Biologie Diplom, Biologie HL
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1 Biologie Diplom, Biologie HL Lehrveranstaltungen im WS Grundstudium Dozent/in Veranstaltungstitel Art Umfang (SWS) Semesterlage Für Bio Diplom, Bio HL, Bio AB (Abschlussklausur => Orientierungsprüfung) Preiss Einführung in die Genetik V 2 3. Preiss, u.a. Genetische Übg. für Anfänger Ü 2 3. Für Bio Diplom & Bio HL (mit Abschlussklausur => Vordiplom) Hauptstudium Dozent/in Veranstaltungstitel Art Umfang (SWS) Semesterlage 1 Preiss Genetik für Fortgeschrittene V 2 5. 2 Preiss, u.a. Seminar zur Allg. Genetik S* 2 5. 3 Preiss, u.a. Übungen in allg. Genetik Ü 4 5. 4 Maier Molekulare Genetik V 2 5./7. 5 Maier Seminar zur mol. Genetik S 2 5./7. 6 Preiss, u.a. Übungen in Molekulargenetik Ü* 4 5./7. 7 Staiber Ü 3 7. 8 Preiss, u.a. Grundpraktikum Biologie für HL P Teil Genetik (2-wöchig, ganztägig) 6 5./7. 9 Nagel 2 ab 5. Übungen in Cytogenetik II (PLE) Übungen zur RNA-Interferenz *scheinpflichtig Ü 2 Lehrveranstaltungen im SS Grundstudium Dozent/in Veranstaltungstitel Art Umfang (SWS) Semesterlage Preiss AMBII, Teil Genetik V 1 2. Für Bio Diplom, Bio HL und AB (Abschlussklausur => Orientierungsprüfung) 3 Hauptstudium Dozent/in Veranstaltungstitel Art Umfang (SWS) Semesterlage 10 Preiss Entwicklungsgenetik V 2 8. 11 Ulrich Grundzüge der Humangenetik V 2 6./8. 12 Preiss, u.a.Seminar in Entwicklungsgenetik S 2 8. 13 Preiss, u.a.Experimentelle Übungen in Genetik Ü* 16 8. 14 Preiss, u.a.Oberseminar zur exp. Genetik OS 2 15 Preiss, u.a.Apparative Übungen in Genetik Ü* 8 8. 16 Staiber Übungen in Cytogenetik I (PLE) Ü 3 6. 17 Nagel Übungen zur RNA-Interferenz Ü 2 ab 6. 8. (V: Vorlesung; S: Seminar; Ü: Übungen, * scheinpflichtig) Studienplan 1 - 6 und 10 - 15: 1-6 1-3 4-6 7, 8, 11, 16 Hauptfach Genetik Nebenfach Genetik PLE Allgemeine Genetik PLE Molekulare Genetik PLE Cyto- und Humangenetik 1-5 ABWahlpflichtfach Allgemeine Genetik Bio HL : alle Veranstaltungen des Grundstudiums plus 9 und 11 4 LEHRINHALTE GRUNDSTUDIUM VORLESUNGEN Allgemeine und Molekulare Biologie, Teil Genetik (1 SWS): Grundlagen der Genetik Campbell & Reece, BIOLOGIE (Spektrum Verlag) Kapitel: Seitenangaben 1. Einführung: Genbegriff / Genaufbau (15, 16, 17: 339 - 383) 2. Mendel und Mendelregeln (14: 293 - 300) 3. Erweiterungen zur Mendelgenetik (14: 300 - 307) 4. Mendel-Genetik beim Menschen (14: 307 - 317) 5. Chromosomentheorie der Vererbung (13, 15: 319 - 327) 6. Geschlechtschromosomen / Erbkrankheiten (15: 327 - 335) 7. Extrachromos. V. / Chromatinverpackung (15+19: 335-338; 415 -418) 8. Eukaryotische Genome (18, 19: 418 -424) 9. Kontrolle der Genexpression I (17, 19: 424 - 429) 10. Kontrolle der Genexpression II (19: 429 - 431) 11. Molekulare Tumorbiologie (19: 431 - 437) 12. DNA-Klonierung (20: 439 - 447) 13. PCR + DNA-Analyse / RFLP (15, 20: 447 -455) 14. Genomics + Proteomics (20: 455 - 459) 15. Praktische Anwendungen von Gentechnik (20: 459 - 469) Einführung in die Genetik (2 SWS): 1. Einführung; das Erbmaterial & Replikation (historischer Exkurs; DNA, Replikation) 2. Zellzyklus & Lebenszyklus; Rekombination (Mitose, Meiose, Zellzykluskontrolle) 3. Das zentrale Dogma (Ablauf der Transkription bzw. Translation & genetischer Code) 4. Genaufbau und -Regulation in Bakterien (Prinzipien; lac, ara, trp Operon) 5. Genaufbau in Eukarya (3 Genklassen; Genaufbau, RNA Prozessierung, Genregulation) 6. Epigenetik (aktives Chromatin;Heterochromatin; Imprinting; Histoncode) 7. Genome (Bakteriengenome, Organellengenome, euk. Genome, Größenbestimmung (cot), Verpackung; Centromere & Telomere: Struktur und Funktion) 8. Mutation I (Mutagenzien, Genmutation) 9. Mutation II (Strukturmutation, Chromosomenmutation, Transposons) 10. Architektur des Nukleus / RNA-Interferenz (nukleäre Domänen, Strukturen; Im-+Export) 11. Genetische Kontrolle zellulärer Differenzierung; Musterbildungsprozesse 12. Entwicklungsgenetik, Neurogenetik und Genetik des Verhaltens 13. Zukunft der Genetik: zwischen Gentechnik und Genomforschung; Stammzellen empfohlene Lehrbücher (alphabetisch geordnet) Brown: Moderne Genetik (2. Aufl.), Spektrum Verlag Campbell & Reece, BIOLOGIE, Spektrum Verlag Graw: Genetik, Springer Verlag 5 Hagemann: Allgemeine Genetik (4. Aufl.), Spektrum Verlag Janning/Knust: Genetik, Thieme Verlag Knippers: Molekulare Genetik, Thieme Verlag Wehner, Gehring: Zoologie (2. Aufl.), Thieme Verlag Anmerkung: Grundlagen finden sich in allen Lehrbüchern! 6 HAUPTSTUDIUM VORLESUNGEN Genetik für Fortgeschrittene (2 SWS) 1. DNA Struktur / Replikation (A 14,15) 2. Struktur regulatorischer Elemente (A28 + Originalliteratur) 3. Transkriptionskontrolle (B21) 4. Translation (Protein- Lokalisation) (A7-10) 5. Genevolution (A 22,23) 6. Mutation/ genetische Screens (Originalliteratur; A3,4) 7. LOF-GOF Genetik / induzierbare Systeme (Originalliteratur) 8. Rekombination / Mosaikanalyse (A17) 9. Immungenetik (A33) 10. Zellkommunikation (Originalliteratur, A35) 11. Zellteilung / Zelltod(A36) 12. Tumoriginese (A37) 13. Verhaltensgenetik inkl. Prionen-Theorie (Originalliteratur) 14. Genomics / Proteomics (Originalliteratur) 15. Transposons (A18) empfohlene Lehrbücher (s. Kapitelangaben) A) Lewin: Gene, Spektrum Verlag [besser Lewin: genes (8. engl. Aufl.), Spektrum] Molekulare Genetik (2 SWS) 1. Grundlagen (DNA Verpackung, SAR, MAR; Arbeiten mit DNA) 2. DNA-RNA-Protein inkl. Methodik 3. Klonierungsstrategien (Genbanken, gezielte Klonierung, Mutagenese) 4. Genklonierung (Kartierung, walking and jumping, Bruchpunktkartierung, Expression) 5. Sequenzanalyse (Techniken, Auswertung) 6. Promotoranalyse (Techniken) 7. Genfamilien, Homologien, Expressionsklonierung 8 .Genanalyse (RNA-Nachweis, Protein-Nachweis, Protein-Protein-Interaktion) 9. Hybriddysgenese, transgene Fliegen 10. transgene Pflanzen, Gesetzgebung 11. transgene Mäuse 12. Regulation zellulärer Differenzierung (Originalliteratur) 13. RNA-Interferenz (Originalliteratur) 14. Zellzyklus, Apoptose (Originalliteratur) 15. Genomprojekte; wissenschaftliches Publizieren empfohlenes Lehrbuch: Knippers Molekulare Genetik und Originalliteratur Entwicklungsgenetik (2 SWS) 1. Drosophila- Entwicklung / Morphogene und Signalwege der Eumetazoen 2. Bildung der anterior-posterioren Achse 3. Segmentierung: Kombinatorisches Modell der Genregulation 4. Bildung der Segmentgrenzen; Bestimmung der Segmentidentität 5. Bildung der dorso-ventral Achse: verzögerte Induktion 6. Musterbildung im Ektoderm und Mesoderm 7 7. Anlage und Musterbildung des Nervensystems 8. Augenanlage und -differenzierung: Master-Control-Gene und Kristallisationszentren 9. Musterbildung in Imaginalscheiben 10. Drosophilas biologische Uhr: wie ein oszillierendes System entsteht 11. Geschlechtsbestimmung: Differentielles Spleißen als Regulationsmechanismus 12. Aktuelle Methoden der Genmanipulation in Drosophila 13. Methoden zur Untersuchung der Genaktivität in Drosophila 14. Epigenetik in Drosophila empfohlenes Lehrbuch: SKRIPT mit Literaturhinweisen Grundzüge der Humangenetik (2 SWS) 1. Zellen und Chromosomen, Gameten und Zellteilung (Kap. 2,3) 2. Vererbungsregeln, menschliche Stammbäume (Kap. 4,5) 3. Reproduktion und Entwicklung (Kap. 6) 4. Komplizierende Faktoren (Kap. 7) 5. Quantitative und Verhaltensmerkmale; Genkartierung (Kap. 8,9) 6. Chromosomen non-disjunction, chromosomale Abnormitäten (Kap. 10, 11) 7. Mutation; das menschliche Genom (Kap. 12, 13) 8. Populationsgenetik Übersicht, angeborene Stoffwechselstörungen (Kap. 14, 17) 9. Krebs I (Kap 15, Originalliteratur) 10. Krebs II (Originalliteratur) 11. Immungenetik des Menschen (Kap 16) 12. Entdeckung von Erbkrankheiten (Kap 19) 13. Änderung genetischer Merkmale im Menschen (Kap 20) empfohlenes Lehrbuch: Mange & Mange Basic human Genetics (Sinauer Press, 1994) SEMINAR Seminar zur Allgemeinen Genetik (2 SWS) Klassische und aktuelle Literaturthemen aus der dem Gebiet der allgemeinen und molekularen Genetik. Die erfolgreiche Teilnahme setzt die Auseinandersetzung sowie einen Vortrag über eines der Themen voraus, die den TeilnehmerInnen ausgegeben werden. Seminar zur Molekularen Genetik (2 SWS) Begleitend zur Vorlesung Molekulare Genetik Vertiefung verschiedener Themenbereiche der Vorlesung; eine erfolgreiche Teilnahme setzt eine aktive Mitarbeit sowie die Ausarbeitung und Vorstellung eines der Themen voraus Oberseminar zur experimentellen Genetik (2 SWS) In Verbindung mit den Experimentellen und apparativen Übg. in Genetik Vorträge zu den Arbeitsgebieten der Institutsmitarbeiter sowie aktuelle Literatur aus dem Gebiet der experimentellen Genetik. Die erfolgreiche Teilnahme setzt die Auseinandersetzung mit einem dieser Themen sowie einen Vortrag dazu voraus. 8 Seminar in Entwicklungsgenetik (2 SWS) In Verbindung mit den Experimentellen und apparativen Übg. in Genetik Aktuelle Literaturthemen aus dem Gebiet der Entwicklungsgenetik; Ausarbeitung von Fragestellungen, Entwicklung von Problemlösungen. Die erfolgreiche Teilnahme setzt eine aktive Teilnahme voraus. 9 ÜBUNGEN IM GRUNDSTUDIUM Genetische Übungen für Anfänger (2 SWS) Freitags 9-13 Uhr Die praktischen Übungen (Versuche 1-5) werden im 14-tägigen Wechsel in zwei Gruppen durchgeführt. Zwingende Voraussetzung ist die Teilnahme an der Einführungsveranstaltung. Einführung bitte mitbringen Versuch 1: Mitose / Meiose, Mutation (Laborkittel, Präparierbesteck) Versuch 2: Rekombination (feiner Haarpinsel #2; Präparierbesteck) Versuch 3: Transformation (Laborkittel) Versuch 4: transgene Pflanzen (Laborkittel, Präparierbesteck) Versuch 5: DNA-Kartierung (Laborkittel, Taschenrechner, halblogarithmisches Papier) Übungsklausur und Besprechung der Klausurfragen zwischen den Versuchen. Abschlussklausur umfasst sämtliche Inhalte der Vorlesung Einführung in die Genetik sowie die genetischen Übungen. Sie ist Teil des Vordiploms. ÜBUNGEN IM HAUPTSTUDIUM Übungen in allgemeiner Genetik (4 SWS) (2 Wochen, halbtags 13:00-18:15 Uhr; Tests zur Wissensüberprüfung, Protokolle) Einführung in die Laborpraxis; Mikroskopie Mitose; Zellzyklus Zellkultur / Zellzyklusarrest In situ Hybridisierung an Drosophila Riesenchromosomen Präpration von Säugerchromosomen / Karyogram Flow-Cytometrie Proteinbestimmung, Eichkurve: Protein Genetischer Fingerabdruck Mutation / Komplementation, partielle Komplementation Komplementationsanalyse: Drosophila-Kreuzungen Untersuchung embryonaler Kutikula-Phänotypen In situ Immunhistochemie an Drosophila-Embryonen: Darstellung des embryonalen Nervensystems In vivo Enhanceranalyse: LacZ und GFP als-Reportergene mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; feiner Haarpinsel #2; Taschenrechner, halblogarithmisches Papier Voraussetzung: Vordiplom bzw. Vorlesungen: Einf. in die Geneti, Übungen für Anfänger, bestandene Klausur, sowie Seminar in allgemeiner Genetik Übungen in Molekulargenetik (4 SWS) (2 Wochen, halbtags 13:00-18:15 Uhr; Tests zur Wissensüberprüfung, Protokolle, Vortrag) 10 Sicherheitsbelehrung, gute Laborpraxis, Protokollführung Restriktionsenzyme (Eigenschaften, Umgang); DNA-Verdau; Gelelektrophorese Restriktionskartierung: Eichkurve, Gel-Auswertung, Karte erstellen Blottingmethoden (Southern, Northern, Western): bidirektioneller Southernblot Fragmentisolierung + Sondenzubereitung Filter-Hybridisierung, Stringenz, Detektion Transformation, Kompetente Zellen herstellen, Selektionsmedien, Transfromationseffizienz PCR mit nested Primern, Primerselektion, Durchführung und Auswertung Protein-Protein-Interaktion mit Hefe 2-Hybrid-System: Hefe-Transformation, Selektion, Auswertung Subklonierung von DNA-Fragmenten in Plasmidvektoren Phagen als Vektoren, Phagenbibliothek,Umgang mit Phagen Bakterielle Protein-Expressions; Vektoren, in frame Klonierung; Induktion; PAGE Reportergene, Jump-Start, Enhancer-Trap, Gal4-UAS + EP-Linien mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; feiner Haarpinsel #2; Taschenrechner, halblogarithmisches Papier Voraussetzung: Vordiplom bzw. Vorlesungen: Einf. in die Genetik, Übungen für Anfänger, bestandene Klausur, sowie Vorlesung und Seminar in Molekulargenetik Experimentelle Übungen in Genetik (16 SWS) (7-wöchig, ganztägige Übungen im Laboralltag; Laborheft, Vortrag) Durchgeführt werden Experimente aus der aktuellen Forschung reihum in den verschiedenen Arbeitsgruppen in der allgemeinen Genetik mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; feiner Haarpinsel #2; Taschenrechner, halblogarithmisches sowie Millimeter-Papier und frische Kraft und gute Laune Voraussetzung: Vorlesung, Seminar und Übungen in allgemeiner und in Molekulargenetik sowie Humangenetik; begleitend zur Vorlesung und Seminar Entwicklungsgenetik und zum Oberseminar. Apparative Übungen in Genetik (8 SWS) (3-wöchig, ganztägige Übungen im Laboralltag; Laborheft, Vorstellung der Ergebnisse im Seminar) Unter Anleitung eines/einer Mitarbeiters/in des Instituts wird ein eigenständiges Projekt durchgeführt und die Ergebnisse abschließend vorgestellt. mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; Taschenrechner, viel Zeit und Spaß an der Laborarbeit! Voraussetzung: Experimentelle Übungen in Genetik; begleitend zur Vorlesung und Seminar Entwicklungsgenetik und zum Oberseminar Übungen in Cytogenetik I (3 SWS) mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; Taschenrechner Voraussetzung: Vordiplom; Vorlesung: Humangenetik Übungen in Cytogenetik II (3 SWS) 11 mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; Taschenrechner Voraussetzung: erfolgreicher Abschluss der Übungen in Cytogenetik I 12 Grundpraktikum Biologie für HL, Teil Genetik (6 SWS) (2-wöchig, ganztägig; Abschlussklausur) Einführung in die Laborpraxis; Protokollführung; Mikroskopie Drosophila-Genetik (Handhabung, Kreuzungsversuche, Komplementationstests) Mitose (Vicia faba), Meiose (Heuschrecken) Zellzyklus (Furchungsteilungen in Drosophila-Embryonen / Histon-GFP) Proteinbestimmung, Eichkurve: Protein Polymerase-Kettenreaktion Umgang mit Zellkultur, Zellzyklusarrest Präparation von Säuger-Metaphasechromosomen Genortbestimmung: In situ Hybridisierung an Drosophila Riesenchromosomen FISH-Analyse Erzeugung kompetenter Zellen, Medienherstellung, Transformation, Auswertung Restriktionsverdau, Gelektrophorese, DNA-Kartierung Southernblot, Hybridisierung, Detektion der Sonde Bakterielle Proteinexpression, Vektoren, Induktion, Nachweis im PAGE Mutation / Komplementation, partielle Komplementation Biochemische Analyse der Augenpigmente von Drosophila Genetische Regulation der Differenzierung: Homeotische Transformation Seminar: Stammzellen, Reproduktionstechnik Schulversuche 1. Komplementation von Augenfarbmutanten 2. Mitose, Meiose 3. genetischer Fingerabdruck an Speichelproben 4. Cytogenetik: menschliches Karyogram 5. Induktion von Genen am Bsp. der Hitzeschockgene 6. Molekulargenetik/ Transformation /GFP als Reporter 7. Dauerpräparate von homeotischen Mutanten / Überexpressionen 8. DC von Drosopterinen und Ommochromen mitzubringen sind: Schreibzeug, Heft, Laborkittel, Präparierbesteck; feiner Haarpinsel #2; Taschenrechner, halblogarithmisches Papier Voraussetzung: Vorlesungen: Einf. in die Genetik, Übungen für Anfänger, bestandene Klausur Hauptseminar für HL (2 SWS, nV) In Verbindung mit Zulassungsarbeit inGenetik, nach Vereinbarung 13 B.Sc. Biologie (Veranstaltungen auch für: 1. B.Sc. Agrarbiologie; 2. B.Sc. Ernährungswissenschaften; 3. B.Sc. Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie) Lehrveranstaltungen Modul Dozent/in AMBII 1-3 Preiss Veranstaltungstitel Semesterlage Art Umfang (SWS) Teil Genetik V (4) V 2 Ü 2 2 GENETIK Voraussetzung: AMBII 1 Preiss Einführung in die Genetik Preiss, u.a. Genetische Übgungen GENETIK I Voraussetzung: Genetik 1 Preiss Genetik für Fortgeschrittene Preiss, u.a. Seminar zur Allgemeinen Genetik GENETIKII Voraussetzung: Genetik I Preiss, u.a. Übungen in allgemeinen Genetik 3 5 V 2 S 2 Ü 4 5 MOLEKULARE GENETIK Voraussetzung: Wahlprofil Genetik 6 Maier Molekulare Genetik V/S 2 Preiss, u.a. Praktikum in Molekulargenetik P 4 MOLEKULARBIOLOGIE DER MUTATION 6 Voraussetzungen: Genetik, Mikrobiologie, Molekulare Genetik, Molekulare Mikrobiologie Kuhn, Nagel, Preiss Molekularbiologie der Mutation S 2 Kuhn, Nagel, Preiss Praktikum zur Molbiol. Mutation P 6 EMBRYONALE MODELLE FÜR HUMANKRANKHEITEN 6 Blum, Nagel, Preiss u.a. Embryonale Modelle V 1 Blum, Nagel, Preiss u.a. Prakt. in Molekulargenetik Ü 3
