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Wiley-VCH Weitere Titel dieses Verlages anzeigen
| Evolution, Energetik und Bau der Pflanzenzelle | ||
| 1 | Einstieg in die Biologie pflanzlicher Zellen | 3 |
| 1.1 Die Progenoten und die Evolution dreier | ||
| grundlegender Erfordernisse des | ||
| Lebens | 3 | |
| 1.1.1 Abgrenzung von der Umgebung: | ||
| Fette und Lipide | 4 | |
| 1.1.2 Emanzipation von der Umgebung: | ||
| Polynucleotide und Peptide | 7 | |
| 1.1.3 Speicherung und Weitergabe von | ||
| Information: Ribonucleinsäure (RNA) | ||
| und Desoxyribonucleinsäure (DNA) | 8 | |
| 1.2 Die Prokaryonten und die Realisierung | ||
| der drei grundlegenden Erfordernisse | ||
| des Lebens | 8 | |
| 1.3 Besondere Eubakterien: | ||
| Die Cyanobakterien als prokary Otis che | ||
| Algen | 9 | |
| 1.4 | Die Eukaryonten-Zellen | 11 |
| 1.5 Endosymbiontentheorie der Evolution | ||
| eukaryotischer Zellen | 15 | |
| 1.5.1 Die Urkaryonten und ihr Erwerb | ||
| von Organellen | 15 | |
| 1.5.2 Cytologische und zellbiologische Belege | ||
| für die Endosymbiontentheorie | 16 | |
| 1.5.3 | Rezente Endosymbiosen | 17 |
| 1.5.4 | Symbiogenese | 17 |
| 1.5.5 | Hydrogen-Hypothese | 19 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 20 | |
| Weiterführende Literatur | 21 | |
| 2 | Bioenergetik | 23 |
| 2.1 | Fließgleichgewichte und Bioenergetik | 23 |
| 2.2 Wärme und Arbeit sind verschiedene | ||
| Formen von Energie | 25 | |
| 2.3 Die Entropie bestimmt die Richtung | ||
| von Prozessen | 26 | |
| 2.4 Die „Freie Energie" ist ein Maß | ||
| für nutzbare Energie | 27 | |
| 2.5 Die Energiekoppelung bei | ||
| biochemischen Umsetzungen | 28 | |
| 2.6 Die Energiekoppelung bei biophysikalischen | ||
| Umsetzungen mit Licht | 31 | |
| 2.6.1 | Halobakterien | 31 |
| 2.6.2 Durch Licht energetisierte | ||
| Redoxreaktionen | 31 | |
| 2.6.3 | Photosynthese betreibende Eubakterien | 34 |
| 2.6.4 Photosynthese höher entwickelter | ||
| Formen | 36 | |
| 2.6.5 Evolution der Elektronen- | ||
| übertragungsketten der Photosynthese | ||
| und der Atmung | 36 | |
| 2.7 | Die Enzyme | 37 |
| 2.7.1 | Aktivierungsenergie und Biokatalyse | 37 |
| 2.7.2 | Stoffliche Eigenschaften von Enzymen | 38 |
| 2.7.3 | Wirkungsweise der Enzyme | 38 |
| 2.7.4 | Kinetik der Biokatalyse | 39 |
| 2.7.5 | Regulierbare Enzyme | 42 |
| 2.7.6 | Isoenzyme | 43 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 45 | |
| Weiterführende Literatur | 46 | |
| 3 Plasmamembran, Tonoplast | ||
| und Vakuole | 47 | |
| 3.1 Plasmamembran und Tonoplast begrenzen | ||
| Apoplast, Cytoplasma und Vakuole | 47 | |
| 3.2 | Der Membranaufbau | 47 |
| 3.3 | Transportprozesse | 48 |
| 3.3.1 | Die passive Permeation | 48 |
| 3.3.2 Der primär aktive Transport | ||
| von Protonen | 51 | |
| 3.3.3 | Die Carrier-Mechanismen | 54 |
| 3.3.4 | Die Kanäle | 54 |
| 3.3.5 | Die Porine | 57 |
| 3.3.6 | Der sekundär aktive Transport | 57 |
| 3.4 Die Vakuolen und Lysosomen: Speicher- | ||
| funktionen und hydrolytische Enzyme | 58 | |
| 3.5 | Die Osmose und der Turgor | 58 |
| 3.6 Die Messung der | ||
| Wasserhaushaltsparameter | 62 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 64 | |
| Weiterführende Literatur | 65 | |
| Funktionen der Pflanzenzelle | ||
| 4 Cytoplasma: Struktur | ||
| und Stoffwechselprozesse | 69 | |
| 4.1 | Die Begriffe | 69 |
| 4.2 | Das Cytosol und das Cytoskelett | 69 |
| 4.3 | Die Stoffwechselprozesse im Cytosol | 72 |
| 4.3.1 | Kohlenhydrate als Energiereserven | 72 |
| 4.3.2 Mobilisierung der | ||
| Reservekohlenhydrate | 73 | |
| 4.3.3 | Glykolyse | 73 |
| 4.3.4 | Lipidstoffwechsel | 82 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 82 | |
| Weiterführende Literatur | 83 | |
| 5 | Mitochondrien und Atmung | 85 |
| 5.1 | Struktur der Mitochondrien | 85 |
| 5.2 | Atmung | 87 |
| 5.2.1 | Biochemische Umsetzungen | 87 |
| 5.2.2 Mitochondriale Elektronentransport- | ||
| und Redoxkette | 90 | |
| 5.3 Oxidative Phosphorylierung: | ||
| ATP-Bildung durch den mitochondrialen | ||
| F0/F x-ATPase-Komplex | 96 | |
| 5.4 Energiebilanz des vollständigen oxidativen | ||
| Abbaus der Glucose in der Atmung | 97 | |
| 5.5 Transport von Metaboliten durch die | ||
| Mitochondrienmembran | 98 | |
| 5.6 Kohlenhydratabbau als Sammelbecken | ||
| im Stoffwechsel | 100 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 102 | |
| Weiterführende Literatur | 104 | |
| 6 Piastiden und ihre Funktionen: | ||
| Photosynthese, Hexoseoxidation, | ||
| Fettsäurebiosynthese | 105 | |
| 6.1 | Piastiden | 105 |
| 6.1.1 | Piastiden als Zellorganellen | 105 |
| 6.1.2 | Größe und Gestalt | 107 |
| 6.1.3 | Struktureller Feinbau | 107 |
| 6.2 Der strahlungsabhängige biophysikalische | ||
| Primärprozess der Photosynthese | 110 | |
| 6.2.1 Elektromagnetische Strahlung: | ||
| Lichtquanten, Wellenlänge | ||
| und Energie | 110 | |
| 6.2.2 | Pigmente der Photosynthese | 112 |
| 6.2.3 Anregung des Chlorophylls | ||
| durch Lichtabsorption | 113 | |
| 6.2.4 Lichtsammelantennen | ||
| und Photosysteme | 118 | |
| 6.2.5 Bildung von Reduktionsäquivalenten | ||
| (NADPH) beim Elektronentransport | ||
| der Lichtreaktion | 121 | |
| 6.2.6 Bildung von ATP durch die | ||
| Photophosphorylierung | 125 | |
| 6.3 Nutzung der Redox-(NADPH) und | ||
| Phosphorylierungs-(ATP) Äquivalente | ||
| und Energiebilanz der C02-Reduktion | 127 | |
| 6.4 Kohlenhydrat-Stoffwechsel | ||
| in den Chloroplasten | 128 | |
| 6.4.1 | Hexosesynthese und Hexoseoxidation | 128 |
| 6.4.2 | C02-Assimilation | 129 |
| 6.4.3 | Hexose-Abbau: Glucose-Oxidation | 131 |
| 6.4.4 Die regenerierenden Phasen: | ||
| reduktiver und oxidativer | ||
| Pentosephosphatzyklus | 131 | |
| 6.4.5 Funktionen und Regulation | ||
| des reduktiven und oxidativen | ||
| Pentosephosphatzyklus | 134 | |
| 6.5 Synthese weiterer Endprodukte der | ||
| photosynthetischen C02-Assimilation | 134 | |
| 6.5.1 Export von Metaboliten | ||
| aus den Chloroplasten | 134 | |
| 6.5.2 | Stärke und Saccharose | 134 |
| 6.5.3 | Fettsäuren | 135 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 138 | |
| Weiterführende Literatur | 141 | |
| 7 Dictyosomen, Glyoxysomen | ||
| und Peroxisomen | 143 | |
| 7.1 | Dictyosomen | 143 |
| 7.2 | Glyoxysomen und Peroxisomen | 145 |
| 7.2.1 | Glyoxysomen | 145 |
| 7.2.2 | Die Peroxisomen | 149 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 152 | |
| Weiterführende Literatur | 153 | |
| 8 | Die Zellwand | 155 |
| 8.1 Chemische Zusammensetzung | ||
| der Zellwände | 156 | |
| 8.1.1 | Pectinstoffe: Protopectine und Pectine | 156 |
| 8.1.2 | Hemicellulosen | 156 |
| 8.1.3 | Cellulose | 158 |
| 8.1.4 | Kailose | 160 |
| 8.1.5 Chitin: Ein Sonderfall unter | ||
| den Zellwandsubstanzen | 160 | |
| 8.1.6 | Zellwandproteine | 160 |
| 8.2 Biosynthese der chemischen | ||
| Zellwandkomponenten | ||
| und ihre Kompartimentierung | 160 | |
| 8.3 | Entwicklung der Zellwand | 162 |
| 8.4 | Bau der Zellwand | 164 |
| 8.4.1 | Hierarchie der Cellulosestrukturen | 164 |
| 8.4.2 | Textur der Cellulosefibrillen | 166 |
| 8.4.3 | Primärwand | 167 |
| 8.4.4 | Sekundärwand und Tertiärwand | 167 |
| 8.5 | Durchbrechungen in Zellwänden | 168 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 171 | |
| Weiterführende Literatur | 172 | |
| 9 | Aminosäuren und Proteine | 173 |
| 9.1 Die Aminosäuren | ||
| und ihre Eigenschaften | 173 | |
| 9.2 Die Kondensation von Aminosäuren | ||
| zu Peptiden | 176 | |
| 9.3 | Proteine und ihre Eigenschaften | 177 |
| 9.4 | Die Strukturhierarchie der Proteine | 179 |
| 9.4.1 | Primärstruktur | 179 |
| 9.4.2 | Sekundärstruktur | 180 |
| 9.4.3 | Tertiärstruktur | 181 |
| 9.4.4 | Quartärstruktur | 184 |
| 9.5 | Die Funktionen der Proteine | 184 |
| 9.6 Posttranslationale | ||
| Proteinmodifikationen | 185 | |
| 9.7 Der Stoffwechsel der Aminosäuren | ||
| und Proteine | 186 | |
| 9.7.1 | Synthese von Aminosäuren | 186 |
| 9.7.2 | Umsatz der Proteine | 186 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 188 | |
| Weiterführende Literatur | 190 | |
| 10 Naturstoffe: | ||
| Pflanzen als vielseitige Synthetiker | ||
| Ein Überblick | 191 | |
| Terpenoide | 191 | |
| Phenole | 193 | |
| 10.4 Alkaloide und organische Basen | ||
| Porphyrine | 203 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 205 | |
| Weiterführende Literatur | 206 | |
| 11 | MineralstofFernährung | 207 |
| 11.1 Autotrophic: Nährelemente | ||
| und Spurenelemente | 207 | |
| 11.2 Die Rolle von Pflanzen im Stickstoff- | ||
| und Schwefelstoffwechsel | ||
| von Ökosystemen | 209 | |
| 11.3 | Der Stoffwechsel des Stickstoffs | 211 |
| 11.3.1 | Nitrataufnahme und Nitratreduktion | 211 |
| 11.3.2 | Fixierung von Luftstickstoff | 211 |
| 11.4 | Der Stoffwechsel des Schwefels | 215 |
| 11.5 | Der Stoffwechsel des Phosphors | 217 |
| 11.6 | Die Carnivorie | 217 |
| 11.7 Anorganische Ionen als | ||
| besondere Standortfaktoren | 221 | |
| 11.7.1 | Salinität | 221 |
| 11.7.2 | Calcium und Eisen | 223 |
| 11.7.3 | Belastung durch Metalle | 225 |
| 11.7.4 | Anionen des Bor, Arsen und Selen | 226 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 227 | |
| Weiterführende Literatur | 229 | |
| 12 Das Genom und die | ||
| genetische Regulation | 231 | |
| 12.1 | Der Zellkern | 231 |
| 12.1.1 Der Zellkern mit den Chromosomen | ||
| als Kontrollzentrum der Zelle | 231 | |
| 12.1.2 Das Chromatin und | ||
| die Chromosomen | 233 | |
| 12.1.3 | Die Kern- und Zellteilung: Mitose | 234 |
| 12.2 Kern-Genom und Vererbung: | ||
| Die MENDELSchen Regeln | 239 | |
| 12.3 | Die extrachromosomale Vererbung | 242 |
| 12.4 Die Modifikationen und | ||
| die Mutationen | 243 | |
| 12.5 | Die genetische Regulation | 245 |
| 12.5.1 | Genetischer Code | 245 |
| 12.5.2 Autokatalytische Funktion der DNA: | ||
| Replikation | 245 | |
| 12.5.3 Heterokatalytische Funktion der DNA: | ||
| Transkription durch RNA-Polymerase | 247 | |
| 12.5.4 | Translation und Proteinsynthese | 250 |
| 12.5.5 | Regulation der Genaktivität | 252 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 256 | |
| Weiterführende Literatur | 258 | |
| Pflanzenorganismen | ||
| 13 | Algen | 261 |
| 13.1 Die eukaryotischen Algen im System | ||
| der Organismen | 261 | |
| 13.2 Leben im Wasser und die Pigmente | ||
| der Algen | 262 | |
| 13.3 Die vegetativen Entwicklungstendenzen | ||
| und Lebensweisen der Algen | 263 | |
| 13.3.1 | Monadale Organisationsstufe | 265 |
| 13.3.2 Entwicklung von einzelligen | ||
| Flagellaten zu mehrzelligen Kolonien | ||
| mit Arbeitsteilung | 265 | |
| 13.3.3 Coccale Organisationsstufe: | ||
| Verlust der freien Beweglichkeit | 267 | |
| 13.3.4 | Trichale Organisationsstufe | 269 |
| 13.3.5 | Siphonale Organisationsstufe | 270 |
| 13.3.6 Entwicklung von einfachen Zellfäden | ||
| zu komplexen Thalli | 270 | |
| 13.4 Die generativen | ||
| Entwicklungstendenzen | 277 | |
| 13.4.1 | Mitosen, Sexualität und Meiose | 277 |
| 13.4.2 | Isogamie, Anisogamie, Oogamie | 281 |
| 13.4.3 | Gametangien und Sporangien | 281 |
| 13.4.4 | Generationswechsel | 282 |
| 13.5 | Ein phylogenetischer Überblick | 288 |
| 13.6 Von den Algen der Streptophytina | ||
| zu den grünen Landpflanzen | 289 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 291 | |
| Weiterführende Literatur | 293 | |
| 14 | Bryophyten | 295 |
| 14.1 | Allgemeine Merkmale | 295 |
| 14.2 | Systematik und Phylogenie der Moose | 295 |
| 14.2.1 Thallose und foliose Lebermoose | ||
| (Marchantiophytina) | 296 | |
| 14.2.2 | Laubmoose (Bryophytina) | 299 |
| 14.2.3 | Hornmoose (Anthocerotophytina) | 301 |
| 14.3 Fortpflanzung und Vermehrung | ||
| der Moose | 301 | |
| 14.4 Wasserhaushalt und Lebensweise | ||
| der Moose | 306 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 310 | |
| Weiterführende Literatur | 310 | |
| 15 | Schleimpilze und Pilze | 311 |
| 15.1 | Allgemeine Merkmale | 311 |
| 15.2 | Ein systematischer Überblick | 311 |
| 15.2.1 | Organisationsform Schleimpilze | 313 |
| 15.2.2 | Organisationsform Pilze | 314 |
| 15.3 | Die Bedeutung der Pilze | 320 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 320 | |
| Weiterführende Literatur | 321 | |
| 16 Der Generationswechsel bei Farnen, | ||
| Gymnospermen und Angiospermen | ||
| und die Evolution von Blüten, Samen | ||
| und Früchten | 323 | |
| 16.1 Ur-Sprosspflanzen und | ||
| endständige Sporangien | 323 | |
| 16.2 | Telomtheorie | 324 |
| 16.3 Der Generationswechsel der | ||
| isosporen Farne | 325 | |
| 16.4 | Die Evolution der Blüten | 327 |
| 16.5 Der Generationswechsel | ||
| der heterosporen Farne | 329 | |
| 16.6 Die Gymnospermen: | ||
| Evolution der Samen | 331 | |
| 16.6.1 | Männliche Blüten und Pollenkörner | 331 |
| 16.6.2 | Weibliche Blüten und Samenanlagen | 333 |
| 16.6.3 Bestäubung, Befruchtung | ||
| und Samenbildung | 333 | |
| 16.6.4 | Phylogenetische Tendenzen | 334 |
| 16.7 Der versteckte Generationswechsel | ||
| der Angiospermen | 336 | |
| 16.7.1 | Staubblätter und Pollenkörner | 336 |
| 16.7.2 | Fruchtknoten und Samenanlagen | 337 |
| 16.7.3 Bestäubung, Befruchtung, Samen- | ||
| und Fruchtbildung | 337 | |
| 16.7.4 | Phylogenetische Tendenzen | 338 |
| 16.8 | Die Pollenübertragung | 342 |
| 16.8.1 | Bestäubungsmechanismen | 342 |
| 16.8.2 | Phylogenetische Tendenzen | 343 |
| 16.9 | Die Früchte | 344 |
| 16.10 Die Entwicklungstendenzen bei den | ||
| Angiospermen | 345 | |
| 16.11 Zusammenfassender Überblick | ||
| über die Klassen der Pteridophytina | ||
| und Spermatophytina | 351 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 351 | |
| Weiterführende Literatur | 353 | |
| Pflanzenorgane und Funktionen | ||
| 17 | Die Wurzel | 357 |
| 17.1 Die Wurzel als besonderes, neues Organ | ||
| der Sprosspflanzen (Kormophyten) beim | ||
| Übergang zum Leben an Land | 357 | |
| 17.2 | Der äußere Bau der Wurzeln | 359 |
| 17.3 | Der innere Bau der Primärwurzel | 362 |
| 17.3.1 | Wurzelhaube | 362 |
| 17.3.2 | Der Vegetationspunkt der Wurzel | 362 |
| 17.3.3 Die Streckungs- und | ||
| Differenzierungszone | 366 | |
| 17.3.4 | Die Wurzelhaarzone | 369 |
| 17.4 | Seitenwurzeln | 371 |
| 17.5 | Sekundäres Dickenwachstum | 373 |
| 17.6 Die Aufnahme von Wasser und Nährsalzen | ||
| durch die Wurzeln | 375 | |
| 17.7 | Die Metamorphosen der Wurzel | 377 |
| 17.8 Signalübertragung in der Rhizosphäre: | ||
| Allelopathie | 379 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 380 | |
| Weiterführende Literatur | 381 | |
| 18 | Die Sprossachse | 383 |
| 18.1 Die äußere Gliederung | ||
| der Sprossachse | 383 | |
| 18.2 | Die Verzweigung der Sprossachse | 384 |
| 18.3 | Der Vegetationskegel | 385 |
| 18.3.1 | Grundlage des Spitzenwachstums | 385 |
| 18.3.2 Regulation der | ||
| Stammzellenpopulation | 390 | |
| 18.3.3 Determination, Differenzierung | ||
| und Streckung der vom SAM | ||
| abgegebenen Zellen | 391 | |
| 18.4 | Der Bau der primären Sprossachse | 393 |
| 18.4.1 | Gewebe der primären Sprossachse | 393 |
| 18.4.2 | Leitbündel | 395 |
| 18.5 | Das sekundäre Dickenwachstum | 402 |
| 18.5.1 | Kambium | 402 |
| 18.5.2 | Holz | 404 |
| 18.5.3 | Sekundäre Rinde (Bast) | 407 |
| 18.5.4 | Sekundäres Abschlussgewebe | 407 |
| 18.5.5 Sekundäres Dickenwachstum | ||
| der Monokotyledonen | 409 | |
| 18.6 | Die Metamorphosen der Sprossachse | 409 |
| 18.7 Die physiologischen Leistungen | ||
| der Sprossachse | 411 | |
| 18.7.1 | Wassertransport im Xylem | 411 |
| 18.7.2 Ferntransport der Assimilate | ||
| im Phloem | 416 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 419 | |
| Weiterfuhrende Literatur | 421 | |
| 19 | Das Blatt | 423 |
| 19.1 | Die Blatttypen: Ein Überblick | 423 |
| 19.2 | Die Entwicklung der Blätter | 423 |
| 19.3 Die Keimblätter und | ||
| die Niederblätter | 425 | |
| 19.4 | Die Laubblätter | 426 |
| 19.4.1 | Äußere Gestalt | 426 |
| 19.4.2 Phyllotaxis: Stellung und | ||
| Ausrichtung der Blätter | 428 | |
| 19.4.3 | Innerer Aufbau der Blattspreite | 431 |
| 19.5 | Die Hochblätter | 440 |
| 19.6 | Die Metamorphosen des Blattes | 440 |
| 19.7 | Die Funktionsweise der Blätter | 442 |
| 19.7.1 | Gasaustausch | 442 |
| 19.7.2 | Photosynthese | 446 |
| 19.7.3 Xeromorphie der Blätter, ein Ausweg | ||
| aus dem Gaswechseldilemma der | ||
| Landpflanzen | 453 | |
| 19.7.4 | Hygrophyten und Hydrophyten | 453 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 457 | |
| Weiterführende Literatur | 459 | |
| Pflanzen in ihren Lebensräumen | ||
| 20 | Die Vegetation der Erde | 463 |
| 20.1 Die lokale Gliederung der Vegetation: | ||
| Die Pflanzengesellschaften | 463 | |
| 20.2 Die großräumige Gliederung | ||
| der Vegetation: Die Biome | 466 | |
| 20.3 Die Biome verschiedener | ||
| geographischer Breiten | 467 | |
| 20.4 Die Zonierung der Vegetation | ||
| durch die Höhenlage | 475 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 478 | |
| Weiterführende Literatur | 478 | |
| 21 | Abiotische Umweltfaktoren | 479 |
| 21.1 Netzwerk von fünf besonders wichtigen | ||
| abiotischen Umweltfaktoren | 479 | |
| 21.2 Ökosysteme und ihre Stoffkreisläufe | ||
| unter dem Einfluss der abiotischen | ||
| Umweltfaktoren | 480 | |
| 21.3 Umweltfaktoren als Stressoren: das | ||
| biologische Stresskonzept | 481 | |
| 21.4 | Der Faktor Licht | 483 |
| 21.4.1 Photomorphosen: Phytochrom, | ||
| Cryptochrom und Phototropin | 484 | |
| 21.4.2 | Photoperiodismus | 486 |
| 21.5 | Der Faktor Wasser | 489 |
| 21.6 | Der Faktor Mineralstoffe | 490 |
| 21.7 | Der Faktor Kohlendioxid | 490 |
| 21.7.1 | C02-Konzentrierungsmechanismen | 490 |
| 21.7.2 C4-Photosynthese und CAM als | ||
| C02-Konzentrierungsmechanismen | 491 | |
| 21.7.3 Der biochemische Reaktionsweg | ||
| der C4-Photosynthese | 493 | |
| 21.7.4 Der biochemische Reaktionsweg | ||
| des CAM | 495 | |
| 21.7.5 Ökophysiologische Anpassungen durch | ||
| C4-Photosynthese und CAM in Bezug | ||
| auf die Faktoren Kohlendioxid, Wasser | ||
| und Strahlung | 497 | |
| 21.8 | Der Faktor Temperatur | 503 |
| 21.9 Faktorenvernetzung: Das molekular- | ||
| genetische Regulationsnetz bei | ||
| der Verarbeitung von Temperatur- und | ||
| Lichtsignalen zur Blühinduktion | 506 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 508 | |
| Weiterführende Literatur | 511 | |
| 22 Biotische Umweltfaktoren: | ||
| Symbiose und Parasitismus | 513 | |
| 22.1 Definitionen und | ||
| allgemeine Gesichtspunkte | 513 | |
| 22.2 | Symbiosen | 514 |
| 22.2.1 | N2-fixierende Symbiosen | 514 |
| 22.2.2 | Symbiosen zwischen Pflanzen und Pilzen | 517 |
| 22.3 | Parasitismus bei Angiospermen | 526 |
| 22.3.1 | Halbschmarotzer (Hemiparasiten) | 527 |
| 22.3.2 | Vollschmarotzer (Holoparasiten) | 528 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 530 | |
| Weiterführende Literatur | 531 | |
| Regulation der pflanzlichen Entwicklung | ||
| 23 Molekulare Netzwerke der pflanzlichen | ||
| Entwicklungsbiologie: Wachstum, | ||
| Differenzierung, Altern und Tod | 535 | |
| 23.1 Einzeller, annuelle | ||
| und perennierende Pflanzen | 535 | |
| 23.2 Symmetriebrechung | ||
| und Polaritätsinduktion | 537 | |
| 23.3 Differenzierung, Korrelationen | ||
| und Musterbildung | 540 | |
| 23.4 Von der Samenkeimung | ||
| bis zur Samenbildung | 542 | |
| 23.4.1 | Samenkeimung | 542 |
| 23.4.2 | Fruchtwachstum und Samenbildung | 543 |
| 23.5 | Programmierter Zelltod (Apoptose) | 543 |
| 23.6 | Abscission | 544 |
| 23.7 | Altern und Tod der ganzen Pflanze | 545 |
| 23.8 Primäre und sekundäre molekulare | ||
| Botschafter und Signalnetze | 546 | |
| 23.8.1 Die Phytohormone: Primäre molekulare | ||
| Botschafter | 546 | |
| 23.8.2 Die chemische Charakterisierung der | ||
| Phytohormone | 547 | |
| 23.8.3 | Die Wirkungen der Phytohormone | 549 |
| 23.8.4 Der Nachweis von Phytohormonen: | ||
| Biologische Tests | 553 | |
| 23.8.5 Die Wirkungsweise | ||
| der Phytohormone | 554 | |
| 23.9 | Sekundäre molekulare Botschafter | 557 |
| 23.10 Die Ausbreitung molekularer Signale | ||
| und Musterbildung | 560 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 562 | |
| Weiterführende Literatur | 564 | |
| 24 | Physikalische Signale | 565 |
| 24.1 | Aktionspotenziale | 565 |
| 24.2 | Erregungsleitung | 566 |
| 24.3 | Reaktionen | 569 |
| 24.4 | Formative Wirkungen | 570 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 572 | |
| Weiterführende Literatur | 572 | |
| 25 Die Ausnutzung des | ||
| Lebensraums: Bewegungen | 573 | |
| Phänomene | 573 | |
| Äußerer Bewegungsverlauf | 573 | |
| Reaktionsarten | 575 | |
| Reizarten | 576 | |
| Bewegungsmechanismen | 576 | |
| Die Orientierung im Raum | 578 | |
| Gravitropismus | 578 | |
| Phototropismus | 584 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 588 | |
| Weiterführende Literatur | 589 | |
| 26 | Chronobiologie | 591 |
| 26.1 | Grundbegriffe und Konventionen | 591 |
| 26.2 | Die Phänomene | 592 |
| 26.3 | Die circadianen Rhythmen | 593 |
| 26.4 Die Regulationsnetzwerke circadianer | ||
| Rhythmik | 594 | |
| 26.4.1 Eingangs-, Oszillator- | ||
| und Ausgangsnetz werke | 594 | |
| 26.4.2 | Molekulare Grundlagen | 594 |
| 26.4.3 Eine einzige zentrale Uhr oder | ||
| viele selbstständige Oszillatoren? | 597 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 599 | |
| Weiterführende Literatur | 600 | |
| Pflanzen und aktuelle Herausforderungen | ||
| 27 | Biotechnologie | 603 |
| 27.1 | Sammler und Ackerbauer | 603 |
| 27.2 Konventionelle Biotechnologie | ||
| unabhängig von der | ||
| molekularbiologischen Revolution | 604 | |
| 27.3 | Molekulare Biotechnologie | 607 |
| 27.3.1 | Isolierung und Klonierung von Genen | 607 |
| 27.3.2 Transformation: Neue Eigenschaften | ||
| in Empfängerpflanzen | 609 | |
| 27.3.3 Unterdrückung vorhandener | ||
| Eigenschaften: Die Antisense und | ||
| die RNA-Interferenz-Technik | 612 | |
| 27.3.4 Selektion, Regeneration und Austesten | ||
| transgener Pflanzen | 613 | |
| 27.3.5 Neue Produkte der molekularbiologischen | ||
| Revolution | 615 | |
| 27.4 Nutzen und Risiken, Segen und Fluch: | ||
| die Ambivalenz unseres Tuns | 616 | |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 618 | |
| Weiterführende Literatur | 620 | |
| 28 Pflanzen als Ideengeber für Problem- | ||
| lösungen in der Technik: Bionik | 621 | |
| 28.1 | Was ist Bionik? | 621 |
| 28.2 | Merkmale der Bionik | 621 |
| 28.3 | Vorgehensweisen der Bionik | 622 |
| 28.3.1 | Abstraktions-Bionik | 623 |
| 28.3.2 | Analogie-Bionik | 629 |
| 28.4 Die Evolution als Vorbild | ||
| für Optimierungsverfahren | 637 | |
| 28.5 | Grenzen der Bionik | 638 |
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 638 | |
| Weiterführende Literatur | 639 | |
| Sachverzeichnis | 641 | |
