At de studerende med udgangspunkt i cellen tilegner sig en basal forståelse for industrielt vigtige biologiske processer. Herved får den studerende kendskab til cellers indre struktur, deres biologiske funktioner samt biokemiske og molekylærbiologiske processer sammen med bioteknologiske processer. Med den helhedsforståelse kan den studerende deltage i den løbende bioteknologiske debat. Gennem en teoretisk/praktisk opgave introduceres den studerede til arbejde i et biologisk laboratorium og skal beherske de grundlæggende teknikker indenfor mikrobiologi, molekylær biologi og biokemi. Den teoretisk/praktiske opgave har også til formål at lære den studerende sammenhænge mellem teori og praksis og derved blive i stand til at formidle og kommunikere omkring en bioteknologisk problemstilling.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive den rumlige, logistiske og strukturelle opbygning af den levende celle, samt de overordnede mekanismer og kemiske strukturer bag dens funktion.
Beskrive enzymers struktur, funktion og regulering (i store træk), samt forklare hvordan flere enzymer tilsammen kan udgøre en metabolisk vej.
Forklare hvordan kulhydrater kan nedbrydes af levende celler og den kemiske energi frigøres ved både respirering og fermentering, samt oplagres i ATP.
Redegøre for DNA’s antiparallelle dobbeltspiralstruktur, dets replikation og kromosomorganisering i pro- og eukaryoter; samt mekanismerne for bakteriel celledeling og mitotisk og meiotisk celledeling i eukaryoter.
Beskrive initiering, elongering og terminering for transkriptions- og translationsprocesserne i prokaryoter og eukaryoter, samt angive hvilke enzymer (polymeraser), hvilke DNA og RNA sekvenser, samt hvilke substrater der er nødvendige for processer
Beskrive hvordan genudtryk kan reguleres ved hjælp af DNA bindende proteiner, og hvordan celler kan genkende signaler og omforme dem til et cellulært respons.
Redegøre for hvordan bakterier kan udveksle genetisk materiale og hvordan virus reproducerer sig selv ved hjælp af værtscellers reproduktionsapparat.
Beherske de mest grundlæggende begreber i Mendelsk genetik samt forklare hvordan rekombinationsfrekvensen afhænger af afstanden mellem gener på et kromosom.
Redegøre for hvordan rekombinant DNA teknologi kan anvendes til at manipulere levende celler.
Beskrive hvordan en mikroorganismes egenskaber kan ændres gennem den biologiske evolution.
Beherske de mest basale teknikker og arbejdsgange indenfor mikrobiologi, biokemi og molekylær biologi.
Formidle (skriftligt og mundtligt) og kommunikere omkring biologiske problemstillinger og forstå sammenhængen mellem teori og praksis for simple biologiske problemstillinger.
Kursusindhold:
Cellen som grundlæggende biologisk enhed: struktur, funktion, stofskifte, vækst, formering, arv og variabilitet. Hovedemner: Opbygning af aminosyrer og proteiner, nukleotider og nukleinsyrer, kulhydrater og fedtstoffer. Enzymer: opbygning, reaktioner, inhibering. Dynamisk biokemi: nedbrydning, biosyntese, stofskifteregulering, redoxprocesser og energiudbytte. Syntese af informationsbærende makromolekyler: DNA og RNA, protein. Regulering af cellens aktiviteter, herunder af syntese af makromolekyler, reaktioner på ydre påvirkninger. Mutation og mutagenese. Genetiske processer i lavere og højere organismer. Genteknologi. Eksempler gives på anvendelse af basale biologiske begreber i nuværende og fremtidig bioteknologi. Laboratorieøvelser, der i vid udstrækning støtter den teoretiske undervisning. Ved at arbejde med en teoretisk/ praktisk opgave trænes teknisk formidling og kommunikation.
Bemærkninger:
Det er en forudsætning for at gå til eksamen, at lab-øvelserne er gennemførte og godkendte samt at projektet er bestået. Kurset henvender sig primært til diplomingeniørstuderende og civilingeniørstuderende henvises til 27002.
Lærebog Sadava et al.: Life. The Science of Biology, 9. ed., 2009, vol. I, The Cell and Heredity.
