Umweltmikrobiologie,

Boris Kolvenbach, boris.kolvenbach@fhnw.ch

Studierende….

• verstehen die Rollen und Funktionen mikrobieller Ökosysteme
• verstehen die Prinzipien von Nahrungsnetzen und Stoffkreisläufen
• verstehen grundlegende Prinzipien zum Abbau und zur Abbaubarkeit von Schadstoffen
• kennen grundlegende Prinzipien verschiedener Techniken zur Charakterisierung von mikrobiellen Gemeinschaften
• verstehen die Möglichkeiten und Limitationen der Techniken zur Charakterisierung

Mikrobielle Ökosysteme

• Biodiversität von Mikroorganismen (Bakterien, Archaeen, Eukaryoten)
• Überblick über Rolle und Funktion mikrobieller Ökosysteme

Stoffkreisläufe

• Nahrungsnetze
• Mikrobielle Stoffkreisläufe (C, N, Schwefel, Eisen, Mangan

Schadstoffabbau (z.B. Alkane, mono- und poly-aromatische Kohlenwasserstoffe, Chloraromaten…) Lebensräume

• Extreme Lebensräume
• Adaptation von Mikroorganismen
• Interaktion in mikrobiellen Gemeinschaften und Interaktionen in mikrobiellen Lebensräumen

Lebensgemeinschaften - Methoden zur Charakterisierung von Funktion und Artzusammensetzung mit klassischen Methoden

• Bestimmung von Aktivitäten
• Nachweis bekannter Mikroorganismen
• Isolation von Mikroorganismen

Lebensgemeinschaften - kulturunabhängige Methoden zur Charakterisierung von Funktion und Artzusammensetzung

• Grundlegende molekularbiologische Methoden
• Metagenomik
• Durchflusszytometrie

Studierende…

• verstehen wie diverse abiotische (Temperatur, Wasser, Licht) und biotische Parameter (Konkurrenz, Räuber Beute, Symbiose, Parasiten) auf Organismen und Lebensgemeinschaften einwirken und diese prägen (z.B. Nahrungsnetze) (2 verstehen) [Einführung in die Umweltwissenschaften]
• kennen Energie- und Stoffflüsse in Ökosystemen (z.B. Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor)
• kennen die Grundlagen der Mikrobiologie (z.B. Mikroorganismen Gruppen und deren Eigenschaften, Struktur und Bestandteilen von mikrobiellen Zellen, Prinzipien für die Kultivierung von Mikroorganismen (wie z.B. Wahl des Kultursystems, des Substrats, der Kultivierungsbedingungen wie Temperatur, Belüftung, etc.) und der Sterilität.
• kennen den katabolischen und anabolischen Stoffwechsel von Mikroorganismen
• verstehen die mikrobielle Wachstumskinetik (z.B. Zellteilung, Einfluss von Wachstumsparameter wie Temperatur, Umwelt und deren Messung, etc.)
• können die Bildung von Ionen durch die Aufnahme oder Abgabe von Elektronen aus Atomen und Molekülen formulieren; beherrschen Umrechnungen zwischen Massen und Stoffmengen, das korrekte Formulieren von Reaktionsgleichungen, Reduktions- und Oxidationshalbreaktionen und die Bestimmung von Oxidationszahlen
• können Lewisstrukturen organischer Verbindungen unter Berücksichtigung der Oktettregel aufstellen.
• können die Raumstruktur von organischen Verbindungen ausgehend von der Strukturformel ableiten.
• erkennen funktionellen Gruppen in organischen Verbindungen und kennen deren Reaktionsmöglichkeiten und physikochemischen Eigenschaften (Polarität, Löslichkeit, Azidität, Basizität) und können den pH-Wert von wässrigen Lösungen berechnen
• kennen die schwachen Wechselwirkungen zwischen Molekülen und können diese qualitativ auf organische Verbindungen anwenden.
• kennen die Struktur, Vorkommen und die Eigenschaften von Monosacchariden, Aminosäuren, Peptiden, Lipiden und Nukleobasen.

• Vorlesungsunterlagen und weiterführende Dokumente auf Moodle
• Literatur: Walter Reineke, Michael Schlömann «Umweltmikrobiologie», 2. Auflage, Springer Spektrum, 2015

• Lehrgespräche
• Gruppenarbeiten
• Seminargestütztes Selbststudium

• Vorschlagsnote (25%)
• Semesterschlussprüfung schriftlich (75%)

• Umweltbiotechnologie I
• Umweltbiotechnologie II
• Umwelt und Hygiene

2 x 2 Lektionen / Woche KW 38 bis 47 (10 Wochen im Herbst-Semester) 1 x 4 Lektionen / Woche KW 38 bis 47 (10 Wochen im Herbst-Semester)