien Mikrobielle Biopolymere (Mikrobielle konstitutionelle Biopolymere, Extrazelluläre Polysaccharide) Mikrobielle Biotenside (Allgemeine Fermentations- und Aufarbeitungsbedingungen, Rhmanolipide) 28 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie • • Proteine aus rekombinanten Mikroorganismen (Fermentationsbedingungen, Produkte) Trends in der Biotechnologie (Duft- und Aromastoffe, Rohstoffe für die chemische Industrie) Praktikum SCP-Erzeugung/Fermentortechnik Fermentation Ethanolsynthese Fermentation Zitronensäuresynthese Emerskultivierung Immobilisierungsmethoden Coimmobilisierung/Aktivitätstests Literatur: Präve, P.; Faust, U.; Sittig, W.: Handbuch der Biotechnologie, Oldenbourg Industrieverlag; Auflage: 4., neu bearb. A. (September 1994) Rehm, H.-J.; Reed, G.; Pühler, A.; Stadler, P.: Biotechnology, Wiley-VCH, Weinheim 2001 Menzel, G. et al.: Mikrobiologisches Praktikum für Biotechnologen Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology Bd. 27, 28, 56, 61 Appl. Microbiol. Biotechnol. (Zeitschrift ist im Hochschulnetz online verfügbar) Voraussetzungen: Kenntnisse verfahrenstechnischer Grundoperationen, Grundlagen der Mikrobiologie und Biochemie, Anwendungsbereites Wissen in Bioverfahrenstechnik Links zu weiteren Dokumenten: Eigenes Skript für Studenten im Intranet verfügbar 29 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 17 Bioprozesstechnik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Reinhard Pätz 5 180 Stunden einschließlich 90 Lehrstunden Vorlesung 45 h Übung 30 h Praktikum 15 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 90 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Tafel, Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 6 Credits deutsch 1 Klausur 180 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, bioverfahrenstechnische Prozesse zu analysieren und zu bewerten. • Sie kennen die Vorgehensweise bei der Planung bioverfahrenstechnischer Anlagen (Basic Engineering, Detailengineering). • Insbesondere beherrschen sie die wichtigsten Methoden und Instrumentarien der Planung und Auswertung von Versuchen als Grundlage der Bioprozessmodellierung und Prozessoptimierung. Inhalt: Vorlesung und Übung • • • • • • • • • • • • • Grundlagen der Modellbildung Grundlagen der chemischen Kinetik Kinetik enzymatischer Umsetzungen Beschreibung des Wachstums von Bakterien und Hefen (einfache Biomassebildung, Substratverbrauch, Substratüberschusskinetik, Hemmungen, Produktbildungskinetik, Mehrsubstratsysteme, Mehrkultursysteme) Wachstum und Produktbildung im Chemostaten (Grundgleichungen, Variation von Durchflussrate, Zulaufbedingungen, Biomasserückführung, Biomasserückhaltung, Reaktorkaskaden, Inhibierungen, Mehrkultursyteme) Wachstum und Produktbildung bei quasi-kontinuierlicher Prozessführung (Grundlagen, Prozessführungsstrategien, integrierte Bioprozesse) Wachstumsmodelle für Mikropilze Upstreaming (Anforderungen) Steriltechnik (Nährlösung, Fermenter, Kontaminationsanalysen, steriltechnisches Konstruieren, Hitzesterilisation, kontinuierliche Sterilisation des Zulaufs) integrierte Bioprozessführung (enzymatische Prozesse, mikrobielle Prozesse) Bioanalytik zur Regelung von Fermentation und Aufarbeitung (Parameter, Ermittlung, Biosensoren, Softsensoren) Bioprozessmodellierung (am Beispiel der PHB-Synthese) Massenbilanzen/Ökobilanzen Praktikum Beta-Carotinsynthese Penicillinsynthese Literatur: Scheper, T.: Schügerl, K.: Schügerl, K.: Chmiel, H.: Wolf, K.-H.: 96 – h -Fermentation 96 – h -Fermentation Bioanalytik Grundlagen der chemischen Technik, Bioreaktionstechnik 1 und 2 Bioreaktionstechnik: Bioreaktionen mit Mikroorganismen und Zellen Bioprozesstechnik 1 und 2 Kinetik in der Bioverfahrenstechnik 30 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Dunn, I. J. et al.: Moser, A.: Biological Reaction Engineering Bioprocess Technology Voraussetzungen: Kenntnisse verfahrenstechnischer Grundoperationen, Anwendungsbereites Wissen in Bioverfahrenstechnik, Beherrschung grundlegender Anwendungen der Mathematischen Statistik, Kostenrechnung Links zu weiteren Dokumenten: Eigenes Skript für Studenten im Intranet verfügbar 31 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 18 Bioinformatik Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Dr. Uwe Scholz 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Foliensätze als PDF-Dateien bzw. PowerPoint-Präsentationen), Übungsmaterialien, Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden erhalten eine Einführung in ausgewählte Teilgebiete der modernen Bioinformatik. Dazu werden molekularbiologische Datenbanken, Sequenz- und Expressionsdatenanalyse und die Notwendigkeit sowie Ansätze zur molekularbiologischen Datenintegration vorgestellt. • Die Studierenden sind in der Lage, bestimmte bioinformatische Fragestellungen einzuordnen und (Standard-)Programme zu deren Lösung/Bearbeitung zu identifizieren und anzuwenden. • Im Rahmen des Praktikums wird mit den in der Vorlesung präsentierten Datenbanken/Systemen selbständig gearbeitet. Dazu sind Beispielaufgaben zu lösen, deren Bearbeitung zum überwiegenden Teil mittels Web-Browser möglich ist. Inhalt: Grundlagen Interessierende Objekte in der Bioinformatik: DNA, RNA, Proteine, Stoffwechselwege; Computer; Betriebssysteme; Netzwerke; Internet; Unix/Linux; Daten; Informationen; Datenbanken; Datenintegrationsmöglichkeiten: Hypertextnavigation, Mediatoren, Föderierte Datenbanken, Multidatenbanken, Data Warehouses Molekularbiologische Datenbanken Überblick zu existierenden Systemen; Bewertungskriterien/Eigenschaften; Datenbanken zu Nukleotid-, Aminosäuresequenzen, Proteinstrukturen, Enzymen, Stoffwechselwegen, genetischen Defekten, Literatur, Ontologien Sequenzvergleiche Grundlagen, Scoring-Schemata, Dotplots, lokale und globale Alignments, BLAST inklusive aller möglichen Varianten, multiple Alignments Genom- und Proteomanalyse inklusive Annotation Grundlagen, Expressed Sequence Tags (EST) und deren Eigenschaften; EST-Clustering, Annotation von EST’s; Überblick zu klassischer und funktioneller Proteomics; 2D-Gelelektrophorese; Massenspektroskopie, Expressionsdatenanalyse Grundlagen; Datenaufkommen; Standardisierungen; existierende Systeme; Idee und Not-wendigkeit öffentlicher Expressionsdatenbanken Molekularbiologische Datenintegration Ansätze und deren Vor- und Nachteile; existierende Systeme Alle Schwerpunkte werden im Rahmen des Praktikums angewendet und vertieft. 32 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Gibas, C.; Jambeck, P.: Einführung in die Praktische Bioinformatik, Köln: O'Reilly, 2001 Hansen, A.: Bioinformatik – Ein Leitfaden für Naturwissenschaftler 2. überarbeitete und erweiterte Auflage. Basel et al: Birkhäuser Verlag 2004 Lesk, A. M.: Bioinformatik, Heidelberg et al: Spektrum Akademischer Verlag 2002 Selzer, P. M. Marhöfer, R. J.; Rohwer, A.: Angewandte Bioinformatik - Eine Einführung, Berlin et al: Springer-Verlag 2004 Böckenhauer, H.-J.; Bongartz, D.: Algorithmische Grundlagen der Bioinformatik. Modelle, Methoden und Komplexität, Wiesbaden et al: Teubner-Verlag 2003 Voraussetzungen: Grundkenntnisse aus dem Bereich Informatik, sicherer Umgang mit dem PC inklusive Standardsoftware und Webbrowser Links zu weiteren Dokumenten: http://nar.oxfordjournals.org o http://nar.oxfordjournals.org/content/vol34/suppl_1/index.dtl o http://nar.oxfordjournals.org/content/vol33/suppl_2/index.dtl http://www.biomedcentral.com/bmcbioinformatics http://bioinformatics.oxfordjournals.org/ 33 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 19 Aufbereitungsverfahren Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Wolfram Meusel 5 180 Stunden einschließlich 75 Lehrstunden Vorlesung 45 h Übung 15 h Praktikum 15 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 105 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Tafel, Übungsmaterialien, Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 6 Credits deutsch 1 mündliche Prüfung 30 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden erfassen die außerordentliche Bedeutung der Aufbereitungsverfahren in der Biotechnologie und deren Vielfalt in Abhängigkeit von den jeweiligen Produkteigenschaften. • Sie sind in der Lage, diese nach Stadien im Aufarbeitungsprozess zu systematisieren. • Sie kennen die wichtigsten Grundoperationen der Zellernte, des Zellaufschlusses, der Produktanreicherung, -reinigung und –konditionierung sowie deren apparative Umsetzung. • Sie sind in der Lage, unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Stoffsysteme die erforderlichen Apparate und Anlagen hinsichtlich ihrer Hauptabmessungen zu bemessen und auszuwählen. Inhalt: Vorlesung und Übung Einführung Gegenstand der Aufarbeitungsverfahren, Wechselwirkungen zwischen Fermentation und Aufarbeitung, Systematik der Aufarbeitungsverfahren je nach Zielprodukt Ausgewählte Grundoperationen der Aufarbeitung Allgemeine Funktionsprinzipien, grundlegende Gesetzmäßigkeiten, Bauarten entsprechender Apparate, Grundlagen der Bemessung und Auswahl folgender Grundoperationen: Gewinnung der Zielprodukte Zellernte: Sedimentation, Zentrifugation, Mikrofiltration, Flotation Zellaufschluss: Rührwerkskugelmühlen, Hochdruckhomogenisatoren Aufkonzentrierung / Anreicherung Ultrafiltration, Umkehrosmose, Elektrodialyse Präzipitation, Extraktion, Adsorption Produktreinigung Elektrokinetische Trennverfahren, chromatographische Trennverfahren Produktkonditionierung Trocknungsverfahren Praktikum Bestimmung von Parametern der Cross-Flow-Mikrofiltration Zellaufschluss mittels Rührwerkskugelmühle Zellaufschluss mittels Hochdruckhomogenisator Extraktion in Mixer-Settler-Anlage 34 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Chmiel, H.: Bioprozesstechnik: Einführung in die Bioverfahrenstechnik, Elsevier Spectrum Akademic Verlag, München 2005 Präve, P. u.a.: Handbuch der Biotechnologie, Oldenbourg Verlag GmbH, München 1994 Schmid, R. D.: Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik, Wiley-VCH-Verlag GmbH & Co. KG, Weinheim 2001 Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung, Wiley-VCH-Verlag GmbH & Co. KG, Weinheim 2003 Weide, H. u.a.: Biotechnologie, Gustav Fischer Verlag, Jena 1991 Einsele, A. u. a.: Mikrobiologische und biochemische Verfahrenstechnik, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim 1985 Voraussetzungen: Grundkenntnisse auf den Gebieten der „Bioverfahrenstechnik“ und „Biotechnische Verfahren“, insbesondere hinsichtlich des Grundaufbaus biotechnischer Verfahren sowie der für die Biotechnologie relevanten mechanischen und thermischen Grundoperationen. Kenntnisse der wichtigsten Gesetzmäßigkeiten der Technischen Thermodynamik, der Strömungslehre sowie der Physikalischen Chemie, Beherrschung grundlegender Methoden der Mathematik. Links zu weiteren Dokumenten: 35 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 20 Biosicherheit/GMP Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Georg Heun, Prof. Dr. Klaus Lorenz, Dr. Mertsching 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden über Internet und Präsenzveranstaltungen am Wochenende Konsultationen 48 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Internetbasierte Manuskripte mit Literaturverzeichnis und Aufgabensammlung sowie Studienanleitung Internet und E-Mail 4 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die rechtlichen Regelungen für den Umgang mit biologischen Arbeitsstoffen sowie zur Gentechnik. • Sie sind in der Lage, diese Gesetze und Verordnungen aus betrieblicher Sicht zu interpretieren und anzuwenden. • Des Weiteren gewinnen Sie einen Überblick zum Qualitätsmanagement, insbesondere zu dessen Bestandteilen, Funktionen sowie Werkzeugen. • Sie kennen die Normengruppe DIN ISO EN 9000 und sind mit den wesentlichen Schritten zur Einführung eines betrieblichen Qualitätsmanagements vertraut. • Außerdem erwerben sie umfangreiche Kenntnisse der Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Arzneimittelproduktion nach den Maßgaben des EU-GMP-Leitfadens und der aktuellen ergänzenden Leitlinien, sowie den GMP-Regeln der FDA und der PIC. Inhalt: • • • • • • Rechtliche Regelungen zum Umgang mit biologischen Arbeitsstoffen Rechtliche Regelungen zur Gentechnik Sicherheit in der Biotechnologie Industrielle Qualitätssicherungskonzepte, Qualitätsmanagement Mittel, Methoden, Werkzeuge und Normen des Qualitätsmanagements Historische Entwicklung der GMP-Regeln, aktuelle Rechtslage in Deutschland gemäß AMG/PharmBetrVO, Richtlinie/Leitfaden/ergänzende Leitlinien der EU Literatur: Rinne, H.; Mittag, H.-J.: Statistische Methoden der Qualitätssicherung, Carl Hanser Verlag, München/Wien 1991 Masing, W. (Hrsg.): Handbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser Verlag, München/Wien 1994 Franke, H.: Das Qualitätsmanagement-System nach DIN EN ISO 9001, Expert-Verlag, Renningen 2003 Pfitzinger, E.: Projekt DIN EN ISO 9001:2000, Beuth 2001 Buhlmann, B. et al.: Kompaktwissen zum IFS, Behr´s Verlag 2003 EU-Leitfaden, aktualisiert in Internet: http://pharmacos.eudra.org/F2/eudralex/vol-4/home.htm Aktuelle Aspekte der Pharma-Technik, Hrsg. Concept Heidelberg, ECV, Aulendorf Gute Hygiene Praxis, Hrsg. Concept Heidelberg, ECV, Aulendorf GMP-/FDA-konforme Wassersysteme, Hrsg. Concept Heidelberg, ECV, Aulendorf Voraussetzungen: Kenntnisse der mathematischen Statistik Links zu weiteren Dokumenten: 36 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 21 Projektpräsentation Pflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: Bachelor Biotechnologie alle Professoren 3 120 Stunden einschließlich 60 Stunden Seminare (Rhetorik) und Konsultationen Seminare/Konsultationen 60 h Selbständige Arbeit 60 h Schriftliche Arbeit, mündliche Präsentation 4 Credits deutsch Anfertigung und Verteidigung der Projektarbeit • Die Studierenden lernen, ausgehend von einer allgemein gehaltenen Aufgabenstellung die damit verbundenen Probleme zu erkennen und zu beschreiben. • Insbesondere werden sie in die Lage versetzt, die Aufgaben aus verschiedenen Bereichen der Biotechnologie unter wirtschaftlichen, sicherheits- und umwelttechnischen Gesichtspunkten als Komplex zu betrachten. • Sie werden befähigt, den jeweiligen Stand der Arbeiten einzuschätzen und die nächsten Arbeitsschritte zu planen. • Sie erwerben Grundkenntnisse und Fähigkeiten in der rhetorischen Präsentation der Projektergebnisse, die sie im Kolloquium vor einem größeren Teilnehmerkreis anwenden. Inhalt: Ausgewählte Beispiele aus den Bereichen Biochemie, Molekularbiologie und Gentechnik, Zellkulturtechnik, Mikrobiologie, Bioverfahrenstechnik, Bioprozesstechnik, Bioanalytik und Aufarbeitungstechnik. Literatur: Voraussetzungen: Anwendungsbereites Wissen in Mathematik, Chemie, Biochemie und Informatik Links zu weiteren Dokumenten: 37 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 22 Projektmanagement Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Bachelor Biotechnologie Dr. Wolfgang Greiner 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 36 h Übung/Seminar 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmanuskript, Projektdokumentationen 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: Die Studierenden sind in der Lage, die Komplexität eines Projektes zu erfassen und verstehen die Arbeitschritte zu dessen Realisierung. Insbesondere verfügen sie über folgende Kompetenzen: • Definieren von Projekt- und Arbeitsziel, • Definieren von Arbeitspaketen, • Bestimmen von Verantwortlichen, • Umgang mit Termin- und Netzplänen, • Berücksichtigung von Sicherheits- und Umweltaspekten bei der Realisierung von Projekten, • Genehmigungsverfahren für Anlagen, • Team- und projektbezogenes Arbeiten. Inhalt: Vorlesung • • • • • • • Führungsaufgaben beim Projektmanagement Abwicklung von Projekten Aufgabenverteilung, Verantwortlichkeiten und Kontrolle Zeit- und Terminplanung Kommunikation und Dokumentation Genehmigungsverfahren für Anlagen Aspekte der Sicherheit und des Umweltschutzes Übung/Seminar Realisierung eines Projektes aus dem Bereich Anlagenbau Literatur: Schelle, H.: Projekte zum Erfolg führen – Projektmanagement systematisch und kompakt, 4. Auflage, Beck DTV, München 2004. Burghardt, M.: Einführung in Projektmanagement – Definition, Planung, Kontrolle, Abschluss, 4. Auflage, Publicis MCD, München-Erlangen 2002. Litke, H.-D.: Projektmanagement – Methoden, Techniken, Verhaltensweisen, 4. Auflage, Hanser, München-Wien 2004. Schwarze, J.: Netzplantechnik – Eine Einführung in das Projektmanagement: 7. Auflage, Neue Wirtschafts-Briefe, Herne-Berlin 1994. Ullrich, H.: Wirtschaftliche Planung und Abwicklung verfahrenstechnischer Anlagen Vulkan-Verlag, Essen 1996 (2. Auflage) Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Betriebswirtschaft Links zu weiteren Dokumenten: 38 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 23 Wirtschaftsrecht und Erzeugniskalkulation Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Dr. Schuster 3 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 36 h Übung/Seminar 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter) Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten, Tafel 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, als zukünftig leitende Angestellte, als Unternehmer, Gesellschafter (Miteigentümer) oder Freiberufler ökonomisch und rechtlich fundierte Entscheidungen zu treffen, rechtssichere Verträge abzuschließen sowie das Unternehmen rentabel, d.h. langfristig gewinnbringend zu führen. • Die Studierenden sind mit Methoden und Instrumenten vertraut, die geeignet sind, den wirtschaftlichen Erfolges eines Betriebes zu sichern. • Darüber hinaus erwerben die Studierenden juristische Grundkenntnisse, die für die erfolgreiche Führung eines Unternehmens sowie für die Geschäftsbeziehungen mit Kunden und Lieferanten unentbehrlich sind. Inhalt: Grundlagen des Vertragsrechts Übersicht über die möglichen Rechtsformen von Unternehmen (GbR, AG, GmbH usw.) und der damit verbundenen Fragen der Haftung, der Geschäftsführung sowie der Vertretung gegenüber Kunden und Lieferanten, Vermögensordnung von Kapitalgesellschaften (Grundkapital, Stammkapital, Aktien, Geschäftsanteile), Einführung in die Insolvenzordnung Erzeugniskalkulation Ermittlung, Steuerung und Kontrolle der Kosten und Leistungen (Erlöse) und damit des Betriebsergebnisses (Gewinn oder Verlust) im Unternehmen, Kalkulation und (marktorientierte) Ermittlung von Angebotspreisen, Spezielle Verfahren zur Sortimentsoptimierung, zur operativen (kurzfristigen) Steuerung des betrieblichen Erfolgs sowie zur Verlustminimierung in wirtschaftlichen Krisensituationen, Strategische (langfristige) Unternehmenssteuerung und dazu nutzbare Daten sowie Verfahren bzw. Methoden Literatur: Bott, H.: Kostenrechnung für Studenten und technische Fach- und Führungskräfte Expert-Verlag, Sindelfingen (aktuellste Auflage) Kaiser, G.A.: Bürgerliches Recht C.F. Müller Verlag, Heidelberg (aktuellste Auflage) Klunzinger, E.: Grundzüge des Gesellschaftsrechts Verlag Franz Vahlen, München (aktuellste Auflage) Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Betriebswirtschaftslehre Links zu weiteren Dokumenten: 39 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 24 Bioethik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Lehrbeauftragte 3 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 36 h Seminar 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 60 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Internet-Seiten 4 Credits deutsch 1 mündliche Prüfung 30 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen den Gegenstand der angewandten Ethik und gewinnen einen Überblick zur Geschichte der Ethik in der Philosophie. • Die Studierenden sind in der Lage, Probleme durch die Entwicklung und Anwendung der Biotechnologie im Bereich der Life Sciences zu erkennen. • Sie kennen die Grundlagen der Umweltethik. • Die Studierenden erkennen die Umsetzung der Bioethik in Expertisen, Stellungnahmen, Empfehlungen und Gesetzentwürfen auf nationaler und internationaler Ebene und wissen, welche gesellschaftlichen und politischen Gremien sich mit dem Gegenstand der Bioethik befassen. Inhalt: Ethik als Gebiet der Philosophie Geschichte der Ethik Einführung in die angewandte Ethik Umweltethik Ökologische Modellbildung und nachhaltige Entwicklung Biodiversität Tierethik und Tierschutz; Tierversuchsethik; Nahrungsmittelproduktion; Medizinische Ethik Embryonenforschung, Euthanasie, Organtransplantation, genetische Diagnostik und Therapie Literatur: Düwell, M. (Hrsg.); Steigleder, K. (Hrsg.): Bioethik. Eine Einführung, Suhrkamp-Verlag 2003 Schramme, T.: Bioethik, Campus Verlag 2002 Korff, W. (Hrsg.); Beck, L. (Hrsg.); Mikat, P. (Hrsg.): Lexikon der Bioethik, Gütersloher Verlagshaus 2000 Schicktanz, S.; Tannert, C.; Wiedemann, P.: Kulturelle Aspelkte der Bioethik und Biomedizin, Campus-Verlag 2003 Voraussetzungen: Links zu weiteren Dokumenten: 40 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 25 Spezielle Mikrobiologie Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Ulrich Junghannß 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Praktikumsanleitungen, Internet-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 120 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: In dem Modul werden weiterführende Kenntnisse der Mikrobiologie für Biotechnologen vermittelt, welche dazu befähigen • eine Beurteilung und Bewältigung für mikrobiologische Probleme und Prozesse im Bereich der Biotechnologie zu erwerben, • spezielle Arbeitstechniken anzuwenden und geeignete Anzuchtmethoden zu wählen und zu beurteilen, • Risikoeinschätzungen bei Arbeiten mit Mikroorganismen vorzunehmen und geeignete Arbeitsmethoden zu wählen, • Kenntnisse der gesetzlichen und infektionsprophylaktischen Grundlagen, • Beurteilung und Aufbau von biotechnologischen Prozessen, • die Literatur in diesem Fachgebiet kritisch zu würdigen, • eine Verständigung und Gespräche mit Fachleuten zu gewährleisten, • ein Verständnis für das Verhalten von Mikroorganismen bei Anzucht, Diagnostik und biotechnologischen Prozessen und deren Möglichkeiten und Vielseitigkeit zu erlangen, • Inaktivierungsmöglichkeiten zu kennen und zu bewerten, • Gefahrenmomente zu beherrschen und kritisch zu würdigen, • Gesundheitliche Beeinträchtigungen abschätzen zu können. Inhalt: Vorlesung • • • • • Grundlagen in Anzucht und Diagnostik Einsatzmöglichkeiten von Mikroorganismen im Bereich der Biotechnologie Wachstums-/Absterbekinetiken Besprechung ausgewählter Gruppen von Mikroorganismen Mikrobiologisches Monitoring in biotechnologischen Verfahren Praktikum Mikrobiologische Untersuchungen und Interpretationen biotechnologisch relevanter Themen Literatur: Schlegel, H. G.; Zaborosch, Ch.: Allgemeine Mikrobiologie, Thieme, Stuttgart 1992 Cypionka, H.: Grundlagen der Mikrobiologie, Springer, Berlin 2003 Madigan, M. T.; Martinko, J. M.; Parker, J.; Brock, T. D.: Mikrobiologie, Spektrum Akademischer Verlag, Berlin 2001 Fritsche, W.: Mikrobiologie, Spektrum Akademischer Verlag, Berlin 2005 Voraussetzungen: Anwendungsbereites Wissen in Zellbiologie und Mikrobiologie Links zu weiteren Dokumenten: 41 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 26 Molekulare Diagnostik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Hans-Jürgen Mägert 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 48 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Internet-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: In dem Modul werden grundlegende Kenntnisse der Molekularen Diagnostik vermittelt, welche dazu befähigen • Prinzipien der Molekularen Diagnostik auf verschiedenen Ebenen (Nucleinsäuren, Proteine und andere Substanzen) zu verstehen, • diagnostische Tests für unterschiedlichste Anwendungen selbst zu entwickeln, • mit Experten auf diesem Gebiet angemessen kommunizieren zu können. Inhalt: • Detektionsebenen der Molekularen Diagnostik • Arten von Genmutationen / Polymorphismen, Klassifizierung von Erbkrankheiten • Bestimmung in Zusammenhang mit Erbkrankheiten stehender Gene / Genloci • Methoden zur Diagnose von Erbkrankheiten • Molekulare Diagnostik auf Protein / Peptidebene • Krebsmarker / Krebsdiagnostik • Molekulare Diagnostik in der Infektiologie • Pränatale Diagnostik • Forensik • DNA-Analytik in der Lebensmittelkontrolle • DNA-Analytik im Artenschutz • Bedeutung des Human Genome Projects • Kritische Betrachtung der Molekularen Diagnostik ("gläserner Mensch" etc.) Literatur: Buddecke, E.: Molekulare Medizin - eine systematische Einführung, Ecomed, Landsberg/Lech 2002 Hacker, J.; Heesemann, J.: Molekulare Infektionsbiologie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2000 Knippers, R.: Molekulare Genetik, Thieme, Stuttgart 2001 Strachan, T.; Read, A. P.: Molekulare Humangenetik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2005 Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Molekularbiologie und Gentechnik Links zu weiteren Dokumenten: 42 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 27 Mikroskopie und Bildanalyse Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Otto Kersten, Prof. Dr. Dietrich Romberg 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Übung 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Manuskript, Folien (Word, Powerpoint, PDF), DVD, Videos Veranstaltungsspezifische Webseite: Allgemeine Informationen, Fotogallerie, Praktikumsanleitungen, Literatur, Web-Links 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden beherrschen ausgewählte praktisch relevante mikroskopische Techniken, sowohl konventionelle als auch neueste Methoden. • Sie gewinnen einen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen sowie Perspektiven in der Mikroskopie. • Durch eine Einführung in die Bildbearbeitung werden die Studierenden in die Lage versetzt, mikroskopische Aufnahmen zu präsentieren und auszuwerten. • Im Praktikum eignen sie sich Fertigkeiten und Erfahrungen auf dem Gebiet der konventionellen Licht- und Rasterelektronenmikroskopie sowie der Bildauswertung an. • Sie sind in der Lage, die gewonnenen Erkenntnisse und Fähigkeiten für bio- bzw. lebensmitteltechnologische Problemstellungen zu nutzen. Inhalt: Vorlesung Lichtmikroskopische Untersuchungsverfahren Auflösung, Aufbau der Mikroskope, Objektive und Okulare, Hellfeld-, Dunkelfeld-, Phasenkontrastund Fluoreszenzmikroskopie, Zählungen, Messungen, Mikroskopfotometrie, Auswertesysteme, Präparationstechniken (Fixierung, Färbung, Mikrotom Elektronenmikroskopische Untersuchungsverfahren Aufbau und Funktionsweise der Transmissions- und Rasterelektronenmikroskope, Wechselwirkung Probe – Elektronenstrahl, Analytische Elektronenmikroskopie - energiedispersives Röntgenspektrometer), Präparationstechniken für organische und anorganische Objekte Neue mikroskopische Methode: Konfokale-Laserscanning-Mikroskopie, druckvariable Rasterelektronenmikroskopie, Rastersonden-, Akustische und Röntgen-Mikroskopie Bilderfassung, -vorverarbeitung, -analyse Praktikum: • • • • • • • • Probenpräparation für die konventionelle Rasterelektronenmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung der Präparate, Elementanalyse von vorgegebenen Präparaten, Anfertigen von Präparatschnitten mit dem Mikrotom einschließlich Einbettung der Proben, Färbetechniken, Replikate, Aufnahme eines Dauerpräparates (z.B. Blut) mittels Durchlichtmikroskop und entsprechender Computerbildauswertung, Phasenkontrastmikroskopie / Fluoreszenzmikroskopie Bestimmung der Grauwert-Verteilung, Manipulation von Grauwert-Verteilungen, Transformation und Manipulation von Farbbildern Morphologische Operationen, Quantitative Bildanalyse 43 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Robenek, H. (Hrsg.): Mikroskopie in Forschung und Praxis, Git Verlag, Darmstadt 1995 Gerlach, D.: Das Lichtmikroskop, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1985 Schade, K.-H.: Lichtmikroskopie, Herold Druck- und Verlagsgesellschaft, Wien 1986 Schmidt, P. (Hrsg.): Praxis der Rasterelektronenmikroskopie und Mikroanalyse, expert verlag, Renningen-Malsheim 1994 Felgner, S.; Heckman, J.; Klomparens, K.: Elektronenmikroskopie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, Oxford 1993 Knoche, H.: Leitfaden der histologischen Technik, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1979 (überarbeitete Fassung erscheint) Voraussetzungen: keine Links zu weiteren Dokumenten: et.hs-anhalt.de, Lehre, Analytische Mikroskopie 44 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 28 Pflanzenbiotechnologie Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Dr. Sabine Rosahl 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 48 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter, Formulare, Vorschriften), Literaturverzeichnis, WEB-Seiten Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studenten erkennen, dass die Pflanzenbiotechnologie eine neuartige und sichere Technologie darstellt, mit deren Hilfe das „System Pflanze“ in einzigartiger Weise nutzbar gemacht werden kann und sich somit viele Einsatzbereiche erschließen. • Die Studenten sind in der Lage, die wirtschaftliche Bedeutung dieser Technologie einzuschätzen, sie kennen die rechtlichen Rahmenbedingungen und erforderlichen Sicherheitsanforderungen. • Sie sind des Weiteren in der Lage, sich offensiv und sachkundig in die gesellschaftliche Debatte über Vorteile und Risiken der Pflanzenbiotechnologie einzubringen. Inhalt: Molekulare Grundlagen Herstellung transgener Pflanzen, Tranformationstechniken, Selektionsmaker, Pflanzenzüchtung, Isolierung von Wirkstoffen Anwendungsgebiete - Aufbau von Resistenzen: - Verbesserung der Eigenschaften: - Functional Food: - Pharmazeutika in Pflanzen: Viren, Pilze, Insektenfraß, Pflanzenschutzmittel, Stärkezusammensetzung, Vitaminproduktion, Fettstoffwechsel, Inulinproduktion etc., Erhöhung Vitamingehalt, Entfernen von Allergenen, Erhöhung des Gehaltes gesundheitlich relevanter Stoffe, „molecular farming“ etc. Ökonomische Aspekte Rolle für Landwirtschaft und Ernährungsindustrie, Bedeutung für Entwicklungsländer zur Verbesserung der Ernährungssituation, Potenziale in Sachsen-Anhalt und Umgebung (Firmen, Institutionen, Forschungseinrichtungen) Rechtliche Rahmenbedingungen und Sicherheitsfragen Wichtige gesetzliche Regelungen und deren Anwendung, Risikoabschätzung, Risikoszenarien, Stand der wissenschaftlichen Debatte zu Sicherheitsfragen Literatur: Brandt, P.: Transgene Pflanzen, Herstellung, Anwendung, Risiken und Richtlinien, Birkhäuser Verlag, 2003 Schütte, G. u.a.: Transgene Nutzpflanzen, Birkhäuser Verlag, 2001 Menrad, K. u.a.: Gentechnik in der Landwirtschaft, Pflanzenzucht und Lebensmittel-produktion. Stand und Perspektiven, Physica-Verlag, 2003 Heldt, H.-W.: Pflanzenbiochemie, Spektrum Verlag Heidelberg, 1999 Erbersdobler, H.: Gentechnik und Ernährung, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1995 van den Daele, A. u. a.: Grüne Gentechnik im Widerstreit, VCH Verlag Weinheim, 1996 Voraussetzungen: Kenntnisse auf den Gebieten der Zellbiologie, Molekularbiologie und Gentechnik, der Biochemie sowie zur Gestaltung biotechnischer Verfahren; Verständnis betriebswirtschaftlicher Zusammenhänge; Grundkenntnisse zu rechtlichen und sicherheitstechnischen Fragen Links zu weiteren Dokumenten: 45 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 29 Lebensmittelbiotechnologie Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Reinhard Pätz 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 48 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien etc.) Fachliteratur-Empfehlungen Internet-Hinweise 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: Der gesicherten Position der Biotechnologie in der Lebensmittelbranche Rechnung tragend wissen die Studierenden nach Abschluss des Moduls • welche biotechnischen Prozesse traditionell bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln etabliert sind, • welche Trendentwicklungen sichtbar sind und durch Forschung und Entwicklung zum zukünftigen Potential der Lebensmittelbiotechnologie werden und • welche beruflichen Chancen und Einsatzmöglichkeiten für Absolventen beider Studiengänge gegeben sind. Inhalt: • Starterkulturen (Herstellung und Einsatz) • Backhefe / Sauerteig • Kultivierung von Speisepilzen • Enzymanwendungen in der Lebensmittelbranche (Stärke-modifizierende Enzyme, Pektinspaltende Enzyme, Proteolytische Enzyme insbesondere Milchgerinnungsenzyme) • Milchsauer-fermentierte Lebensmittel aus pflanzlichen und tierischen Rohstoffen) • Fermentation alkaloidhaltiger Lebensmittel (Kaffee, Kakao, Tee) • Fermentierte Lebensmittel Asiens • Novel Food • Functional Food • Gentechnik und Lebensmittel (Ziele und Konflikte) Literatur: Ruttloff, H. (ed.): Lebensmittelbiotechnologie, Akademie-Verlag 1991 Ruttloff, H. (ed.): Industrielle Enzyme, Behr´s Verlag 1994 Gassen, H. G. (ed.): Handbuch Gentechnologie und Lebensmittel, Behr´s Verlag 2004 Erbersdobler, H. F. (ed.): Praxishandbuch Functional Food I & II, Behr´s Verlag 2004 Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Biotechnologie bzw. Lebensmitteltechnologie Links zu weiteren Dokumenten: 46 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 30 Pharmabiotechnologie Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Hans-Jürgen Mägert 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 36 h Praktikum 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Stichwortzettel), Literaturverzeichnis, Internet-Seiten 4 Credits deutsch 1 mündliche Prüfung 30 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: In dem Modul sollen grundlegende Kenntnisse der Pharmabiotechnologie vermittelt werden, welche dazu befähigen • einen Therapiebedarf (Medical Need) zu erkennen, • Strategien zur Target-Identifizierung zu entwickeln und durchzuführen, • Bioassays zur Identifizierung potenzieller Medikamenten-Kandidaten zu etablieren und durchzuführen, • Leitstrukturen ("Leads") zu optimieren, • peptidische Wirkstoffe rekombinant herzustellen und aufzureinigen, • eine Medikamentenentwicklung unter Berücksichtigung sicherheitsrelevanter Aspekte zu planen und durchzuführen, • mit Experten auf diesem Gebiet angemessen kommunizieren zu können. Inhalt: Vorlesung Übersicht über die Stufen der Medikamentenentwicklung Festlegung von "Medical Needs" Target-Identifizierung und Validierung Assay-Etablierung und Validierung Substanzquellen "Screening" nach Medikamenten-Kandidaten / Identifizierung von Leitstrukturen (Leads) Lead-Optimierung Biotechnologische Produktion von peptidischen Medikamenten Pharmakogenetik Beispiele und Perspektiven Praktikum Durchführung einfacher Bioassays Literatur: Fischer, D.; Breitenbach, J.: Die Pharmaindustrie, Einblick - Durchblick – Perspektiven, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin Oxford 2003 Kayser, O.: Grundwissen Pharmazeutische Biotechnologie, Teubner, Stuttgart Leipzig Wiesbaden 2002 Klefenz, H.: Industrial Pharmaceutical Biotechnology, Wiley-VCH, Weinheim 2002 Schmid, R. D.: Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik, Wiley-VCH, Weinheim 2002 Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Biologie und Gentechnik Links zu weiteren Dokumenten: www.i-s-b.org/ www.vfa.de/ www.pharmweb.net/ Informationssekretariat Biotechnologie (BMBF) Verband Forschender Arzneimittelhersteller Pharmweb 47 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 31 Prozessleittechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Jürgen Wilke 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter, Literaturverzeichnis), Tafel Software am jeweiligen Computerarbeitsplatz z.B. Programmiersoftware für Simatik S7, Software-SPS Aufgabensammlung und WEB-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Lehrformen Medienformen Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, verfahrenstechnische Prozesse hinsichtlich ihres logischen Ablaufs und ihrer Automatisierbarkeit zu analysieren und zu bewerten. • Sie verfügen über Kenntnisse und Fertigkeiten beim Einsatz von prozessnahen Automatisierungskomponenten (PNK) insbesondere Einrichtungen zur Steuerung von Prozessen, mit dem Ziel, die Prozessabläufe automatisch zu führen. • Mit den angeeigneten methodischen Kenntnissen sind sie in der Lage, die Logik des Prozessablaufes problemnah zu notieren und in Steuerungsablaufpläne umzusetzen. • Sie verstehen die Funktionsweise speicherprogrammierbarer Steuerungen und sind in der Lage einfache Programmierungen z.B. mit Step7 selbst auszuführen. • An Hand des Ebenenmodells in der PLT verstehen sie die Verknüpfung von Automatisierungsgruppen, Möglichkeiten zur Rezeptfahrweise und neuesten Manafacturing Execution Systems (MES) durch Vereinigung von Steuerungs- und Planungsdaten. Inhalt: Vorlesung Begriffe der Leittechnik Darstellung von Systemarchitektur Automatisierungsanlagen (Wiederholung), Ebenenmodell der Produktion, Digitale Funktionseinheiten zur Informationsverarbeitung Logische Grundschaltungen, Darstellung als Funktionsplan, Kontaktplan, Anweisungsliste; Boolsche, Algebra, Wahrheitstabelle, Signalflussbild; Speicherelemente, Matrixspeicher, Zeitglieder Aufbau und Wirkungsweise einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) Anforderungen an eine SPS, Aufbau und Wirkungsweise einer SPS Programmierung einer SPS Programmaufbau, Struktur der Anwenderprogramme, Alphanumerische Programmiersprache (STEP 7) Prozessanalyse- Steueralgorithmus Erfassung der Logik des Prozessablaufes, Problemnahe Notation, Funktionsplan (Schritte, Befehle, Zeitglieder, Funktionsbausteine usw.) Praktikum • • • • 8 Praktikumsaufgaben zur selbständigen Ausführung von einfachen logischen Verknüpfungen, Verriegelungsschaltungen und zeitgesteuerten Ereignissen Programmierung der Steuerung eines technologischen Ablaufes in einem Reaktor Erprobung an Versuchsreaktoren Demonstrationsversuche zum Betreiben der Reaktoren vom Prozessleitrechner 48 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Literatur: Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Steuerungstechnik mit SPS, Vieweg- Verlag, Braunschweig, Wiesbaden, 1998 Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Lösungsbuch Steuerungstechnik mit SPS, Vieweg Verlag, Braunschweig, Wiesbaden Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Automatisieren mit SPS, Vieweg Verlag, Braunschweig, Wiesbaden Kaftan, J.: SPS-Grundkurs mit Simatic S7, Vogel Verlag, Würzburg 2001 Gevatter, H.-J.: Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1998 Polke, M.: Prozessleittechnik, Oldenbourg-Verlag, München Wien Voraussetzungen: Physikalische und elektrotechnische Grundkenntnisse, anwendungsbereites Wissen in Mathematik, verfahrenstechnische Grundkenntnisse, Grundkenntnisse in Mess- und Regelungstechnik Links zu weiteren Dokumenten: 49 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 32 Sensor- und Analysenmesstechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Jens Hartmann 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Praktikum 24 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Tafel, Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden verfügen über Kenntnisse und Fertigkeiten beim Einsatz von optischen, elektrochemischen, biochemischen und thermischen Messprinzipien und deren Nutzung beim Aufbau von Sensoren und Labor- und Betriebsmesseinrichtungen. • Sie verstehen die Formen und Wechselwirkungen der inneren Energien stofflicher Systeme und davon ableitbarer Analysenverfahren. • Mit den angeeigneten methodischen Kenntnissen sind sie in der Lage, die Auswahl automatisierter Analysensysteme angepasst an die Mess- und Qualitätssicherungsaufgaben im Produktions- und Forschungsbereich vorzunehmen. • Sie verfügen über das nötige Wissen und experimentelle Erfahrungen, die sie befähigen, Anpassungen von verfügbaren Messsystemen an die jeweilige Messaufgabe vorzunehmen. Inhalt: Vorlesung Innere Energie stofflicher Systeme und davon ableitbare Analysenprinzipien Phasenmodell des analytischen Prozesses Automatisierte Analysenprozesse in Routinelabors Aspekte für die Auswahl automatisierter Systeme, Durchflusanalysatoren (Flow-Straem-Analyzers, Flow-Injection-Analyzers), Einzelprobenanalysatoren (Gefäßtransportsysteme, Zentrifugal-ParallelAnalysatoren, Laborroboter), Reflektometrie - Trockenchemische Prinzipien Ausgewählte elektrochemische Messmethoden Potentiometrie mit ionenselektiven Elektroden, Elektrodeneinsatz unter erschwerten Messbedingungen (Medien mit geringem Wassergehalt, hohe Proteinkonzentrationen, disperse Systeme mit hohem Feststoffgehalt), Elektrolytische Leitfähigkeitsmessung, Amperometrische Messmethoden (Sauerstoffsensitive Elektroden zur Messung von gelöstem Sauerstoff), Titrationsautomaten IR- und NIR-spektroskopische Analyse Theoretische Grundlagen, IR-, NIR Spektren, Gruppenfrequenzen, Fingerprint, Ober- und Kombinationsschwingungen (NIR), Gerätetechnische Komponenten, Chemometrie, Einsatzbeispiele Biosensoren Grundlagen (Bioaffinitätssensoren, Metabolismussensoren), Funktionsweise und Anwendung von Transduktoren, Beispiele für realisierte Sensoren, Ausblick und Entwicklungsrichtungen Praktikum Versuche zur Spektroskopie im UV-,Vis-,NIR- und IR-Spektralbereich, FT-IR-Spektroskopie, u.a. mit Lichtwellenleiter-Kopplung und ATR; chemometrische Auswertung von NIR-Spektren, Analysenautomat HITACHI, FIA-System, Titrationsautomat, Schwingungsdichtemessung, elektrolytische Leitfähigkeitsmessung, potentiometrische und amperometrische Biosensoren. Literatur: Doerffel, K. u. a.: Analytikum, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie , Leipzig 1987 50 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Hedinger, H.-J.: Quantitative Spektroskopie, Dr.Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 1985 Böcker, J.: Spektroskopie, Vogel Buchverlag, Würzburg 1997 Günzler, H. und Heise, H. M.: IR-Spektroskopie, VCH-Verlag, Weinheim 1996 Gottwald, W: Die Praxis der Labor- und Produktionsberufe, Bd. 4b: Instrumentell-analytisches Praktikum, VCH Verlag, 1996 Voraussetzungen: Anwendungsbereites Wissen in Chemie, Physikalischer Chemie, Physik, technologische Grundkenntnisse Links zu weiteren Dokumenten: www.bwp.hs-anhalt.de/menue.html : Analysenmesstechnik 51 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 33 Versorgungstechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Klaus Lorenz 4 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 24 h Übung 12 h Seminar/Praktikum 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter) Aufgabensammlung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten, Tafel 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die rechtlichen Grundlagen der Versorgung mit Wasser und sind in der Lage, die Konsequenzen dieser Rahmenbedingungen für ein Wirtschaftsunternehmen zu beurteilen. • Sie sind imstande, Prozesse der Behandlung von Wasser sowie der Erzeugung von Druckgasen und Vakuum zu verstehen und können ausgewählte Prozesse verfahrenstechnisch auslegen und bewerten. Inhalt: Vorlesung Wassereinsatz und Wasserverbrauch, Grundlagen der Wasserchemie und Wasseranalytik, Wasserrechtliche Bestimmungen aus betrieblicher Sicht, Grundlagen der Wassergewinnung, Verfahren der Wasseraufbereitung (Filtration, Enteisenung und Entmanganung, Entsäuerung, Desinfektion, Enthärtung und Entcarbonisierung, Fällung und Flockung, Adsorption, Denitrifikation und Entsalzung), Wasserverteilung und Wasserspeicherung (Werkstoffe, Auslegung von Versorgungsnetzen und Speichern), Versorgung mit Hilfsstoffen (Gasversorgung, Vakuumerzeugung). Praktikum Wasseranlytik, Entsäuerung von Wasser, Filtration, Vollentsalzung durch Ionenaustausch, Adsorption, Enthärtung und Entcarbonisierung (Kalkentcarbonisierung, Ionenaustausch) Literatur: Hancke, K.: Wasseraufbereitung, VDI-Verlag, Düsseldorf 2000 Grombach, P.; Haberer, K.; Merkl, G.; Trüeb, E.. U.: Handbuch der Wasserversorgungstechnik, Oldenbourg Industrieverlag GmbH 2000 UmwR-Umweltrecht (dtv 5533) Wichtige Gesetze und Verordnungen zum Schutz der Umwelt Textausgabe, (aktuelle Auflage – wird jährlich aktualisiert) Voraussetzungen: Kenntnisse in Chemie, Physik und Mathematik sowie Verfahrenstechnik Links zu weiteren Dokumenten: Rechtliche Regelungen (Texte zu Gesetzen und Verordnungen der EU, des Bundes und der Bundesländer 52 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 34 Umweltbioverfahrenstechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Reinhard Pätz, Prof. Dr. Wolfram Meusel 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 36 h Praktikum 12 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter), Praktikunsanleitung, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, umweltbiotechnologische Prozesse zu planen, zu analysieren und zu bewerten. Sie kennen die wichtigsten technischen, wirtschaftlichen und gesetzlichen Rahmenbedingungen. • Sie beherrschen die wichtigsten umweltrelevanten Analysemethoden. Inhalt: Vorlesung Allgemeine gesetzliche Regelungen im Umweltbereich (EU-Richtlinien, Gesetze der BRD wie BImSchG, WHG, KrwAbfG einschließlich der wichtigsten Verordnungen, gesetzliche Regelungen für einzelne Bundesländer, Vorschriften) Grundlagen der kommunalen Abwasserbehandlung (Anfall, Auslegung und Betrieb) Neue Technologien zur Abwasserbehandlung Grundlagen der Biogaserzeugung Grundlagen der Kompostierung als Verwertungsstrategie Grundlagen der biologischen Abluftreinigung Grundlagen der Bodensanierung Praktikum 1. Grundlagen der Ermittlung umweltrelevanter Parameter 2. Ermittlung der Auslegungsdaten für Biogasanlagen 3. Ermittlung von Bodenkontaminationen Literatur: UmwR-Umweltrecht (dtv 5533), Wichtige Gesetze und Verordnungen zum Schutz der Umwelt Textausgabe, (aktuelle Auflage – wird jährlich aktualisiert) Bank, M.: Pöppinghaus, K. et al.: Raphael, T.: Ottow, J. C. G. et al.: Gujer, W.: Kunz, P.: Stottmeister, U.: Basiswissen Umwelttechnik Abwassertechnologie; Entstehung, Ableitung, Behandlung, Analytik Umweltbiotechnologie Umweltbiotechnologie Siedlungswasserwirtschaft Umweltbioverfahrenstechnik Biotechnologie zur Umweltentlastung ATV-Handbuch Industrieabwasser ATV-Arbeitsblätter ATV A 122, 123, 126, 131; VDI-RL 4630 Voraussetzungen: Kenntnisse in Bioprozesstechnik/Bioreaktionstechnik, Kenntnisse Bioverfahrenstechnik Links zu weiteren Dokumenten: Eigenes Skript für Studierende im Intranet verfügbar. 53 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 35 Grundlagen CAD Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Rüdiger Malingriaux 3 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 12 h Praktikum 36 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Folien), Online-Dokumentation zum CADSystem, Übungsbuch (als CD und Datei auf Server), Lehrbuch (als CD und Datei auf Server) 4 Credits deutsch 1 Entwurf/Beleg Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden sind in der Lage, mit einem CAD-System technische Objekte ( bestehend aus vielen Einzelteilen) zu modulieren, zu gestalten und dazu die erforderliche technischen Dokumentationen und moderne Präsentationsformen (Zeichnungen, Stücklisten, Daten-blätter, fotorealistische Darstellungen, mechanische Animationen) zu erstellen. • Sie können die Ergebnisse über das Internet austauschen und Objekte im Team bearbeiten. • Sie sind in der Lage, nach kurzer Einarbeitung auch andere CAD-Systeme nutzen zu können. Inhalt: Vorlesung • • • • • • • • • • • Aufbau von CAD-Systemen, Beschreibung von Objekten durch Modellbildung, Modellarten, Modellierungsstrategien beim Einsatz von 3D-CAD-Systeme, Geometrische Modellierung, Technische Modellierung, Baustrukturierte Modellierung, Strukturierung und Generierung beim Entwerfen mit CAD-Systemen, Generieren der Grobgestalt ( grundkörperorientiert, flächenorientiert), Generieren der Feingestalt ( (Zugriff auf Körper, Kanten und Flächen), Ergänzen um Formelemente, Nutzung von Normteilbibliotheken. Praktikum Das Praktikum findet im Rahmen der CAD-Ausbildung an entsprechend ausgestatteten RechnerArbeitsplätzen statt. Dabei werden die in den Vorlesungen zum CAD vermittelten Inhalte an Hand von typischen Aufgabenstellungen praktisch umgesetzt. Schwerpunkte dabei sind: • Generieren der Grobgestalt (grundkörperorientiert, flächenorientiert), • Generieren der Feingestalt ( (Zugriff auf Körper, Kanten und Flächen), • Ergänzen um Formelemente, • Nutzung von Normteilbibliotheken. Literatur: Solid Works: Erste Schritte, Lehr-Edition Solid Works: Studentenarbeitsbuch Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Informatik Links zu weiteren Dokumenten: 54 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 36 Werkstofftechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Thomas Widder 3 120 Stunden einschließlich 60 Lehrstunden Vorlesung Übung Praktikum Selbststudium und Prüfungsvorbereitung Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien) Literaturverzeichnis, Tafel 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten 36 h 12 h 12 h 60 h Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden erwerben im Modul Werkstofftechnik grundlegende Kenntnisse über den Aufbau, die Eigenschaften und Anwendungen von Werkstoffen. • Sie sind in der Lage, grundlegende Entscheidungen hinsichtlich Werkstoffauswahl zu treffen und können Grenzen und Möglichkeiten des Einsatzes der Werkstoffarten beurteilen. • Die Studierenden werden befähigt, die Erkenntnisse der Werkstoffwissenschaft in der Praxis des Apparate- und Anlagenbaus anzuwenden. Inhalt: Vorlesung und Übung • Grundlagen der Metall- und Legierungslehre • Eisenwerkstoffe Eisen-Kohlenstoff-Schaubild, Eisenknet- und Gusswerkstoffe, Grundlagen der Wärmebehandlung • Nichteisenmetalle Aluminium, Kupfer, Nickel und Titan • Nichtmetallisch-organische Werkstoffe Struktureller Aufbau und Eigenschaften von Kunststoffen, Herstellung und Anwendungsmöglichkeiten und –grenzen, Kunststoffarten, Nichtmetallisch-anorganische Werkstoffe (Glas, Keramik) • • • Verbundwerkstoffe Korrosion und Korrosionsschutz Werkstoffprüfung Praktikum Zugversuch, Härteprüfung nach Brinell, Vickers und Rockwell, Kerbschlag-Biegeversuch, Korrossionsprüfung, Identifizierung von Kunststoffen Literatur: Bargel, H-J., Schulze, G., Werkstoffkunde, Springer Verlag, Berlin Heidelberg New York 2003 Weißbach, W. Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden 2001 Seidel, W., Werkstofftechnik, Carl Hanser Verlag München Wien 2000 Voraussetzungen: Physikalische und chemische Grundlagen Links zu weiteren Dokumenten: 55 Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Biotechnologie Modul BABT 37 Bioapparatetechnik Wahlpflichtmodul Studiengang Dozent Semester Aufwand Lehrformen Medienformen Bachelor Biotechnologie Prof. Dr. Wolfram Meusel 5 120 Stunden einschließlich 48 Lehrstunden Vorlesung 48 h Selbststudium und Prüfungsvorbereitung 72 h Vorlesungsmaterialien (Manuskripte, Folien, Arbeitsblätter, Formulare, DIN-Vorschriften), Tafel, Literaturverzeichnis, WEB-Seiten 4 Credits deutsch 1 Klausur 90 Minuten Bewertung Sprache Prüfungsleistung Lernziele/Kompetenzen: • Die Studierenden kennen die wichtigsten Bauarten von Bioreaktoren, deren Klassifizierung, Aufbau, Wirkungsweise und Einsatzgrenzen. • Des Weiteren beherrschen sie die Aufteilung von Bioreaktoren einschließlich peripherer Einrichtungen in funktionell und konstruktiv abgegrenzte Baugruppen. • Sie kennen die konstruktiven Details der am häufigsten verwendeten Armaturen, Dichtungen, Rohrleitungselemente und Sicherheitseinrichtungen. • Sie sind damit in der Lage, unter dem Gesichtspunkten des „aseptic design“ Bioreaktoren in den Grundzügen zu entwerfen, Anfrageskizzen zu erstellen sowie die entsprechenden Bestellungen abzuwickeln. Inhalt: Einführung Gegenstand der Bioapparatetechnik, Wechselwirkungen Bioreaktor / Bioreaktion Bioreaktoren Allgemeine Anforderungen an Bioreaktoren, Klassifizierung von Reaktortypen, Aufbau und Wirkungsweise ausgewählter Bioreaktorbauarten, Vor- und Nachteile, Haupteinsatzgebiete und Einsatzgrenzen Hauptbaugruppen von Bioreaktoren Funktion, Aufbau und Bestandteile der Baugruppen: Zuluftsektion, Abgassektion, Antrieb, Messund Regelungstechnik, Wärmeübertragung, Feed- und Korrekturmittelvorlagen Konstruktive Merkmale von Bioreaktoren Grundsätze des „aseptic design“, Materialauswahl und Oberflächenbeschaffenheit, Armaturen, Dichtungen, Rohrleitungsverbindungen und -elemente, Antriebe, Nebenaggregate Auswahl und Bestellung von Bioreaktoren Grundsätze, Zusammenstellung der erforderlichen Daten, Ausfüllen der entsprechenden Formulare, Abwicklung der Beschaffung Literatur: Storhas, W.: Bioreaktoren und periphere Einrichtungen, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig, 1994 Menkel, F.: Einführung in die Technik von Bioreaktoren, Oldenbourg Verlag GmbH, München, 1992 Muttzall, K.: Einführung in die Fermentationstechnik, Behr’s Verlag GmbH & Co., Hamburg, 1993 Storhas, W.: Bioverfahrensentwicklung, WILEY-VCH-Verlag GmbH & Co. KG Weinheim, 2003 Chmiel, H.: Bioprozesstechnik: Einführung in die Bioverfahrenstechnik, Elsevier Spectrum Akademic Verlag, München, 2005 Voraussetzungen: Grundkenntnisse auf den Gebieten der „Bioverfahrenstechnik“, „Biotechnische Verfahren“, „Bioprozesstechnik“ und „Mikrobiologie“, insbesondere hinsichtlich der Betriebsweisen von Bioreaktoren einschließlich deren Sterilisation und Reinigung sowie apparativer Einflussfaktoren auf Zellwachstum und Produktbildung. Links zu weiteren Dokumenten: 56