Studienaufbau Bachelor Biologie

Das Modul vermittelt die Grundlagen mathematischer Begriffe und Verfahren sowie die Darstellung verschiedener Funktionen einer und mehrerer Variablen, sowie wichtige Methoden der Differential- und Integralrechnung.

Die Vorlesung gibt einen Überblick über das grundlegende Wissen auf den Gebieten Mechanik, Wärmelehre, Schwingungen und Wellen, Elektrizitätslehre, Optik und Atomphysik mit dem Ziel, das Verständnis physikalischer Prozesse und Zusammenhänge zu entwickeln und zu fördern.

Das Modul vermittelt chemisches Basiswissen zum Atombau, zur Komposition des Periodensystems der Elemente, zu den chemischen Bindungsformen und zum Molekülbau, zu den Grundlagen der chemischen Thermodynamik und ihrer Bedeutung für Phasenumwandlungen und chemische Reaktionen, zu einfachen Analysetechniken und den begründenden Reaktionsabläufen, sowie zu den Grundlagen moderner apparativer Analysemethoden. Es gibt eine Einführung in die Organische Chemie. Bindungsarten, Substituenteneinflüsse, Isomerien und grundlegende Mechanismen werden vorgestellt. Basierend auf diesen Kenntnissen können sich die Studierenden über Eigenschaften, Reaktivitäten und Applikationen einzelner Stoffgruppen wie Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten, Alkohole, Ether, Halogenverbindungen, Amine, Carbonylverbindungen, Heterozyklen und Naturstoffe informieren.

Das Modul vermittelt die Grundlagen der Molekular-, Kreuzungs- und Zytogenetik sowie der Epigenetik. Methoden der Genetik, die in vielen biologischen Teildisziplinen von großer Bedeutung sind, werden in den Vorlesungen vorgestellt und danach in praktischen Übungen erprobt und vertieft.

Das Modul vermittelt die Grundlagen der Zellbiologie. Die Vorlesung orientiert sich am internationalen Standard der Lehrbücher zur Zellbiologie. Das Praktikum vermittelt Grundkenntnisse zellbiologischer Methoden sowie der Zytologie und Histologie und bildet damit die Brücke zur Biochemie, Physiologie und molekularen Zellbiologie.

Umfassender Überblick über die Grundlagen der Biochemie, einschließlich Strukturtypen, Biosynthesen und Eigenschaften von Biomolekülen wie Peptiden, Proteinen, Nukleinsäuren, Lipiden und Kohlenhydraten, Proteinbiosynthese, Enzymologie, Metabolismus, Speicherung und Ausprägung genetischer Information und Signalübertragung. Einführung in die Methoden der Biochemie, praktische Erfahrungen mit modernen analytischen Methoden zur Isolierung, Aufreinigung und Charakterisierung von Proteinen und Nukleinsäuren.

Biophysik: Aufbau der Materie, Molekülstruktur, Grenzflächenphänomene, Thermodynamik irreversibler Prozesse, Moleküle in wässriger Lösung, Ionengleichgewichte, Elektrodiffusion, Membrantransport, Bioelektrizität, Interaktion von Zellen mit der Umwelt - elektromagnetische Strahlung, Temperatur, mechanische Reize, ionisierende Strahlung; Grundlagen der Biophotonik und Mikroskopie

Bioinformatik: Biologische Datenbanken, Grundlagen der Sequenzanalyse, der Computersimulation metabolischer Systeme, der Informationstheorie und der Strukturbiologie.

Das Modul bietet eine Einführung in die Evolutionsbiologie, von den historischen Grundlagen der Entdeckung natürlicher Selektion als treibende Kraft von Anpassungsprozessen, über die synthetische Evolutionstheorie bis zu modernen evolutionsgenetischen und genomischen Methoden. Besondere Schwerpunkte liegen dabei auf den Grundlagen der Stammbaumrekonstruktion, Grundlagen von Anpassungs- und Artbildungsprozessen, quantitativ-genetischen und populationsgenetischen Methoden und der Genomevolution. Beispiele aus der aktuellen Forschung bieten einen Einblick in die neuesten Entwicklungen. Die Übung vermittelt insbesondere ein tieferes Verständnis von natürlicher Selektion unter Anwendung individuenbasierter Simulationsmodelle.

Das Modul vermittelt die Grundlagen der Systematik und der Morphologie der Tiere. Die Vorlesung Zoologie führt in das System der Metazoa und einzelligen Eukaryota ein, behandelt die Grundlagen der Methode der Phylogenetischen Systematik und erklärt die wichtigsten evolutiven Schritte in der Phylogenie der Metazoa.

Die Vorlesung Morphologie und Physiologie der Tiere erarbeitet die grundlegenden Zusammenhänge in Bau und Funktion tierischer Organismen.

Das Zoologische Grundpraktikum vermittelt vertiefte Einblicke in den Körperbau ausgewählter Tiergruppen.

Das Praktikum Zoologische Biodiversität vermittelt Grundkenntnisse der Taxonomie und in der Bestimmung tierischer Organismen in Labor und Freiland.

Die Studierenden lernen über die Vorlesung die komplexen Wechselwirkungen physiologischer Leistungen im Tier zu verstehen und organismische Prozesse in Zusammenhang mit tierischen Reaktionen und Umweltanpassungen einzuordnen. Neben dem Schwerpunkt auf vegetativen Prozessen, wie z.B. Osmoregulation, Atmung, Verdauung und Exkretion, sollen die Studierenden besonders ein Verständnis für die Gestalt und Funktion von Nervensystemen und Sinneswahrnehmungen entwickeln.

Die Botanik 1 behandelt die folgenden Themengebiete: Bedeutung der Botanik, Evolution der Pflanzen, pflanzliche Zelle (molekularer Aufbau, Zellbestandteile, Teilung, Wasserhaushalt), Formenmannigfaltigkeit der Pflanzen (inklusive Fortpflanzung/Entwicklungszyklen), Zellen und Gewebe des Pflanzenkörpers, Morphologie und Anatomie der Sprosspflanzen und ihre Entwicklung. Außerdem werden Grundlagen des pflanzlichen Stoffwechsels, der pflanzlichen Genetik und Genexpression, der Chronobiologie bei Pflanzen sowie pflanzliche Bewegungen und ihre Mechanismen vermittelt. Weiterhin werden Kenntnisse zur Pflanzenbestimmung vermittelt.

Im Modul Botanik 2 werden in den Vorlesungen grundlegende Kenntnisse zu den Themengebieten Systematik der Pflanzen, Geobotanik und Pflanzenphysiologie vermittelt. Diese Inhalte werden in den Übungen und Praktikum vertieft.

In der Vorlesung Systematik der Pflanzen und Geobotanik werden die Schwerpunktthemen Stammesgeschichte und System der Pflanzen sowie Grundlagen der Geobotanik (Autökologie, Synökologie, Biogeographie) behandelt.

In den dazugehörigen kleinen Exkursionen wird die in Botanik 1 erlernte Artenkenntnis erweitert und das erlernte Wissen im Rahmen der geobotanischen Übungen angewendet. Grundlagen der (Auswerte-) Methoden in der Geobotanik werden vermittelt.

Die wichtigsten Themen der Pflanzenphysiologie sind Stoffwechselprozesse mit besonderer Berücksichtigung der Photosynthese, das Wachstum und die Entwicklung der Pflanze sowie deren Enzymologie und Molekularbiologie.

Basiswissen in der Mikrobiologie mit den Schwerpunkten Aufbau der Zellen in allen drei Domänen des Lebens, Systematik, Zellbiologie, Physiologie, Molekularbiologie und Biotechnologie;

Die Entstehung des Lebens und Einführung in den Stoffwechsel, Unterschiede zwischen Archaea, Bacteria und Eukarya, Mikroben als Modellsysteme, Entstehung der Stoffwechselvielfalt, Transkription, RNA-Prozessierung, Translation und die Nutzung als Modellorganismen werden dargestellt.

Im Kurs Durchführung mikrobiologischer Experimente.

In der Vorlesung Allgemeine Ökologie werden die Studierenden in das Theoriegebäude und die deduktive Arbeitsweise der modernen wissenschaftlichen Ökologie eingeführt. Die wesentlichen theoretischen Konzepte zur Beschreibung der Zusammenhänge auf den drei Komplexitätsebenen Individuum, Population und Lebensgemeinschaft werden anhand von Modellen im Überblick vermittelt, um spezifische Fragestellungen des Faches systematisch einordnen zu können.

In der Vorlesung Mikrobielle Diversität und Ökologie wird die phylogenetische und physiologische Vielfalt der Mikroorganismen seit der Entstehung des Lebens betrachtet, sowie die der Mikro- und Makroalgen inklusive ihrer Besonderheiten, ökologischen Nischen und Entstehung (primäre und sekundäre Endosymbiose).

Die kleinen ökologischen Exkursionen sowie die Geländeübung Biodiversität dienen dazu, die nähere Umgebung von Jena unter ökologischen Gesichtspunkten kennenzulernen und die erlernten Grundprinzipien im Freiland zu erkennen.

In den Praktischen Übungen Ökologie lernen die Studierenden die praktische Freilandarbeit in der Ökologie und die Grundzüge der Datengewinnung sowie deren statistische Auswertung exemplarisch kennen.

Das Modul vermittelt die Grundlagen statistischer Begriffe und Verfahren, die für die gesamten Biowissenschaften von Bedeutung sind. Es werden Verfahren der beschreibenden und schließenden Statistik vorgestellt, insbesondere Skalenniveaus, Darstellung von Wahrscheinlichkeiten und Verteilungen, charakteristische Maßzahlen, diverse statistische Tests (darunter Varianzanalyse), Korrelationen sowie die lineare Regression. Der Schwerpunkt liegt auf der Vermittlung der Grundlagen der Statistik und deren praktische Anwendung am Computer.

Im Rahmen des Projektmoduls erfolgt die vertiefende Einarbeitung in den ausgewählten Forschungsbereich und die inhaltliche Vorbereitung auf die Bachelorarbeit, bzw. die Datenaufnahme.

Details zur Durchführung des Moduls sind mit dem jeweiligen Betreuer abzusprechen.

Die Bachelorarbeit soll zeigen, dass der Studierende in der Lage ist, innerhalb von 2 Monaten ein wissenschaftliches Problem unter Anleitung mit wissenschaftlichen Methoden zu bearbeiten. Das Thema der Bachelorarbeit muss mit dem Betreuer der Arbeit abgestimmt sein; dieser soll i.d.R. der Betreuer des T1 Moduls sein.

Details zur Durchführung des Moduls müssen mit dem jeweiligen Betreuer abgesprochen werden.