n.BA.BT.ZB1Ze1.22HS (Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1) 
Modul: Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1
Diese Information wurde generiert am: 10.08.2022
Nr.
n.BA.BT.ZB1Ze1.22HS
Bezeichnung
Zellbiologie 1 und Zellkulturtechnik 1
Credits
2

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   
X 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 10.08.2022 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.