Mikrobiologie

Studiengang Geotechnik (Bachelor of Engineering)
Modul – Nr. 505 Pflicht
Modulbezeichnung
Mikrobiologie
Modulverantwortlicher
Prof. Uta Breuer
Titel der Lehrveranstaltung(en)
A Grundlagen Mikrobiologie
B Mikrobiologische Sanierungsverfahren
Prüfungsbezeichnung
Grundlagen Mikrobiologie
Fachsemester 3 und 4
Art der Lehrveranstaltung Sprache Vorlesung und Praktikum deutsch
SWS / ECTS / Workload 2 / 4 7 210
Formale Teilnahmebedingungen keine
1. Inhalte und Qualifikationsziele
SE A im 3. Semester – Grundlagen Mikrobiologie. Das Lernziel ist die Vermittlung von Grundwissen in der Mikrobiologie
1 Überblick über Mikroorganismen und ihre Leistungen: Nutzung, Entdeckung der Mikroorganismen, Auseinandersetzung
der Menschen mit Mikroorganismen, Seuchen, Killer, Vorkommen, Bedeutung der Mikroorganismen,
Arbeiten mit Mikroorganismen
2 Bau und Inhaltsstoffe der Zelle: Wasser als Biosolvens, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren, Aminosäuren
und Proteine
3 Struktur der Zelle: Eukaryonten, Prokaryonten, (Bakterienformen, Bakterienkern, Cytoplasma und Ribosomen,
Membranen, Zellwand, Kapseln, Geißeln, Fimbrien, Pili, Sporen)
4 Lebensgewohnheiten der Bakterien: Temperatur, psychrophil, mesophil, thermophil, Luftsauerstoff – obligat
aerob, obligat anaerob, fakultativ anaerob, pH-Wert, osmotischer Druck
5 Stoffwechsel der Bakterien: Anabolismus/Katabolismus, Enzyme und ihre Funktion, (Zitronensäurecyclus,
Umwandlung von Energie, Pyridnucleotide, ATP), Atmungskette, Redoxpotential, Stoffaufnahme in die Zelle,
Fremdstoffabbau, Cometabolismus
6 Vermehrung der Bakterien: Physiologie des Wachstums (Generationszeit, Wachstumsrate, statische und kontinuierliche
Kultur), Hemmung, Abtötung
7 Einteilung der Bakterien (Taxonomie): Nomenklatur (Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art), Phylogenie, Morphologie:
Kokken, Stäbchen, Spirochaeten, Sonderformen mit Bedeutung für biologische Sanierungsverfahren
8 Bakteriengenetik: Mutation, Rekombination, Plasmide
9 Gentechnik: Molekulare Klonierung, Expression, Praktische Anwendungen im Umweltbereich
10 Mykologie: Definition, Einteilung der Pilze (Hefen, Dermatophyten, Schimmelpilze (Fungi imperfecti), Hefen für
biologische Sanierungen
11 Viren: Allgemeines, Aufbau, Bakteriophagen (Retroviren, AIDS)
12 Mikrobenökologie: Mikroorganismen und Natur, Anreicherung und Isolierung, Boden und Gewässer als Standort
für Mikroorganismen, Kohlenstoffkreislauf/Methanogenese, Stickstoffkreislauf, Schadstoffabbau
SE B im 4. Semester – Mikrobiologische Sanierungsverfahren. In Form von anwendungsorientierten Projekten
werden naturnahe Verfahren sowie Labormethoden zur Beurteilung der biologischen Sanierung von Boden und
Wasser vorgestellt. Wesentliches Ziel dabei ist das Erlernen methodischer Fertigkeiten, Stoffbilanzierung und die
Umsetzung / Darstellung der Ergebnisse in Protokollen. Es stellt ein Bindeglied zur Umweltanalytik, Bodenkunde
und der Altlastensanierung dar. Das Praktikum zu mikrobiologischen Sanierungsverfahren vermittelt praktische
Fertigkeiten zur:
1 Herangehensweise an ausgewählte Sanierungsverfahren in Versuchen in den Medien Boden und Wasser/Grundwasser
2 Ermittlung von Ausgangsparametern für das Sanierungsverfahren vor Versuchsbeginn
3 Versuchsdurchführung, Begleitung und ggf. Optimierung sowie
4 Ermittlung (Messen, Analysieren) von Leitparametern und Dokumentation in Protokollform.
2. Lehrformen
SE A im 3. Semester: Vorlesung und Praktikum
Im Praktikum werden folgende Übungen und Versuche angeboten: Grundlagen Mikroskopie, steriles Arbeiten,
Wachstum und Vermehrung, Isolierung/Identifikation, Stoffwechseluntersuchungen, Kultivierung
Die SE B im 4. Semester findet in Form eines Praktikums statt. Im Praktikum werden Versuche zur mikrobiologischen
Sanierung von Böden in Verbindung mit bodenmechanischen Versuchen durchgeführt. Darüber hinaus

werden zu einzelnen Themen z.B. Sanierung von anorganischen oder organischen Schadensfällen selektive
Übungsaufgaben gestellt und in kleinen Arbeitsgruppen besprochen.
3. Voraussetzung für die Teilnahme
Grundlagen Mikrobiologie: keine Voraussetzung
Literatur:
Michael T. Madigan; John M. Martinko; Jack Parker; Begr. von Thomas D. Brock; Mikrobiologie; Berlin: Spektrum,
Akad. Verlag GmbH Heidelberg 2001;ISBN 3-8274-0566-1
Eckhard Bast; Mikrobiologische Methoden: Eine Einführung in grundlegende Arbeitstechniken; 2. Aufl.; Heidelberg;
Berlin: Spektrum, Akad. Verlag 2001;ISBN 3-8274-1072-X
Hans G. Schlegel; Allgemeine Mikrobiologie; 7. überarb. Aufl.; unter Mitarb. von Christiane Zaborosch; Stuttgart;
New York: Thieme Verlag 1992;ISBN 3-13-444607-3
Anleitung zum Praktikum
Mikrobiologische Sanierungsverfahren: Naturwissenschaftliche Grundlagen aus dem Grundstudium sowie fachliche
Kenntnisse aus dem 3. Fachsemester, speziell aus der Geologie, der Bodenkunde und der Mikrobiologie werden
vorausgesetzt.
Literatur:
Johannes Hoffmann und Heike Viedt: Biologische Bodensanierung – ein Leitfaden für die Praxis; Springer, akt.
Auflage
Anleitung zum Praktikum
DIN – Normen, Regelwerke, Merkblätter, Mitteilungen und Leitfäden auf Bundes- und Länderebene
4. Verwendbarkeit des Moduls
Grundlagen Mikrobiologie: Vorkenntnisse für die Teilnahme an der LV „Mikrobiologische Sanierungsverfahren“ im
4. Fachsemester
Mikrobiologische Sanierungsverfahren: Die erfolgreiche Teilnahme ist Voraussetzung für die Teilnahme an den LV
des 5. bis 6. Semesters. Es bildet für den späteren Einsatz im Beruf eine kompetente Wissens- und Praxisplattform.
Beide SE vermitteln im Wesentlichen Fach- und Systemkompetenz, wobei durch die Zusammenarbeit in Gruppen
auch ein gewisser Anteil Sozialkompetenz enthalten ist.
5. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten
Grundlagen Mikrobiologie: Prüfungsvorleistung ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum und Abgabe der Protokolle,
Klausur als Prüfungsleistung.
Mikrobiologische Sanierungsverfahren: Testat. Voraussetzung zur Teilnahme ist die Abgabe der schriftlichen
Übungsaufgaben und Protokolle.
6. Leistungspunkte und Noten
Im Modul werden Leistungspunkte und Noten getrennt ausgewiesen. Die Modulnote ergibt sich zu 50 % aus der
Klausurnote „Grundlagen Mikrobiologie“ und zu 50 % aus der Testatnote „Mikrobiologische Sanierungsverfahren“.
7. Häufigkeit des Angebots des Moduls
Grundlagen Mikrobiologie: im 3. Fachsemester Geotechnik. Mikrobiologische Sanierungsverfahren: jedes gerade
Semester (Sommersemester)
8. Arbeitsaufwand (work load)
Grundlagen Mikrobiologie: Teilnahme an der Vorlesung 2 SWS (60h), Vor- und Nachbereitung des Stoffes (10h),
Teilnahme am Laborpraktikum 2 SWS (60h), Vor- und Nachbereitung der Versuche (10h), Vorbereitung der
schriftlichen Prüfung (10h).
Mikrobiologische Sanierungsverfahren: Besuch und aktive Teilnahme am Praktikum (25h), Vor- und Nachbereitung
(10h), Bearbeitung von Übungsaufgaben und Protokollen (15h), Vorbereitung des Testates (10h)
Der gesamte Arbeitsaufwand des Moduls umfasst 210h, also 7 ECTS.
9. Dauer des Moduls
Das Modul kann in 2 Semestern (3. und 4. Fachsemester) abgeschlossen werden.