Verordnung der Bundesministerin für Bildung und Frauen über die Lehrpläne der Höheren technischen und gewerblichen Lehranstalten 2015; Bekanntmachung der Lehrpläne für den Religionsunterricht

Die Schülerinnen und Schüler können die im Laboratorium verwendeten Geräte, Apparate und Chemikalien handhaben und Versuchsreihen zu textilchemischen Fragestellungen konzipieren, durchführen, dokumentieren und bewerten. Sie können die in der Praxis auftretenden textilveredlungstechnischen Aufgaben lösen und die erforderlichen Behandlungsmethoden selbst auswählen. Außerdem können sie chemische und physikalisch-technische Untersuchungsmethoden auswählen, eine Prüfplanung erstellen, die Einzelprüfungen unter Beachtung der Prinzipien des Qualitätsmanagements durchführen und die Ergebnisse bewerten und interpretieren.

Werkstätte und Produktionstechnik:

Die Absolventinnen und Absolventen kennen Einsatzbereiche der verwendeten Einrichtungen, Apparate und Maschinen und können diese fachgerecht handhaben. Sie können für gegebene Warenanforderungen Arbeitsgänge planen, durchführen, dokumentieren und bewerten.

IV. SCHULAUTONOME LEHRPLANBESTIMMUNGEN

Siehe Anlage 1.

V. DIDAKTISCHE GRUNDSÄTZE

Siehe Anlage 1.

VI. LEHRPLÄNE FÜR DEN RELIGIONSUNTERRICHT

Siehe Anlage 1.

VII. BILDUNGS- UND LEHRAUFGABEN SOWIE LEHRSTOFFE DER UNTERRICHTSGEGENSTÄNDE

Pflichtgegenstände, Verbindliche Übung

A. Allgemeinbildende Pflichtgegenstände

„Deutsch“, „Englisch“, „Geografie, Geschichte und Politische Bildung“, „Wirtschaft und Recht“ und „Angewandte Informatik“.

Siehe Anlage 1.

Siehe BGBl. Nr. 37/1989 idgF.

Siehe Anlage 1 mit folgenden Ergänzungen:

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können im

Bereich Zahlen und Funktionen

– logarithmische Skalierungen verstehen und anwenden.

Lehrstoff:

Darstellung von Funktionen:

Logarithmische Skalierungen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können im

Bereich Zahlen und Funktionen

– Polynomfunktionen, Exponentialfunktionen, Logarithmusfunktionen und trigonometrischen Funktionen auf Aufgabenstellungen des Fachgebietes anwenden.

Lehrstoff:

Funktionen:

Aufgabenstellungen des Fachgebietes.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können im

Bereich Fehlerrechnung

– Funktionen in zwei Variablen geometrisch als Fläche im Raum interpretieren;

– partielle Ableitungen berechnen und mit Hilfe des Differentials Fehler abschätzen.

Bereich Zahlen und Funktionen

– Exponential-, Logarithmus- und trigonometrische Funktionen in Taylorreihen entwickeln und damit näherungsweise Funktionswerte berechnen;

– Bedingungen angeben, unter denen Potenzreihen konvergieren und Beispiele für konvergente Potenzreihen anführen.

Bereich Differential- und Integralrechnung

– Begriffe der Differential- und Integralrechnung benennen und facheinschlägige Anwendungen berechnen und interpretieren.

Lehrstoff:

Bereich Fehlerrechnung

Funktionen mehrerer Variablen:

Darstellung von Funktionen von zwei Variablen; partielle Ableitungen; totales Differential, lineare Fehlerfortpflanzung und maximaler Fehler.

Bereich Zahlen und Funktionen

Funktionenreihen:

Taylorpolynome, Potenzreihen, Konvergenzkriterien.

Bereich Differential- und Integralrechnung

Differentialrechnung:

Fachbezogene Anwendungen der Differentialrechnung.

Integralrechnung:

Fachbezogene Anwendungen der Integralrechnung.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können im

Bereich Differential- und Integralrechnung

– Differentialgleichungen erster Ordnung modellieren, lösen und interpretieren.

Lehrstoff:

Differentialgleichungen:

Differentialgleichungen erster Ordnung Trennen der Variablen, Variation der Konstanten.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können im

Bereich Stochastik

– Entscheidungsalternativen und das Prinzip von Alternativtests wiedergeben, Abweichungen eines Mittelwerts von einem vorgegebenen Wert feststellen und signifikante bzw. nichtsignifikante Testergebnisse interpretieren;

– Mittelwerte und Standardabweichungen zweier unabhängiger, normalverteilter Stichproben vergleichen und hinsichtlich signifikanter Unterschiede interpretieren.

Lehrstoff:

Beurteilende Statistik:

Prinzip des Alternativtests, Einstichproben u-Test und t-Test, Zweistichproben F-Test und t-Test.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können die für das Fachgebiet relevanten mathematischen Methoden anwenden.

Lehrstoff:

Relevante mathematische Methoden:

Differentialrechnung, Integralrechnung, Differentialgleichungen erster Ordnung.

I. Jahrgang (1. und 2. Semester):

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die in den Naturwissenschaften häufig gebrauchten physikalischen Größen, Formelzeichen, Definitionen und Maßeinheiten und Gesetze wiedergeben und die Bedeutung und Möglichkeit ihrer Messung verstehen;

– Vorgänge und Erscheinungsformen in Natur und Technik beobachten, die zur Beschreibung notwendigen Größen erkennen, ihre Werte durch Vergleichen, Abschätzen oder Messen ermitteln, Ergebnisse auf Plausibilität prüfen und eine Aussage über deren Genauigkeit machen.

Lehrstoff:

Grundlagen:

Arbeitsgebiete der Physik, Basisgrößen und –einheiten (SI-System).

Grundgrößen der Kinematik:

Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bewegungsdiagramme, zusammengesetzte Bewegungen, Rotationsbewegungen.

Grundgrößen und Grundgesetze der Statik und Dynamik:

Kraft, Drehmoment, mechanische Gleichgewichte. Impuls, Arbeit, Energie, Leistung, Wirkungsgrad.

Aufbau der Materie:

Atombau, Elementarteilchen.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– optische und akustische Vorgänge unter Verwendung von Fachausdrücken beschreiben;

– Ergebnisse und Zusammenhänge zwischen Messgrößen in Form von Tabellen, Diagrammen und Gleichungen darstellen.

Lehrstoff:

Schwingungen:

Freie und erzwungene Schwingung, Resonanz.

Akustik:

Schwingungen in Trägermedien. Schalldruck und Schallpegel.

Strahlenoptik:

Brechung und Reflexion, Linsen, optische Geräte (Auge, Mikroskop).

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Größen, Einheiten und Gesetze der Wellenoptik verstehen und elektromagnetische Wellenphänomene beschreiben und interpretieren;

– zu aktuellen Themen aus unterschiedlichen Medien physikalische Informationen beschaffen, in sachliche Richtigkeit hinterfragen und in geeigneter Form darstellen.

Lehrstoff:

Wellen:

Kenngrößen von Wellen, Dispersion und Reflexion, Überlagerung von Wellen (Interferenz), stehende Wellen, Dopplereffekt, Beugung (Spalt, Gitter), Auflösungsvermögen optischer Geräte.

Elektromagnetische Wellen:

Entstehung von Licht, Spektren, inkohärente und kohärente Strahlung (Laser).

Aktuelle Themen:

Strahlung. Quantentheorie, Quantenoptik. Möglichkeiten und Nutzung erneuerbarer Energien. Klimawandel; Nanotechnologie.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die für das Fachgebiet bedeutsamen Gesetze wiedergeben und verstehen;

– Bauteile und Anlagen der Gleich- und Wechselstromtechnik sowie der elektrischen Messtechnik verstehen und anwenden.

Lehrstoff:

Elektrisches und magnetisches Feld:

Größen und Gesetze, Kräfte und Energie im elektrischen und magnetischen Feld.

Gleich- und Wechselstromtechnik:

Größen und Gesetze; Elemente des Gleich- und Wechselstromkreises (Widerstand, Induktivität, Kapazität); Grundlagen der Drehstromtechnik.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– elektrotechnische Normen und Vorschriften erkennen, besonders im Hinblick auf die Sicherheit und die elektrischen Schutzmaßnahmen;

– Schaltungs- und Messaufgaben der Laborpraxis im Fachgebiet selbstständig und sorgfältig ausführen und kritisch auswerten.

Lehrstoff:

Normen und Vorschriften:

Elektrotechnische Schutzmaßnahmen. Grundtypen elektrischer Maschinen. Betriebsumfeld elektrischer Maschinen (Isolierung, Schutzarten, Ex-Schutz).

Messung elektrischer Größen:

Widerstand, Impedanz. Strom, Spannung, Leistung, Arbeit. Messaufgaben in der chemischen Laborpraxis.

B. Fachtheorie und Fachpraxis

I. Jahrgang (1. und 2. Semester):

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– grundlegende Begriffe und Gesetzmäßigkeiten des Aufbaus der Materie verstehen und diese anwenden, sowie die Summenformel anorganischer Verbindungen bilden und anorganische Verbindungen benennen;

– die Gesetzmäßigkeiten des Periodensystems und der Bindungstheorien verstehen und diese auf die Eigenschaften und Struktur chemischer Verbindungen anwenden;

– grundlegende Begriffe und Gesetzmäßigkeiten des chemischen Gleichgewichts verstehen und diese auf einfache Reaktionen, Säuren und Basen sowie die Löslichkeit anwenden;

– die Begriffe Oxidation und Reduktion verstehen und diese zum Erstellen und Lösen von Redoxgleichungen anwenden;

– die Verbindungen und Eigenschaften des Wasserstoffs und der Elemente der VI – VIII Hauptgruppe erkennen.

Lehrstoff:

Stoffsysteme:

Reinstoff, Stoffgemisch, Element, Salz, Molekül, Kristallgitter, Grundlagen der Komplexverbindung.

Aggregatzustände und Phasen:

Phasendiagramm und Aggregatzustandsänderungen von Reinstoffen.

Atombau und Periodensystem:

Atombausteine, Elektronenhülle, Orbitale, Isotope, Ordnungszahl, Massenzahl, mittlere Atommasse, Stoffmenge, Periodensystem und Periodizität von Eigenschaften, Ionen, Radikale.

Chemische Bindungen:

Ionenbindung, Atombindung, Metallbindung, Molekülgeometrie, VB-Theorie, zwischenmolekulare Wechselwirkungen.

Nomenklatur:

Nomenklatur anorganischer Verbindungen, Summenformeln von Salzen, Säuren und Basen. Definitionen nach Arrhenius.

Massenwirkungsgesetz:

Hin- und Rückreaktion, Reaktionsgeschwindigkeit, Gleichgewichtskonstante, Gleichgewichtslage, Prinzip von Le Chatelier.

Lösungen und Löslichkeit:

Polarität, Solvatation, Löslichkeit.

Säuren und Basen, pH-Wert:

Definitionen nach Brønsted, Säure- und Basenkonstante, Dissoziationsgrad, Ionenprodukt von Wasser, Definition des pH-Werts, Neutralisationsreaktion.

Redoxreaktionen:

Oxidation, Reduktion, Oxidationszahlen, Ausgleichen von Redoxgleichungen. Radikalreaktionen.

Elemente und anorganische Stoffe:

Eigenschaften und Verbindungen von Wasserstoff, Edelgasen, Halogenen und Chalkogenen.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Grundlagen der Elektrochemie verstehen und anwenden;

– die Grundlagen des Energieumsatzes bei chemischen Reaktionen verstehen und anwenden;

– die Verbindungen und Eigenschaften der Elemente der I. – V. Hauptgruppe verstehen und deren Reaktivität abschätzen;

– ausgewählte, wirtschaftlich und technologisch bedeutende anorganische Produkte benennen, deren Herstellungsverfahren und Verwendung verstehen und die Auswirkung der Herstellung und Verwendung dieser Produkte auf die Umwelt abschätzen.

Lehrstoff:

Elektrochemische Grundlagen:

Elektrochemische Spannungsreihe, Oxidationspotential, galvanische Zelle, elektrochemische Energiespeicher, Elektrolyse, konzentrationsabhängiges elektrisches Potential, Faraday'sche Gesetze.

Energieumsatz:

Reaktionsenthalpie (qualitativ), Entropie (qualitativ), freie Reaktionsenthalpie (qualitativ).

Elemente und anorganische Stoffe:

Eigenschaften und Verbindungen der Elemente der I-V. Hauptgruppe mit Schwerpunkt auf der 2. und 3. Periode.

Technologie anorganischer Stoffe:

Herstellung und Verwendung wirtschaftlich bedeutender anorganisch-chemischer Stoffe und Produkte; technisch bedeutende Säuren und Basen, Salze unter Berücksichtigung der Düngemittel.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau und die Eigenschaften von Koordinationsverbindungen verstehen und deren räumliche Struktur bestimmen;

– die Grundlagen der Radioaktivität verstehen und diese anwenden, kennen radioaktive Elemente, deren Verwendung und können Umwelteinflüsse aufgrund der Verwendung radioaktiver Stoffe abschätzen;

– die Verbindungen und Eigenschaften ausgewählter Nebengruppenelemente benennen und können deren Reaktivität abschätzen.

Lehrstoff:

Chemische Bindungen:

Koordinative Bindung (Donor-Akzeptor-Bindung), MO-Theorie, Definition nach Lewis.

Radioaktivität:

Radioaktiver Zerfall, natürliche Zerfallsreihen, Massendefekt, Kernspaltung, Kernfusion, technische Anwendung der Kernspaltung und radioaktiver Isotope.

Elemente und anorganische Stoffe:

Eigenschaften und Verbindungen ausgewählter Elemente der Nebengruppen und seltene Erden.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– wirtschaftlich und technologisch bedeutende anorganische Produkte, deren Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Verwendung benennen;

– die Auswirkung der Herstellung und Verwendung dieser Produkte auf die Umwelt abschätzen.

Lehrstoff:

Technologie anorganischer Stoffe:

Herstellung und Verwendung wirtschaftlich bedeutender anorganisch-chemischer Stoffe und Produkte; Trinkwasser, Nutzwasser und Abwasser, anorganische Bindemittel.

Berücksichtigung von Umweltaspekten:

Energie- und CO2-Bilanz der Herstellung ausgewählter anorganischer Produkte, Aufarbeitung, Deponierung und Recycling ausgewählter anorganischer Produkte.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau von Reinstoffen, anorganischen Verbindungen und deren Mischungen sowie deren Phasenumwandlungen verstehen und damit die Eigenschaften abschätzen;

– wirtschaftlich und technologisch bedeutende anorganische Produkte, deren Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Verwendung verstehen, und die Auswirkung der Herstellung und Verwendung dieser Produkte auf die Umwelt abschätzen.

Lehrstoff:

Stoffsysteme:

Kristallgitter, Gefüge, Phasendiagramme.

Technologie anorganischer Stoffe:

Herstellung und Verwendung wirtschaftlich bedeutender anorganisch-chemischer Stoffe und Produkte; Keramische Werkstoffe, Glas, Silikone.

Berücksichtigung von Umweltaspekten:

Energie- und CO2-Bilanz der Herstellung ausgewählter anorganischer Produkte, Aufarbeitung, Deponierung und Recycling ausgewählter anorganischer Produkte.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– wirtschaftlich und technologisch bedeutende anorganische Produkte, deren Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Verwendung anführen;

– die Auswirkung der Herstellung und Verwendung dieser Produkte auf die Umwelt abschätzen.

Lehrstoff:

Technologie anorganischer Stoffe:

Herstellung und Verwendung wirtschaftlich bedeutender anorganisch-chemischer Stoffe und Produkte (Pyro- und Hydrometallurgie, Eisen und Stahl, Leicht- und Buntmetalle und deren Legierungen, Pulvermetallurgie).

Berücksichtigung von Umweltaspekten:

Energie- und CO2-Bilanz der Herstellung ausgewählter anorganischer Produkte, Aufarbeitung, Deponierung und Recycling ausgewählter anorganischer Produkte.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– wirtschaftlich und technologisch bedeutende anorganische Produkte, deren Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Verwendung anführen sowie die Auswirkung der Herstellung und Verwendung dieser Produkte auf die Umwelt abschätzen; die Grundlagen der Elektrochemie auf die Elektrolyse;

– galvanische Zellen und Korrosion anwenden und die Korrosion anorganischer Produkte anhand deren Eigenschaften abschätzen.

Lehrstoff:

Technologie anorganischer Stoffe:

Herstellung und Verwendung wirtschaftlich bedeutender anorganisch-chemischer Stoffe und Produkte (Halbleiter, Katalysatoren).

Angewandte Elektrochemie:

Elektrolytische Herstellung anorganischer Produkte, elektrochemische Energiespeicher, Galvanik, Korrosion.

I. Jahrgang (1. und 2. Semester):

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– unterschiedliche Gehaltsangaben benennen, sie ineinander umrechnen und können die Herstellung von Maß-, Standard- und Reagenzlösungen durch Einwägen, Verdünnen und Mischen berechnen;

– Formeln und Reaktionsgleichungen erstellen, Umsatz- und Ausbeuteberechnungen durchführen und gravimetrische und einfache volumetrische Analysenergebnisse auswerten;

– die Grundbegriffe der chemischen Laboratoriumstechnik, Gefahrenquellen und Sicherheitsmaßnahmen bei chemischen Arbeiten sowie die Chemikalienkennzeichnung verstehen und geeignete Trennverfahren für Stoffgemische auswählen;

– chemische und toxikologische Eigenschaften ausgewählter Salze, Gruppenreaktionen und Einzelnachweise dieser Ionen verstehen und spezifische Nachweise für bestimmte Ionen in einem Gemisch auswählen;

– das Prinzip gravimetrischer und volumetrischer Bestimmungen verstehen.

Lehrstoff:

Stöchiometrie:

SI-Einheiten, Masse, Volumen, Dichte, Molare Masse, Stoffmenge, Gehaltsangaben, Umrechnen von Gehalts- und Konzentrationsangaben, chemische Formelschreibweise, Bilanzieren von Reaktionsgleichungen, Erstellen von Redoxgleichungen, Umsatzberechnungen. Berechnung gravimetrischer Analysen, Grundlagen der volumetrischen Analyse.

Nasschemische Analytik:

Grundoperationen der chemischen Laboratoriumstechnik, Unfallvermeidung, Verhalten im Notfall, Chemikalienkennzeichnung und -handhabung, Herstellung von Reagenzlösungen, Systematik ausgewählter Trennverfahren, Führen eines Laborjournales und Protokollierung.

Qualitative Analyse:

Prinzip eines Trennungsganges, wichtige Gruppenreaktionen und Einzelnachweisreaktionen.

Quantitative Analyse:

Prinzip der Gravimetrie und Volumetrie.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die für die praktische Laboratoriumsarbeit benötigten Berechnungen durchführen und volumetrische Analysenergebnisse auswerten;

– das Massenwirkungsgesetz auf chemische Gleichgewichtsreaktionen anwenden und den pH-Wert von starken und schwachen Säuren oder Basen und Puffersystemen angeben;

– das Löslichkeitsprodukt für Fällungsreaktionen formulieren und die Löslichkeit eines Salzes aus dem Löslichkeitsprodukt berechnen;

– für die Quantifizierung spezieller anorganischer Ionen gravimetrische oder volumetrische Analysenmethoden und Indikationsverfahren auswählen und verstehen das Prinzip ausgewählter elektrochemischer Methoden.

Lehrstoff:

Stöchiometrie:

Berechnung volumetrischer Analysen, Massenwirkungsgesetz, pH-Wert-Berechnungen, Puffersysteme, Löslichkeitsprodukt.

Nasschemische Analytik:

Quantitative Analyse, gravimetrische Analysenmethoden.

Volumetrie einschließlich elektrochemischer Indikationsverfahren:

Maßlösungen, Säure/Basen-, Redox-, Fällungs- und komplexometrische Titrationen.

Instrumentelle Analytik:

Grundgesetze der Elektrochemie, Elektrogravimetrie, Konduktometrie.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Berechnung von Kalibrationsstandards verstehen und Messergebnisse nachvollziehbar auswerten und dokumentieren;

– das Prinzip ausgewählter instrumentell-analytischer Methoden verstehen.

Lehrstoff:

Stöchiometrie und Messdatenauswertung:

Berechnung von Verdünnungsreihen zur Herstellung von Kalibrationsstandards, Aufstellen von Kalibrierfunktionen, Auswertung von Analysenergebnissen.

Instrumentelle Analytik:

Potentiometrie, ionensensitive Elektroden, Nernstgleichung, Refraktometrie, Polarimetrie, Photometrie, Grundlagen der Chromatographie.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– das Prinzip chromatographischer und spektroskopischer Analysenverfahren und Vorteile und Grenzen der einzelnen Methoden verstehen;

– für praxisorientierte Problemstellungen geeignete Probenvorbereitungsverfahren, Trennverfahren und passende Detektionsmethoden auswählen;

– einen Probenahme- und Untersuchungsplan aufstellen sowie geeignete Normmethoden und Arbeitsvorschriften auswählen und für die jeweilige Problemstellung adaptieren;

– die Messergebnisse nachvollziehbar auswerten, dokumentieren, mit Literatur-, Richt- und Grenzwerten vergleichen und sachgerecht interpretieren.

Lehrstoff:

Instrumentelle Analytik:

Grundlagen der instrumentellen Analytik, Chromatographie, Grundlagen spektroskopischer Analysenverfahren, enzymatische Analyse, Probenahme und Probenvorbereitung.

Messdatenauswertung und Qualitätsmanagement:

Statistische Auswertung und Interpretation von Messergebnissen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– das Prinzip ausgewählter instrumentell-analytischer Methoden verstehen und diese zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung anwenden;

– für Analysenverfahren geeignete Kalibrationsmethoden auswählen, das Prinzip der Validierung von Analysenverfahren verstehen und auf Grundlage statistischer Tests Messergebnisse und Analyseverfahren vergleichen und bewerten.

Lehrstoff:

Instrumentelle Analytik:

Fluoreszenzspektroskopie, Infrarot- und Ramanspektroskopie, Atomabsorptionsspektroskopie, Atomemissionsspektroskopie, Massenspektroskopie, elektrochemische Methoden.

Messdatenauswertung und Qualitätsmanagement:

Wichtige Parameter der Methodenvalidierung, Regelkarten.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– das Prinzip und die Grenzen ausgewählter instrumentell-analytischer Methoden verstehen;

– diese zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung anwenden;

– für praxisorientierte Problemstellungen die geeigneten Analysenverfahren und passende Detektionsmethoden auswählen;

– die Grundlagen des Qualitätsmanagements und dafür geeignete Werkzeuge anwenden.

Lehrstoff:

Instrumentelle Analytik:

Röntgenfluoreszenzanalyse, Kernresonanzspektroskopie, Kopplungsmethoden.

Messdatenauswertung und Qualitätsmanagement:

Grundlagen des Qualitätsmanagements, Werkzeuge, Dokumentation, Prozessorientierung.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– das Prinzip und die Grenzen ausgewählter instrumentell-analytischer Methoden verstehen;

– die Anforderungen an eine Akkreditierung, die unterschiedlichen Qualitätsmanagementsysteme und ihre Einsatzgebiete benennen.

Lehrstoff:

Instrumentelle Analytik:

Radiochemie, Elektronenmikroskopie, thermische Analysenmethoden.

Messdatenauswertung und Qualitätsmanagement:

Ausgewählte Qualitätsmanagementsysteme und Normen, Ressourcenmanagement, Zertifizierung, Akkreditierung, Audit.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die grundlegende Bedeutung der Hybridisierung und der Hybridorbitale in der organischen Chemie verstehen;

– die Systematik organischer Verbindungen, die Einteilung nach funktionellen Gruppen, die Formelschreibweise und die Grundbegriffe der Nomenklatur verstehen und diese anwenden;

– die Grundlagen der Stereochemie verstehen und deren Nomenklatur anwenden;

– typische Reaktionen dieser Stoffklassen, ihre Herstellung, Vorkommen, Verwendung und ihre Auswirkungen auf die Umwelt wiedergeben und verstehen;

– bestimmte Reaktionsmechanismen auf konkrete Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Grundlagen der Organischen Chemie:

Hybridisierung und Bindungstypen; Systematik funktioneller Gruppen, Grundlagen der Stereochemie, Reaktionstypen und Reaktionsmechanismen, induktive und mesomere Effekte.

Kohlenwasserstoffe und deren Halogenide:

Nomenklatur, ausgewählte Vertreter, Darstellung, Eigenschaften.

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– typische Reaktionen der in diesem Semester besprochenen Stoffklassen, ihre Herstellung, Vorkommen, Verwendung und ihre Umweltrelevanz benennen und verstehen;

– bestimmte Reaktionsmechanismen auf konkrete Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Alkohole, Ether, Amine, Aldehyde und Ketone:

Nomenklatur, ausgewählte Vertreter, Darstellung, typische Reaktionen, ausgewählte Mechanismen und Eigenschaften.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– typische Reaktionen der in diesem Semester besprochenen Stoffklassen, ihre Herstellung, Vorkommen, Verwendung und ihre Umweltrelevanz benennen;

– bestimmte Reaktionsmechanismen auf konkrete Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Carbonsäuren und -derivate:

Nomenklatur, ausgewählte Vertreter, Darstellung, typische Reaktionen und Eigenschaften. Aromatische Kohlenwasserstoffe, Schwefelverbindungen.

Ausgewählte Metallorganische Verbindungen.

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– typische Reaktionen der in diesem Semester besprochenen Stoffklassen, ihre Herstellung, Vorkommen, Verwendung und ihre Umweltrelevanz benennen und Verstehen;

– bestimmte Reaktionsmechanismen auf konkrete Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Substituierte Aromaten:

Nomenklatur, ausgewählte Vertreter, Darstellung, typische Reaktionen und Eigenschaften.

Aminosäuren und andere bifunktionelle Verbindungen:

Nomenklatur, ausgewählte Vertreter, Darstellung, typische Reaktionen und Eigenschaften.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– Projektionsarten zur Darstellung von chiralen Molekülen benennen und können deren Konfiguration bestimmen sowie auf konkrete Beispiele anwenden;

– die wichtigsten Synthesestrategien benennen und diese im Hinblick auf das organisch präparative Labor anwenden und umsetzen;

– typische Reaktionen der in diesem Semester besprochenen Stoffklassen, ihre Herstellung, Vorkommen, Verwendung und ihre Umweltrelevanz verstehen und anwenden;

– bestimmte Reaktionsmechanismen auf konkrete Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Grundlagen der Organischen Chemie:

Grundlagen der präparativen Labortechnik, Synthesestrategien, Literaturrecherche, Ansatz- und Ausbeuteberechnungen, Charakterisierung organischer Verbindungen. Sicherheitsmaßnahmen im Laboratorium, Vorkehrungen zur Entsorgung und Aufarbeitung von Rückständen und Lösungsmitteln. Optische Aktivität und Chiralität, Projektionsarten.

Kohlenhydrate:

Einteilung, Reaktionen, Benennung, Charakterisierung ausgewählter Vertreter dieser Stoffklasse.

Heterocyclische Verbindungen:

Herstellung, typische Reaktionen, Nomenklatur, Charakterisierung ausgewählter Vertreter dieser Stoffklasse.

Terpene einschließlich Steroide.

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Gewinnung, die Herstellung, die Eigenschaften und die Verarbeitung ausgewählter organischer Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte verstehen;

– die Umweltrelevanz dieser Stoffe erkennen.

Lehrstoff:

Technologie von Fetten und Ölen:

Struktur, typische Reaktionen und Eigenschaften.

Technologie der Tenside:

Einteilung, Herstellung, Eigenschaften.

Technologie der Farbstoffe:

Einteilung, Herstellung, Eigenschaften.

Polymere:

Einteilung nach verschiedenen Eigenschaften, Reaktionsmechanismen bei der Herstellung.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Bildungs- und Lehraufgabe :

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Gewinnung, die Herstellung, die Eigenschaften und die Verarbeitung ausgewählter organischer Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte verstehen;

– die Umweltrelevanz dieser Stoffe erkennen.

Lehrstoff:

Technologie von Erdöl und Erdgas:

Exploration, Förderung, Transport, Raffinerie, Verarbeitungsprodukte, Eigenschaften, Verwendung.

Polymere:

Rohstoffe, Herstellung, Eigenschaften, Verwendung, Charakterisierung ausgewählter Vertreter dieser Stoffklasse, Recycling.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Gewinnung, die Herstellung, die Eigenschaften und die Verarbeitung ausgewählter organischer Rohstoffe, Zwischen- und Endprodukte erkennen und benennen;

– die Umweltrelevanz dieser Stoffe erkennen.

Lehrstoff:

Technologie spezieller organischer Verbindungen.

I. Jahrgang (1. und 2. Semester):

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Zellstrukturen und die Funktion von Zellorganellen verschiedener Lebensformen benennen;

– die Mechanismen, die zur Vielfalt des Lebens geführt haben, begreifen;

– unterschiedliche biologische Systeme benennen und Nutzen und Gefahren von Mikroorganismen abschätzen;

– Zellen an Hand morphologischer Kriterien unterscheiden.

Lehrstoff:

Grundlagen der Zellbiologie:

Zellaufbau; Struktur, Funktion und Dynamik von Zellorganellen; Unterschiede zwischen Archaea, Bakterien und Eukaryoten; Mechanismen der Evolution, Phänotyp/Genotyp, Entstehung der Eukaryoten, Entwicklung der Vielzelligkeit und Zelldifferenzierung.

Grundlegende Systematik:

Klassifizierung, Artbegriff; Überblick über den Bau und die Funktion pflanzlicher und tierischer Gewebe.

Grundlagen der Mikrobiologie:

Bedeutung von Mikroorganismen für Stoffkreisläufe, Umwelt/Mensch und technische Prozesse; Morphologie, Eigenschaften und Vermehrung von Mikroorganismen, Viren und Bacteriophagen.

Lichtmikroskopie:

Grundlagen, Präparations- und Färbetechniken.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Prinzipien der Vererbung erkennen und diese auf Beispiele anwenden;

– Verfahren und Ereignisse, die zu Veränderungen des Erbmaterials führen, kritisch hinterfragen und Auswirkungen beurteilen.

Lehrstoff:

Grundlagen der Vererbung und Genetik:

Mitose, Meiose, Rekombination, Mendelsche Genetik, Mutation, Selektion, Erbkrankheiten.

Fortpflanzungsbiologie:

Moderne Reproduktionstechnologien, ethische Fragestellungen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– mikrobiologische Arbeitstechniken zur Kultivierung, Identifikation und Quantifizierung von Mikroorganismen erkennen und diese je nach Problemstellung auswählen;

– Maßnahmen zur Gewährleistung steriler Arbeitsbedingungen sowie sicherheitstechnische Maßnahmen in einem mikrobiologischen Labor erkennen;

– die Wirkungsweise von Krankheitserregern erkennen.

Lehrstoff:

Arbeitsmethoden der Mikrobiologie:

Sterile Arbeitstechniken, Kultivierungsmethoden, Isolierung und Anreicherung von Mikroorganismen, Reinzuchtverfahren, mikrobielles Wachstum, Keimzahlbestimmung;

Angewandte Mikrobiologie:

Krankheitserreger, Infektion, Pathogenität, Toxine; Wirkungsweise von Antibiotika, Nachweis von Bakterien, Pilzen mit klassischen Methoden, Grundlagen der Zellkulturtechnik.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau, die Struktur und chemische Eigenschaften von biologischen Makromolekülen benennen;

– die Grundlagen der Replikation und der Proteinbiosynthese erkennen und die Prinzipien auf Beispiele anwenden.

Lehrstoff:

Molekularbiologie:

Aufbau, Struktur von biologischen Makromolekülen: Proteine, Nukleinsäuren; Dynamik des Genoms – Replikation, Transkription, Translation, Regulation der Genexpression.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– gentechnische Basismethoden verstehen und diese je nach Problemstellung auswählen;

– Prinzipien der Vererbung auf molekularbiologischer Ebene erkennen und Verfahren und Ereignisse, die zu Veränderungen des Erbmaterials führen, kritisch hinterfragen und Auswirkungen beurteilen.

Lehrstoff:

Molekularbiologie:

Plasmide, Grundlagen der DNA – Rekombinationstechnik, PCR, Prinzipien des Gentransfers; genetische Veränderungen von tierischen und pflanzlichen Zellen. Stammzellen und ihr therapeutischer Einsatz; Richtlinien zur Qualitätssicherung.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Funktion, Eigenschaften und praxisrelevante Anwendungen von wichtigen Proteingruppen erkennen;

– grundlegende Strategien und Abläufe von Stoffwechselwegen mit Fokus auf biotechnologische Prozesse erkennen; Fermentationsprozesse planen und die dafür notwendigen apparativen Einrichtungen sinnvoll kombinieren;

– Methoden zur analytischen Verfolgung von Fermentationen auswählen und die Kinetik anhand vorgegebener Messdaten bestimmen.

Lehrstoff:

Eigenschaften und Funktionen von biologischen Makromolekülen:

Enzyme, Katalyse, Enzymkinetik, Bestimmung von Enzymaktivitäten; Antikörper, Aufbau und Wirkungsweise; Transportproteine, Strukturproteine.

Biomembranen:

Aufbau, Transportmechanismen.

Stoffwechselprozesse und Energieumsatz:

Prinzipien des Stoffwechsels, Energetik biochemischer Reaktionen, Energiezustand der Zelle.

Stoffwechselüberblick:

Ausgewählte katabole und anabole Stoffwechselwege in Zusammenhang mit biotechnologischen Prozessen.

Fermentationstechnik:

Funktion und Design von Bioreaktoren, Reinigung und Sterilisation, Nährmedien, Auswahl und Anzucht geeigneter Mikroorganismen, Prozessführung bei Fermentationsmethoden.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– aufgrund der Kenntnis der Struktur und Eigenschaften von Makromolekülen Methoden zur Isolierung, Anreicherung und Charakterisierung von biologischen Makromolekülen entwickeln und die Anreicherung dokumentieren und interpretieren;

– Nachweismethoden biologisch aktiver Makromoleküle benennen und je nach Problemstellung Teststrategien entwickeln;

– klassische und etablierte biotechnologische Produktionsverfahren anwenden;

– Gärungsprozesse planen und deren Realisierung abschätzen.

Lehrstoff:

Bioanalytik:

Gewinnung und Anreicherung von biologischen Makromolekülen; Zellaufschluss, Probenvorbereitung und –konzentrierung; Elektrophoretische Trenn- und Detektionsverfahren, biochromatographische Methoden, Zentrifugationstechniken, immunologische Testverfahren.

Biotechnologische Verfahren:

Alkoholische Gärung, Citronensäuregärung und Essigsäuregärung;

Biotechnologische Anwendungen in der Lebensmitteltechnik, Umwelttechnik, Medizin und Landwirtschaft; Biotechnologische Methoden zur Herstellung neuer Werkstoffe und erneuerbarer Energie.

II. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Schemata technischer Anlagen verstehen, einfache Schemata selbst erstellen und diese erläutern;

– die Grundlagen der Fördertechnik verstehen und diese Kenntnisse für konkrete Aufgabenstellungen anwenden.

Lehrstoff:

Darstellungen in der Verfahrenstechnik:

Technische Zeichnungen, Verfahrensschemata; Rohrleitungs- und Instrumenten-Schemata.

Fördertechnik:

Strömungslehre, Elemente zur Fortleitung/Dosierung von Gasen, Flüssigkeiten und festen Stoffen, Rohrleitungen/Verbindungselemente, Armaturen, Sicherheitsarmaturen, Förderung von Flüssigkeiten und Gasen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau und die Funktionsweise der in der Praxis häufig verwendeten Apparate, Maschinen und Grundoperationen zur Stoffvereinigung, Zerkleinerung und Stofftrennung verstehen und diese Kenntnisse für konkrete Aufgabenstellungen anwenden;

– die Sicherheitsmaßnahmen bei der technischen Umsetzung und im Anlagenbau verstehen und diese anwenden.

Lehrstoff:

Chemische Verfahrenstechnik und Anlagen:

Mechanische Verfahrenstechnik; Stoffvereinigung, Zerkleinerung, Stofftrennung.

Sicherheitstechnik:

Maßnahmen im chemischen Technikum und Anlagenbau, beim Explosions- und Brandschutz.

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau und Einsatz von elektronischen Mess- und Regelanlagen in der Prozessautomatisierung verstehen und anwenden;

– die grundlegenden Begriffe und Gesetzmäßigkeiten der Zustandsformen und Phasengleichgewichte von Reinstoffen verstehen und mit Hilfe mathematischer Formulierungen diese beschreiben und anwenden, sowie in Diagrammen darstellen.

Lehrstoff:

Mess- und Regeltechnik:

Grundelemente der Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik, Prozessleitsysteme.

Grundlagen der physikalischen Chemie:

Zustandsgleichungen idealer und realer Gase, Kritische Größen, Kinetische Theorie des idealen Gases, Zustandsgrößen flüssiger und fester Stoffe, Grenzflächenerscheinungen, Oberflächenspannung, Adsorption.

Phasengleichgewichte:

Phasenumwandlungen von Reinstoffen, Dampfdruck, Siedepunkt, Gefrierpunkt, Phasendiagramme, Clausius-Clapeyron’sche Gleichung.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– den Aufbau und die Funktionsweise der in der Praxis häufig verwendeten Apparate, Maschinen und Grundoperationen Extraktion, Trocknung und Kristallisation verstehen und diese Kenntnisse für konkrete Aufgabenstellungen anwenden und einfache Stoffbilanzen dieser Anlagen erstellen;

– die grundlegenden Begriffe und Gesetzmäßigkeiten der Elektrochemie und Phasengleichgewichte von Mehrstoffsystemen verstehen und mit Hilfe mathematischer Formulierungen diese beschreiben und anwenden, sowie in Diagrammen darstellen.

Lehrstoff:

Thermische Verfahrenstechnik:

Extraktion, Trocknung, Kristallisation.

Phasengleichgewichte:

Phasengleichgewichte von Mehrstoffsystemen, Phasengesetz, ideale Gasmischungen. Lösungen, kolligative Eigenschaften, Dampfdruckdiagramme, Siedediagramme, Schmelzdiagramme.

Elektrochemie:

Elektrolytische Dissoziation, Elektroden, elektrochemisches Potential.

IV. Jahrgang:

7.Semester – Kompetenzmodul 7:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Grundlagen zur Bilanzierung von verfahrenstechnischen Anlagen verstehen und diese anwenden;

– die grundlegenden Begriffe und Gesetzmäßigkeiten der Wechselwirkungen zwischen stofflichen und energetischen Veränderungen verstehen und mit Hilfe mathematischer Formulierungen diese beschreiben und anwenden, sowie in Diagrammen darstellen.

Lehrstoff:

Thermische Verfahrenstechnik:

Technische Wärmelehre, Kreisprozesse.

Chemische Thermodynamik:

Molwärme, innere Energie und Enthalpie, Reaktions- und Bildungsenthalpien, Kalorimetrie und Thermoanalyse, Entropie, freie Energie und Enthalpie, chemisches Potential, Anwendung thermodynamischer Gesetze zur Berechnung chemischer Gleichgewichte.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Grundlagen zur Bilanzierung von verfahrenstechnischen Anlagen verstehen und diese anwenden;

– den Aufbau und die Funktionsweise der in der Praxis häufig verwendeten Apparate, Maschinen und Grundoperationen der Wärmeübertragung und Reaktionstechnik verstehen und diese Kenntnisse für konkrete Aufgabenstellungen anwenden;

– die grundlegenden Begriffe und Gesetzmäßigkeiten der Wechselwirkungen zwischen stofflichen und energetischen Veränderungen inklusive deren zeitlichem Verlauf beschreiben und mit Hilfe mathematischer Formulierungen diese beschreiben und anwenden, sowie in Diagrammen darstellen.

Lehrstoff:

Thermische Verfahrenstechnik:

Wärmeübertragung, Reaktoren.

Reaktionskinetik:

Geschwindigkeit, Ordnung und Mechanismus chemischer Reaktionen, Kinetische Messmethoden, Folge- und Simultanreaktion, Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit, homogene und heterogene Katalyse, Anwendung der empirischen Reaktionskinetik.

Transportvorgänge.

Diffusion.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Grundlagen zur Bilanzierung von verfahrenstechnischen Anlagen verstehen und anwenden;

– den Aufbau und die Funktionsweise der in der Praxis häufig verwendeten Apparate, Maschinen und die Grundoperationen der Destillation, Rektifikation, Adsorption sowie Absorption benennen und verstehen und können diese Kenntnisse für konkrete Aufgabenstellungen anwenden;

– verfahrenstechnische Anlagen zur Emissionsminderung und zur Rohstoffrückgewinnung, und den Unterschied zwischen vorsorgenden Umweltschutzmaßnahmen und End-of–Pipe Technologien erkennen und anwenden.

Lehrstoff :

Thermische Verfahrenstechnik:

Verdampfung, Destillation, Rektifikation, Adsorption, Absorption.

Energie- und Umwelttechnik:

Energiewirtschaft, Bilanzen und Stoffstromanalysen, Kreislaufwirtschaft, Cleaner Production.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– verfahrenstechnische Anlagen zur Emissionsminderung und zur Rohstoffrückgewinnung sowie den Unterschied zwischen vorsorgenden Umweltschutzmaßnahmen und End-of–Pipe Technologien verstehen und anwenden;

– die Sicherheitsmaßnahmen, die einschlägigen Normen und Vorschriften für chemisch-technische Anlagen benennen und anwenden.

Lehrstoff:

Sicherheitstechnik:

Grundlegende Rechtsvorschriften, apparative sicherheitstechnische Vorkehrungen, Sicherheitsanalyse.

Energie- und Umwelttechnik:

Kosten-Nutzenanalyse, Abfallwirtschaft, Abgasreinigung, Abwasserbehandlung.

Bildungs- und Lehraufgabe aller Bereiche:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die im jeweiligen Bereich gebräuchlichen Werk- und Hilfsstoffe sowie die Arbeitsmethoden gemäß den einschlägigen Regelwerken erläutern;

– die Anordnungen der Sicherheitsunterweisung und Einschulung berücksichtigen.

Lehrstoff aller Bereiche:

Laborbetrieb und Laborordnung; Sicherheitsunterweisung, Einschulung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; Instandhaltung; Recycling.

I. Jahrgang (1. und 2. Semester):

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die in chemischen Laboratorien verwendeten Chemikalien, Geräte und Apparate unter Berücksichtigung der Sicherheitsmaßnahmen sowie der toxikologischen und ökologischen Aspekte gewandt handhaben;

– die chemischen Eigenschaften ausgewählter anorganischer Elemente und Verbindungen erkennen und einfache Stoffsysteme qualitativ und quantitativ trennen bzw. analysieren;

– ihre Arbeit sachgerecht dokumentieren.

Lehrstoff:

Laboratoriumstechnik:

Grundoperationen der chemischen Laboratoriumstechnik, Handhabung von Laboratoriumsgeräten, Unfallvermeidung, Erste Hilfe und Verhalten in Notfällen, Chemikalienkennzeichnung und -handhabung, Herstellung von Reagenzlösungen, Entsorgung und Recycling, Untersuchungen zum Ablauf chemischer Reaktionen. Grundlagen der Glasbearbeitung.

Qualitative Analyse:

Prinzip eines Trennungsganges, wichtige Gruppenreaktionen und Einzelnachweisreaktionen.

II. Jahrgang:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 3. und 4. Semester (Kompetenzmodule 3 und 4) erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– in der beruflichen Praxis übliche nasschemische und einfache instrumentelle Analysenmethoden benennen und verstehen;

– die Untersuchungsergebnisse – angepasst an den theoretischen Informationsstand – grafisch, rechnerisch und EDV-gestützt auswerten und interpretieren.

Lehrstoff:

Quantitative Analyse:

Gravimetrische und volumetrische Bestimmungen von Einzelstoffen und Stoffgemischen.

Analysemethoden und Datenauswertung:

Elektrochemische Messverfahren, Photometrie und weitere optische Methoden, Ionentausch, einfache chromatographische Methoden, EDV-gestützte Datenauswertung.

III. Jahrgang:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 5. und 6. Semester (Kompetenzmodule 5 und 6) erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– in der beruflichen Praxis übliche instrumentelle Analysenmethoden, ihre Einsatzbereiche und Grenzen verstehen und anwenden;

– die Untersuchungsergebnisse auch EDV-gestützt sachgerecht auswerten und interpretieren.

Lehrstoff:

Elektrochemische Methoden, Verfahren für Probenvorbereitung und Probenaufschluss, Chromatographie, Atom- und Molekülspektrometrie, einfache statistische Prüfverfahren, Qualitätskontrolle und Kalibrierung von Messmitteln.

Bildungs- und Lehraufgabe aller Bereiche:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die im jeweiligen Bereich gebräuchlichen Werk- und Hilfsstoffe sowie die Arbeitsmethoden gemäß den einschlägigen Regelwerken erläutern;

– die Anordnungen der Sicherheitsunterweisung und Einschulung berücksichtigen.

Lehrstoff aller Bereiche:

Laborbetrieb und Laborordnung; Sicherheitsunterweisung, Einschulung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; Instandhaltung; Recycling.

III. Jahrgang:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 5. und 6. Semester (Kompetenzmodule 5 und 6) erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die in den Laboratorien verwendeten Geräte, Apparate und Chemikalien unter Berücksichtigung der Sicherheitsmaßnahmen und der Umweltaspekte fachgerecht handhaben und die Untersuchungsergebnisse sachlich richtig dokumentieren und berichten;

– technisch-analytische und chemisch-technologische Aufgaben aus der beruflichen Praxis unterschiedlicher Fachbereiche mit den zweckmäßigsten Methoden lösen und technologische Produkte herstellen oder modifizieren;

– mikrobiologische und molekularbiologische Arbeitstechniken einsetzen.

Lehrstoff:

Chemisch-technologisches Laboratorium und verfahrenstechnisches Laboratorium:

Ausgewählte Verfahren aus dem Bereich der anorganischen, organischen bzw. Bio- und Umwelttechnologie.

Biochemisch-mikrobiologisches Laboratorium:

Einschulung in die grundlegenden biochemischen und mikrobiologischen Arbeitstechniken, Nachweis- und Testverfahren.

IV. Jahrgang:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 7. und 8. Semester (Kompetenzmodule 7 und 8) erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– für eine gegebene Problemstellung geeignete mikrobiologische und molekularbiologische Methoden auswählen und unter Einsatz von Qualitätsmanagement-Elementen durchführen;

– die Fachliteratur der organischen Chemie nutzen, daraus Arbeitsvorschriften adaptieren, Synthesen von organischen Stoffen durchführen und die Methoden zur Charakterisierung der Produkte anwenden;

– die apparativen Hilfsmittel zweckmäßig einsetzen, kennen die Sicherheitsmaßnahmen zur Verhinderung von Laboratoriumsunfällen sowie Umwelt- und Gesundheitsschäden und sind mit den Vorkehrungen zur Entsorgung und Aufarbeitung von Rückständen und Lösungsmitteln vertraut;

– technisch-analytische und chemisch-technologische Aufgaben aus der beruflichen Praxis unterschiedlicher Fachbereiche mit den zweckmäßigen Methoden lösen und können technologische Produkte herstellen oder modifizieren.

Lehrstoff:

Organisch-chemisches Laboratorium:

Aufbau von Apparaturen, Arbeitstechniken, Ansatzberechnung und Dokumentation der Arbeit; Herstellung von Ein- und Mehrstufenpräparaten unter Anwendung der wichtigsten Reaktionstypen der organischen Chemie, Isolierung aus Naturstoffen, Reinheits- und Identitätsuntersuchungen.

Biochemisch-mikrobiologisches Laboratorium, chemisch-technologisches Laboratorium und verfahrens-technisches Laboratorium:

Grundoperationen der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik; Qualitätsprüfung und Charakterisierung industrieller Roh-, Halb- und Fertigprodukte aus dem Umfeld der anorganischen, organischen oder biochemischen-mikrobiologischen Technologie; Entsorgung und Recycling von Laborabfällen; Herstellung, Modifizierung und Untersuchung von technologischen Produkten und Naturstoffen, Werkstoffprüfungen.

Zur Vorbereitung auf die Diplomarbeit werden geeignete Aufgabenstellungen als projektorientierte Arbeiten durchgeführt.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 9. und 10. Semester erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– technische Aufgaben aus der beruflichen Praxis des Fachbereichs chemische Verfahrenstechnik mit chemischen Grundverfahren (Unit Operations) im Pilotmaßstab lösen und Bilanzierungen dieser Grundverfahren durchführen;

– einfache Aufgaben der Mess- und Regeltechnik durchführen und die Untersuchungsergebnisse protokollieren;

– geeignete Prüfmethoden für physikalisch-chemische Problemstellungen auswählen, die Messergebnisse auswerten und die Berechnung und graphische Darstellung physikalisch-chemischer Größen auch durch Einsatz elektronischer Datenverarbeitungsanlagen vornehmen;

– eine dem Problem angemessene Literaturstudie erstellen und umfassende schriftliche Projektdokumentationen verfassen, in denen die Ergebnisse aller Teilschritte zusammengefasst sind.

Lehrstoff:

Chemisch-technologisches Laboratorium und verfahrenstechnisches Laboratorium:

Erstellung und Interpretation von Verfahrensfließbildern; komplexere verfahrenstechnische Aufgabenstellungen; Validierung und Modifizierung von Untersuchungsmethoden, Qualitätsprüfung und Charakterisierung industrieller Roh-, Halb- und Fertigprodukte; mess- und regeltechnische Aufgabenstellungen.

Physikalisch-chemisches Laboratorium:

Untersuchung von Gleichgewichten, Phasen- und Löslichkeitsdiagramme, Untersuchung von elektrischen und optischen Eigenschaften, Eigenschaften von Flüssigkeiten (Oberflächenspannung, Viskosität), thermische und kalorische Eigenschaften, reaktionskinetische Messungen.

Bereich Spezielle Umwelttechnologien*):

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Eigenschaften und die Verarbeitung nachwachsender organischer Rohstoffe, die daraus gewonnenen Zwischen- und Endprodukte, sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt darstellen und erklären.

– die Bedeutung aktueller Gesetze und Verordnungen für das Fachgebiet einschätzen.

Lehrstoff:

Vertiefend zu den Inhalten des Pflichtgegenstandes „Organische Chemie“ werden die folgenden nachwachsenden Rohstoffe (NAWARO) sowie deren technologisch relevante Produkte vorgestellt und teilweise experimentell im „Laboratorium für angewandte Technologien“ erprobt.

Zucker:

Rohstoffe, Gewinnung, Ersatzstoffe, technologische Anwendungen.

Stärke und Stärkederivate:

Rohstoffe, Verarbeitung, Eigenschaften und technische Verwendung sowohl der nativen als auch der modifizierten Stärken sowie der Derivate daraus, Berücksichtigung von umwelttechnischen Aspekten.

Pflanzliche Öle, Fette und Wachse:

Rohstoffe, Gewinnung und Verarbeitung, Produkte, Eigenschaften, Verwendung speziell am technischen Sektor unter besonderer Berücksichtigung von umwelttechnischen Gesichtspunkten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Eigenschaften und die Verarbeitung nachwachsender organischer Rohstoffe, die daraus gewonnenen Zwischen- und Endprodukte, sowie deren Auswirkungen auf die Umwelt darstellen und erklären;

– die Bedeutung aktueller Gesetze und Verordnungen für das Fachgebiet einschätzen.

Lehrstoff:

Wasch- und Reinigungsmittel:

Rohstoffe, Zusammensetzung von Waschmittelformulierungen und deren Wirkungsweise sowie Verarbeitung unter Berücksichtigung umweltrelevanter Eigenschaften.

Holz- und Zellstoffverarbeitungsprodukte:

Rohstoffe, Verarbeitung und Gewinnung insbesondere von Zellulose, Produkte, Eigenschaften, Verwendung wie etwa Papierherstellung oder Chemiefaserproduktion unter Berücksichtigung umwelttechnischer Aspekte.

oder

Bereich Technologie der Oberflächenbeschichtung*):

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– mechanische und chemische Verfahren zur Vorbehandlung und Beschichtung von Werkstoffoberflächen benennen, Vor- und Nachteile dieser Werkstoffe nennen und geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen ergreifen;

– ökonomische und ökologische Kriterien zur Auswahl der verschiedenen Beschichtungssysteme nennen und die Bedeutung aktueller Gesetze und Verordnungen für das Fachgebiet einschätzen.

Lehrstoff:

Korrosion:

Korrosionsmechanismen und Korrosionsschutz, Werkstoffauswahl, Holzschutz.

Mechanische Verfahren:

Vorbehandlung von metallischen, mineralischen, thermoplastischen und duroplastischen Oberflächen sowie von Holz durch Schleifen, Bürsten, Sandstrahlen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– mechanische und chemische Verfahren zur Vorbehandlung und Beschichtung von Werkstoffoberflächen benennen, Vor- und Nachteile dieser Werkstoffe nennen und geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen ergreifen;

– ökonomische und ökologische Kriterien zur Auswahl der verschiedenen Beschichtungssysteme nennen und die Bedeutung aktueller Gesetze und Verordnungen für das Fachgebiet einschätzen.

Lehrstoff:

Chemische Verfahren zur Vorbehandlung und Reinigung von Metallen und Kunststoffen:

Entfetten, Beizen, Phosphatieren, Passivieren.

Beschichtungssysteme:

Lacke und Anstrichmittel auf Lösungsmittelbasis und auf Wasserbasis, Pulverlacke, Holzschutzmittel, Klebstoffe, Email, Eloxieren, Galvanisieren, Auswahlkriterien.

Beschichtungsverfahren organischer Systeme:

Manuelle, maschinelle und elektrische Verfahren, neue Technologien.

oder

Bereich Angewandte Technologie Leder*):

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Rohwaren nach deren Eigenschaften, Einarbeitung und Veredlung beurteilen und kennen die chemischen Vorgänge und Abläufe bei der Lederherstellung und bei der Hilfsstoffsynthese;

– einschlägige Entsorgungsverfahren und Vermeidungstechnologien und die wirtschaftlichen Aspekte der Leder- und Rauwarenherstellung benennen und beschreiben.

Lehrstoff:

Vorbereitung der Lederverarbeitung:

Histologie der Haut, Eiweißarten, Quellungsverhalten von Kollagenen, Eiweißreaktionen; Hautarten, Rohhautfehler und -merkmale, Hauthandel, Qualitätsbeurteilung der Rohhaut; flächenmäßige Einteilung der Haut; Konservierungsverfahren; Gerbmittel – Gerbstoffe, Reaktionen mit Eiweiß; Maschinelle Einrichtungen.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Rohwaren nach deren Eigenschaften, Einarbeitung und Veredlung beurteilen und die chemischen Vorgänge und Abläufe bei der Lederherstellung und bei der Hilfsstoffsynthese benennen;

– einschlägige Entsorgungsverfahren und Vermeidungstechnologien und die wirtschaftlichen Aspekte der Leder- und Rauwarenherstellung anwenden.

Lehrstoff:

Lederherstellung:

Prozessschritte der Lederherstellung, Nasswerkstätte, Gerbung, Nasszurichtung, Finish, mechanische Prozesse; Chemische Hilfsmittel; Abwasserbilanz; Vermeidungstechnologien, Verwertungsstrategien für Nebenprodukte, Teilstrombehandlungen; einschlägige aktuelle Gesetz- und Regelwerke. Lederarten und Eigenschaften. Lederfehler sowie deren Ursachen; Gegenüberstellung von Leder – Pelz – Pergament- Lederersatzstoffen.

*) Aus den Bereichen „Spezielle Umwelttechnologien“, „Technologie der Oberflächenbeschichtung“ bzw. „Angewandte Technologie Leder“ ist ein Bereich zu wählen.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Probenahme-, Probenvorbereitungs- und Analysenverfahren zur Lösung umweltanalytischer Aufgaben sowie Grenzen und Fehlerquellen der jeweiligen Methoden beschreiben und den weiteren Entwicklungen des Spezialgebietes folgen;

– bei der Begutachtung der Untersuchungsergebnisse verschiedener Analysen eine Gefährdungsabschätzung und Bewertung im Sinne der jeweils aktuellen Umweltgesetzgebung durchführen.

Lehrstoff:

Analytische Problemlösungsstrategien:

Probenahme, Konservierung, Aufschlussverfahren, Anreicherungs- und Trenntechniken, Methodenwahl. Umweltrelevante Summenparameter. Emissions- und Immissionsmessung von Schadgasen und Stäuben, Fernerkundungsmethoden.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Probenahme-, Probenvorbereitungs- und Analysenverfahren zur Lösung umweltanalytischer Aufgaben sowie Grenzen und Fehlerquellen der jeweiligen Methoden beschreiben und den weiteren Entwicklungen des Spezialgebietes folgen;

– bei der Begutachtung der Untersuchungsergebnisse verschiedener Analysen eine Gefährdungsabschätzung und Bewertung im Sinne der jeweils aktuellen Umweltgesetzgebung durchführen.

Lehrstoff:

Spurenanalytik:

Qualitative und quantitative Erfassung von umweltrelevanten Einzelstoffen oder gemeinsam erfassbaren Stoffgruppen. Umweltrelevante gesetzliche Grundlagen und Grenzwerte.

Auswertung von Messergebnissen:

Einsatz der elektronischen Datenverarbeitung zur Auswertung von Messdaten. Statistische Auswertungen zur Bestimmung der Zuverlässigkeit von Messmethoden.

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die ökonomischen Vorteile eines durchdachten Abfallmanagementsystems, Konzepte zur Sanierung von Altlasten beschreiben und die für die Durchführung von Umweltschutzmaßnahmen bedeutsamen Managementkonzepte anwenden und verantwortlich aufbauen;

– kausale Zusammenhänge von Ursachen, Wirkungen und Folgen von Umweltbelastungen erkennen, sowie kleinräumige von globalen Umweltproblemen unterscheiden;

– die für den jeweiligen Betrieb zutreffenden umweltrelevanten Rechtsvorschriften in der geltenden Fassung auswählen und kennen die Behördenzuständigkeit und die gebräuchliche Vollzugspraxis.

Lehrstoff:

Abfallwirtschaft:

Begriffsdefinitionen, Sicherung und Sanierung von Altlasten und Altstandorten an Hand von Fallbeispielen.

Luft und Luftreinhaltung:

Luftschadstoffe und ihre Auswirkung auf Mensch, Fauna, Flora und Sachgüter, meteorologische Einflüsse auf die Ausbreitung von Luftschadstoffen, Luftgütemessnetz und Grenzwerte, Treibhausgase und Klimaveränderung.

Umweltrecht:

Prinzip der österreichischen Rechtsordnung und des EU-Rechtes; aktuelle Gesetze und Regelwerke auf dem Sektor Abfallwirtschaft.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die ökonomischen Vorteile eines durchdachten Abfallmanagementsystems, Konzepte zur Sanierung von Altlasten beschreiben und die für die Durchführung von Umweltschutzmaßnahmen bedeutsamen Managementkonzepte anwenden und verantwortlich aufbauen;

– kausale Zusammenhänge von Ursachen, Wirkungen und Folgen von Umweltbelastungen erkennen, sowie kleinräumige von globalen Umweltproblemen unterscheiden;

– die für den jeweiligen Betrieb zutreffenden umweltrelevanten Rechtsvorschriften in der geltenden Fassung auswählen und kennen die Behördenzuständigkeit und die gebräuchliche Vollzugspraxis.

Lehrstoff:

Recycling:

Sammelsysteme, innerbetriebliche und externe Recyclingmaßnahmen, Rückgewinnung von Rohstoffen; Umweltmanagementsysteme und integrierte Managementsysteme.

Wasser- und Wasserreinhaltung:

Wasservorräte, Wasserqualität, Erhebung der Gewässergüte, hydrologische und limnologische Grundlagen, Hydrologie, Limnologie, Gewässerverschmutzung und –sanierung.

Umweltrecht:

Aktuelle Gesetze und Regelwerke auf den Sektoren Luft, Wasser, Chemikalien, Anlagengenehmigung.

Bildungs- und Lehraufgabe aller Bereiche:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die im jeweiligen Bereich gebräuchlichen Werk- und Hilfsstoffe sowie die Arbeitsmethoden gemäß den einschlägigen Regelwerken erläutern;

– die Anordnungen der Sicherheitsunterweisung und Einschulung berücksichtigen.

Lehrstoff aller Bereiche:

Laborbetrieb und Laborordnung; Sicherheitsunterweisung, Einschulung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; Instandhaltung; Recycling.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 9. und 10. Semester erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– technisch-analytische und chemisch-technologische Aufgaben zur Herstellung, Bearbeitung und zu den Eigenschaften anorganischer und organischer Rohstoffe und Endprodukte in selbstorganisierter Teamarbeit lösen;

– die benötigten Unterlagen durch eine gezielte Literaturrecherche bereit stellen, einen Projektplan aufstellen und die Ergebnisse fachgerecht dokumentieren und interpretieren;

– ihre Arbeit sachgerecht dokumentieren, die Untersuchungsergebnisse statistisch absichern und auswertenund mit den in Normen oder Verordnungen enthaltenen Grenzwerten vergleichen.

Lehrstoff:

Durchführung von gegenstandsübergreifenden Übungen und Projekten aus den Gegenständen „Umweltanalytik“, „Umweltschutzmanagement“ und „Angewandte Technologien“.

Identifizierung und Charakterisierung anorganischer und organischer Rohstoffe, Zwischen- und Fertigprodukte.

Anwendungstechnologien.

Isolierung, Veredelung und Untersuchung von Naturstoffen für verschiedene Einsatzzwecke.

Bestimmung von Umweltschadstoffen in Wasser-, Boden- Luft-und Lebensmittelproben.

Bestimmung von Summenparametern, Validierung von Analysenverfahren.

C. Verbindliche Übung

SOZIALE UND PERSONALE KOMPETENZ

Siehe Anlage 1.

Pflichtgegenstände der alternativen Ausbildungsschwerpunkte

B.1 Biochemie und Molekulare Biotechnologie

„Allgemeine und anorganische Chemie“, „Analytische Chemie und Qualitätsmanagement“, „Organische Chemie“, „Biochemie und Mikrobiologie“, „Physikalische Chemie, Verfahrens, Energie- und Umwelttechnik“, „Analytisches Laboratorium“ und „Technologisches Laboratorium“:

Siehe Abschnitt B.

1.8 ANGEWANDTE MIKROBIOLOGIE UND GENTECHNIK

III. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– Methoden zur mikrobiologischen Charakterisierung, Anreicherung und Selektion von Mikroorganismen benennen;

– die Grundlagen der DNA-Rekombinationstechnik und der DNA-Analytik verstehen;

– die rechtlichen Rahmenbedingungen für gentechnisches Arbeiten verstehen;

– Vor- und Nachteile verschiedener Expressionssysteme umsetzen und geeignete Expressionssysteme auswählen und ihre Auswahl argumentieren;

– einzelne Schritte einer Klonierung planen.

Lehrstoff:

Angewandte Mikrobiologie:

Zellzuchtmethoden, Stammhaltung und Screeningverfahren zur Stammverbesserung.

Gentechnik:

Rechtliche Grundlagen für gentechnisches Arbeiten gemäß dem GTG´94 idgF. und der aktuellen EU-Rechtsvorschriften;

Rekombinations- und Klonierungstechniken, Expressionssysteme, Restriktionsverdau, Konstruktion von Expressionsvektoren, Primer-Design.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– gentechnische Verfahrensweisen berschreiben und ihre Kenntnisse zur Kontrolle von Wachstumsbedingungen für die selektive Zellzucht anwenden;

– Methoden zur Mutagenese erkennen und einfache Mutagenesen planen;

– Methoden zur DNA-Synthese und Methoden der Expressions – Analytik beschreiben;

– grundlegende bioinformatische Operationen zur Analyse von Genen beschreiben.

Lehrstoff:

Gentechnik:

Transformation und Transfektion, Nachweis der Genexpression in Mikroorganismen und höheren Zellen, DNA-RNA-Analytik, High Throughput Screening Verfahren; Mutagenesemethoden; Einsatz von Fachliteratur für Nachweisverfahren und zur Methodenentwicklung.

Bioinformatik:

Datenbanken, Sequenzvergleich und Strukturvorhersage.

1.9 BIOCHEMIE UND BIOANALYTIK

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die grundlegenden Strategien und Mechanismen zur Vernetzung und Regulation von Stoffwechselwegen auf der Ebene von Zellen und Organen verstehen;

– Vorgänge bei der Lebensmittelherstellung und Bearbeitung beschreiben.

Lehrstoff:

Stoffwechselprozesse und Regulation:

Kohlenhydratstoffwechsel, Fettstoffwechsel, Biosynthese, Reifung, Transport und Abbau von Proteinen, Koordination und hormonelle Steuerung des Metabolismus, Mechanismen der Stoffwechselregulation; Mechanismen der Signaltransduktion.

Lebensmittelchemie:

Lebensmittelinhaltstoffe, Zusatzstoffe, lebensmittelrechtliche Beurteilung.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die Prozesse der Immunantwort beschreiben;

– die Schritte von der Gewinnung bis zur diagnostischen und therapeutischen Anwendung von Immunglobulinen planen;

– wesentliche Methoden zur Strukturaufklärung und Identifizierung von Biomolekülen beschreiben.

Lehrstoff:

Molekulare Zellwechselwirkungen:

Funktionsweise des Immunsystems, Fehlverhalten des Immunsystems, molekulare Kontrolle und Fehlfunktion des Zellwachstums (Krebs, Apoptose).

Bioanalytik:

Herstellung, Reinigung und Charakterisierung poly- und monoklonaler Antikörper und deren labortechnische und therapeutische Anwendung; chemische Modifikation und Strukturaufklärung von Biopolymeren, DNA-Sequenzierung, Proteinsequenzierung, relevante molekülspektroskopische Methoden.

1.10 BIOTECHNOLOGIE UND FERMENTATIONSTECHNIK

IV. Jahrgang:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die verfahrens– und apparatetechnischen Grundlagen biotechnologischer Verfahren beschreiben;

– mikrobiologische Prozesse vom Labormaßstab in den technischen Maßstab upscalen;

– gärungstechnische Verfahren analysieren und alternative bzw. optimierte Varianten implementieren.

Lehrstoff:

Fermentationstechnik:

Bioprozesstechnik, Up- und Downstreamprocessing, Scale up und Modellierung biotechnologischer Verfahren.

Biotechnologische Verfahren:

Aufbereitungs-, Reinigungs- und Recyclingverfahren, Methoden der aeroben und anaeroben Abwasserreinigung; Enzymtechnologie, Biokatalyse und Biotransformation.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die wichtigsten Zielrichtungen und Aufgaben moderner biotechnologischer Verfahren benennen;

– Funktionsabläufe biotechnologischer Produktionen beschreiben und Daten und Messergebnisse sinngemäß interpretieren.

Lehrstoff:

Biotechnologische Verfahren:

Ausgewählte fermentative Produkte des Primär- und Sekundärstoffwechsels.

Zellkulturtechnik:

Gewinnung und Kultivierung tierischer Zellen; Herstellung von Impfstoffen, Antikörpern und therapeutischen Proteinen; Biotechnologie pflanzlicher Zellen sowie Methoden und Anwendungen der pflanzlichen Zellkultur.

1.11 LABORATORIUM FÜR MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE

Bildungs- und Lehraufgabe aller Bereiche:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die im jeweiligen Bereich gebräuchlichen Werk- und Hilfsstoffe sowie die Arbeitsmethoden gemäß den einschlägigen Regelwerken erläutern;

– die Anordnungen der Sicherheitsunterweisung und Einschulung berücksichtigen.

Lehrstoff aller Bereiche:

Laborbetrieb und Laborordnung; Sicherheitsunterweisung, Einschulung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; Instandhaltung; Recycling.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 9. und 10. Semester erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– mikrobiologische Techniken zur Planung neuer Aufgabenstellungen einsetzen und miteinander kombinieren;

– Methoden zur DNA-Charakterisierung entwickeln und durchführen;

– Arbeiten mit rekombinanter DNA zur Konstruktion spezieller Stämme in der Sicherheitsstufe eins planen und selbstständig durchführen und die manipulierten Zellen fermentativ darstellen;

– Methoden zum Nachweis von gentechnischen Unterschieden bzw. genetischen Veränderungen in biologischen Produkten entwickeln und durchführen.

Lehrstoff:

Praxisrelevante mikrobiologische und molekularbiologische Verfahren:

Vermehrung und Wachstumsverhalten von Mikroorganismen – Zellzuchtmethoden, Ermittlung von Wachstumsparametern, Einfluss von Antibiotika und Desinfektionsmitteln; Identifikation von Mikroorganismen und Untersuchung von biologischen Produkten mittels mikrobiologischer und molekularbiologischer Methoden.

Isolierung und Nachweis von Nukleinsäuren aus verschiedenen Organismen.

DNA-Rekombinationsmethoden, Transformation und Transfektion von Mikroorganismen und höheren Zellen, DNA-Analytik; Fermentationsverfahren mit Hilfe klassischer Mikroorganismen und gentechnisch veränderter Mikroorganismen; Bioinformatik, Umgang mit Datenbanken.

1.12 LABORATORIUM FÜR BIOCHEMISCHE TECHNOLOGIE UND BIOANALYTIK

Bildungs- und Lehraufgabe aller Bereiche:

Die Schülerinnen und Schüler können

– die im jeweiligen Bereich gebräuchlichen Werk- und Hilfsstoffe sowie die Arbeitsmethoden gemäß den einschlägigen Regelwerken erläutern;

– die Anordnungen der Sicherheitsunterweisung und Einschulung berücksichtigen.

Lehrstoff aller Bereiche:

Laborbetrieb und Laborordnung; Sicherheitsunterweisung, Einschulung; Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung; Instandhaltung; Recycling.

V. Jahrgang – Kompetenzmodul 9:

Die Zuordnung der Bildungs- und Lehraufgaben und des Lehrstoffs der nachstehenden Laboratoriumsbereiche zum 9. und 10. Semester erfolgt nach Maßgabe der räumlichen und sonstigen organisatorischen Gegebenheiten.

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler können

– spezifische Methoden zum Nachweis und Studium von Biomolekülen auswählen und einsetzen;

– Produkte mit biologischen Inhaltsstoffen nach einer Gesamtanalyse aufgrund gesetzlicher Richtlinien beurteilen;

– Strategien zur Anreicherung und Charakterisierung von Biomolekülen entwickeln, umsetzen und dokumentieren;

– Fermentationen analytisch verfolgen, steuern und Produkte aufarbeiten.

Lehrstoff:

Praxisrelevante biochemisch technologische und bioanalytische Verfahren:

Kinetik enzymatischer Reaktionen, Ermittlung von Kenngrößen und Wirkungsoptima; Herstellung von Gewebe- und Zellhomogenisaten, Isolierung, Anreicherung und Charakterisierung von Biomolekülen und Aufreinigung rekombinanter Proteine unter Anwendung biochromatographischer Methoden, Membran- und Zentrifugationstechniken und selektiver Extraktions- und Konzentrierungsmethoden; Nachweis und Identifizierung von Biomolekülen mittels immunologischer, elektrophoretischer und molekülspektroskopischer Methoden.

Analyse von Inhalts- und Zusatzstoffen biologischer Produkte, Gesamtanalyse und Beurteilung nach gesetzlichen Richtlinien; Analytische Verfolgung und Kinetik von Fermentationsprozessen, Anwendung von Enzymen für Stoffumsetzungen, Immobilisierung, Aufarbeitung von Fermentationsprodukten.