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n.BA.BT.ZB1Ze1.22HS (Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1)

Modul: Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

Diese Information wurde generiert am: 21.11.2024

Nr.

n.BA.BT.ZB1Ze1.22HS

Bezeichnung

Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

Credits

Beschreibung

Version: 1.0 gültig ab 01.08.2022

Studiengang

Biotechnologie

Geltende Rechtsordnung

RPO vom 29. Januar 2008, Studienordnung des Dept. N vom 15. Dez. 2009, Anhang für den Bachelorstudiengang Biotechnologie

Modultyp

Pflichtmodul

Wahlpflichtmodul

Wahlmodul

Plansemester

3. Semester

Modulverantwortliche/r

Regine Eibl

Telefon / E-Mail

+41 (0)58 934 57 13 / regine.eibl@zhaw.ch

Beteiligte Mitarbeitende und Lehrbeauftragte

Jack Rohrer

Vorausgesetzte Module

Modul Naturwissenschaften Biologie und Chemie 1

Zu erreichende Kompetenzen

Der Kurs besteht aus einem Teil Zellbiologie und einem Teil Zellkulturtechnik.
In der Zellbiologie sind die Studierenden in der Lage:

zu erklären wie eine Asymmetrie in den biologischen Membranen zustande kommt sowie die Grundstrukturen der Glykosylierung von Proteinen (inklusive des Blutgruppensystems und dessen Bedeutung) zu erläutern
die Komponenten/Bestandteile der Extrazellulären Matrix (ECM) zu benennen, den Aufbau der ECM beschreiben und deren Funktionen zu erklären
die Grundprinzipien des Proteinsortings anhand von Beispielen zu erklären, die unterschiedlichen Transportwege der Proteine in der Zelle anhand der Analyse von Signalsequenzen zu bestimmen
die einzelnen Schritte des Signaltransduktionsweges von G Protein gekoppelten Rezeptoren und Protein Tyrosinkinase-Rezeptoren zu erklären
Kontrollmechanismen des Zellzyklus mit Restriktionspunkten, Checkpoints und Feedbackkontrolle zu erklären
die molekularen Mechanismen der Apoptose sowie deren Funktionen und physiologischer Bedeutung zu erklären

In der Zellkulturtechnik erfolgt die Wissensvermittlung sowohl für pflanzliche Zell- und Gewebekulturen als auch Säugerzellen. Hier lernen die Studierenden:

den Aufbau eines Zellkulturlabors sowie die wichtigsten Geräte und Routinearbeitsmetoden kennen
basierend auf zellbiologischen und biochemischen Grundlagen, die Prozessanforderungen für pflanzliche Zell- und Gewebekulturen sowie Säugerzellen abzuleiten. Ferner beherrschen sie prominente Produkte, die mit ihnen hergestellt werden
geeignete Kulturmedien und Kulturmedientypen auszuwählen. Darüber hinaus kennen die Studierenden die Unterschiede zwischen serumhaltigen, serumfreien, proteinfreien und chemisch definierten Kulturmedien und die enthaltenen Grundkomponenten eines Zellkulturmedium für Pflanzen- bzw. Säugerzellen.
wichtige Zelltypen zu etablieren und das geeignete Kultursystem/den geeigneten Bioreaktor für ihre Kultivierung auszuwählen: Dabei wird zwischen in Suspension wachsenden und adhärent wachsenden Zellen unterschieden.
die Unterschiede, die bei der Entwicklung von Produkten auf der Basis pflanzlicher Zellen sowie Gewebe und Säugerzellen für den Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmabereich zu beachten sind, kennen und die sich daraus ergebenden Prozessanforderungen zu formulieren.

Inhalt des Moduls

Zellbiologische Schwerpunkte zum Verständnis, wie sich Säugerzellen einzeln und z.T. in Verbundsystemen (Organen) verhalten.
In einem ersten Schritt werden die Grundlagen von Biologie 1 erweitert: wichtige Funktionen der verschiedenen Zellmembranen, der Ablauf wichtiger Synthese- und Transportwege, die Funktionen der extrazellulären Matrix und der Zellzyklus. Darauf aufbauend werden komplexe Mechanismen wie der programmierte Zelltod (Apoptose) erläutert.

Block 1: Zellmembran und Extrazelluläre Matrix (ECM)

Membranlipide: Funktion und Struktur
Aufbau der Zellmembran
Membranproteine: Einteilung und Funktion
Glykokalix
ECM: Definition, Funktion und wichtigste Komponenten

Block 2: Proteintargeting

Targeting: Begriffserläuterung
Proteinsynthese lokalisieren in den verschiedenen Organellen
Wichtigste Stoffwechselwege beschreiben

Block 3: Zellzyklus

Zellzyklus: der zeitliche Ablauf in Phasen
Zellzyklusbestimmende Substanzen
Restriktions- und Kontrollpunkte: Definition und Funktion

Block 4: Apoptose

Apoptose vs Nekrose
Apoptosewege
Wichtige Verbindungen, deren Funktion bei An- bzw. Abwesenheit
Apoptoseinduktion in vivo und in vitro

Die Vorlesung zu den Grundlagen der Zellkulturtechnik vermittelt die wichtigsten Arbeitstechniken und die damit in Verbindung stehenden Gerätschaften zur Etablierung, Charakterisierung und Kultivierung pflanzlicher Zell- und Gewebekulturen sowie von Säugerzellen. Ausgenommen sind solche zur Herstellung von Sägerzellklonen sowie-poolen, die Glykoproteine liefern (Stoff Molekularbiologie).

Block: Pflanzliche Zell- und Gewebekulturen

Produkte (Sekundärstoffe, rekombinante Proteine)
Metabolismus und Nährmedien
Etablierung von Kalluskulturen, Suspensionskulturen, Embryokulturen, Wurzelkulturen (einschliesslich Hairy Roots)
Basisarbeitstechniken im Labor (Passage, Aufnahme Wachstumskurve, Susbtrat-/Metabolit- und Produktnachweis, Langzeitlagerung)
Geeignete Bioreaktoren und Prozessmodi
Entwicklung von Prozessen mit pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen sowie Rolle der Elicitierung
Prozesse zur Herstellung von Pharmaprodukten vs. Prozesse zur Herstellung von Produkten für die Lebensmittel- und Kometikindustrie

Block: Säugerzellen und ihre Kultivierung

Produkte aus Säugerzellen und prominente Zelllinien
Metabolismus (Wiederholung) und Kulturmedien
Ableitung der Anforderungen an den Kultivierungsprozess (Unterscheidung in Suspension sowie adhärent wachsende Zellen bzw. finite und kontinuierliche Zellen und ihre Charakteristik)
Routinearbeitstechniken und Kultursysteme/Geräte (Medienherstellung, Zellbanking, Auftauen und Expandieren von Zellen, Passagieren von Zellen, Inokulumproduktion)
Bioreaktoren und ihre Instrumentierung sowie Prozessmodi

Anschlussmodule

Kurs Zellbiologie 2, Kurs Zellkulturtechnik 2

Unterrichtsmethoden

Vorlesung und Übungsaufgaben

Digitale Lernressourcen

Videos

Unterrichtsgliederung / Gesamtaufwand

Kontaktstudium	20
Begleitetes Selbststudium	8
Autonomes Selbststudium	32
Total Workload	60

Präsenzverpflichtung im Unterricht

Nein

Leistungsnachweise

Abgesetzte schriftliche Modulprüfung 100%

Bei einer geringen Teilnehmerzahl kann die Prüfungsform der Repetitionsprüfung nach Absprache mit der Studiengangleitung durch Dozierende abgeändert werden: z.B. anstatt einer schriftlichen kann eine mündliche Prüfung abgehalten werden. Bitte entsprechende Meldung der geänderten Prüfungsform per E-Mail (ohne Formular) an pruefungsadmin.lsfm@zhaw.ch und Cc. Studiengangleitung.

Unterrichtssprache

Deutsch

Bemerkungen

Das Modul Zellbiologie1 und Zellkulturtechnik 1 ist Teil der Modulgruppe Naturwissenschaften 3.

Bibliographie

Foliensätze zu "Grundlagen der Zellbiologie" und Foliensätze zu den „Grundlagen der Zellkulturtechnik“

Alberts et al, Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie, Wiley-VCH (ca. CHF 100.-)
ISBN: 978-3-527-32824-6

Lodish et al, Molecular Cell Biology, W.H. Freeman (ca. CHF 100.-)
ISBN: 9781429203142

Cooper and Hausman, The Cells: A Molecular Approach, ASM Press and Sinauer Associates (ca. CHF 100.-)
ISBN: 978-0763739058

Gstraunthaler und Lindl (2021) Zell- und Gewebekultur, 8. Auflage Springer Spektrum (ca. CHF 60.-)
ISBN: 978-3-662-62605-4

Schmitz (2020) Der Experimentator, 4. Auflage, Springer Spektrum (CHF 50.-)
ISBN: 978-3-662-58950-2

Neumann et al (2020) Plant cell and tissue culture – a tool in biotechnology, 2nd edition, Springer (ca. CHF 150.-)
ISBN: 978-3-540-93882-8

Park (2021) Plant tissue culture, techniques and experiments, 4th edition, Elsevier ($ 100.-)
ISBN: 978-0128211205

Kurs: Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

Nr.

n.BA.BT.ZB1Ze1.22HS.V

Bezeichnung

Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1

Hinweis

Für das Stichdatum 21.11.2024 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.