Artikel werden geladen
Verlag:
Duden Schulbuch Weitere Titel dieses Verlages anzeigen
| Inhaltsverzeichnis | ||||||
| 1 | Die Biologie - Wissenschaft von den Lebewesen | 11 | ||||
| 1.1 | Das "biologische Zeitalter" | 12 | ||||
| 1.1.1 | Die Biologie bestimmt unser Leben | 12 | ||||
| 1.1.2 | Kennzeichen des Lebendigen | 13 | ||||
| 1.1.3 | Organisation des Lebendigen | 14 | ||||
| 1.2 | Die Entwicklung der Biologie als Wissenschaft | 16 | ||||
| 1.2.1 | Die Anfänge in der Antike | 16 | ||||
| 1.2.2 | Ein neuer Anfang in der Renaissance | 17 | ||||
| 1.2.3 | Die Aufklärung | 18 | ||||
| 1.2.4 | Die Erfassung der Vielfalt | 19 | ||||
| 1.2.5 | Vitalismus und Mechanismus | 20 | ||||
| 1.2.6 | Die Evolutionslehre und ihre Folgen | 21 | ||||
| 1.2.7 | Molekulare Grundlagen | 23 | ||||
| 1.2.8 | Globale Zusammenhänge | 25 | ||||
| 1.3 | Biowissenschaften | 26 | ||||
| 1.3.1 | Teildisziplinen der Biowissenschaften | 26 | ||||
| 1.3.2 | Denk- und Arbeitsweisen der Biologie | 27 | ||||
| 1.3.3 | Beziehungen zu anderen Naturwissenschaften | 33 | ||||
| 1.3.4 | Beziehungen zu den Geisteswissenschaften | 34 | ||||
| 1.3.5 | Brückendisziplinen | 35 | ||||
| 2 | Grundbausteine des Lebens | 37 | ||||
| 2.1 | Kohlenstoff - das Element des Lebens | 38 | ||||
| 2.1.1 | Chemische Grundlagen | 38 | ||||
| 2.1.2 | Kohlenstoff als Element | 40 | ||||
| 2.1.3 | Kohlenstoffverbindungen | 42 | ||||
| 2.2 | Wasser - das Medium des Lebens | 46 | ||||
| 2.2.1 | Eigenschaften des Wassers | 46 | ||||
| 2.2.2 | Autoprotolyse des Wassers | 50 | ||||
| 2.3 | Makromoleküle - der Anfang der Vielfalt | 52 | ||||
| 2.3.1 | Proteine | 52 | ||||
| 2.3.2 | Kohlenhydrate | 57 | ||||
| 2.3.3 | Lipide | 61 | ||||
| 2.3.4 | Nucleinsäuren | 66 | ||||
| 2.3.5 | Andere bedeutende Biomoleküle | 68 | ||||
| 2.4 | Zellen und Zellbestandteile | 72 | ||||
| 2.4.1 | Die Zelle als Grundbaustein der Lebewesen | 72 | ||||
| 2.4.2 | Grundstrukturen: Membran, Fibrille, Granum | 76 | ||||
| 2.4.3 | Der Procyt - die Zelle der Prokaryoten | 79 | ||||
| 2.4.4 | Der Eucyt - die Zelle der Eukaryoten | 82 | ||||
| 2.4.5 | Viren, Viroide und Prionen | 90 | ||||
| 2.5 | Von Zellen zu Geweben und Organen | 94 | ||||
| 2.5.1 | Kern- und Zellteilung | 94 | ||||
| 2.5.2 | Einzeller und Vielzeller | 97 | ||||
| 2.5.3 | Zelldifferenzierung | 97 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Nanotubes - Miniröhrchen aus Kohlenstoff 41, Gibt es Wasser auf dem Mars? 49, Lipoproteine und ihre Bedeutung für den Fettstoffwechsel im Körper 65, Elektronenmikroskopische Präparationsmethoden 92, Die Entwicklung von Sinneshaaren bei Fruchtfliegen 102 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Kohlenstoff und Wasser 51, Makromoleküle 71, Zellen und Zellbestandteile 93, Von Zellen zu Geweben und Organen 103 | ||||||
| Aufgaben zu Grundbausteine des Lebens: | 104 | |||||
| 3 | Stoffwechsel und Energieumsatz | 107 | ||||
| 3.1 | Energieumsatz bei Stoffwechselvorgängen | 108 | ||||
| 3.1.1 | Stoffwechselwege | 108 | ||||
| 3.1.2 | Organismen leben von freier Energie | 109 | ||||
| 3.1.3 | ATP - Energieüberträger in Zellen oder in Lebewesen | 112 | ||||
| 3.1.4 | Ermittlung des Energieumsatzes | 113 | ||||
| 3.2 | Enzyme - die Katalysatoren im Organismus | 116 | ||||
| 3.2.1 | Verlauf enzymatischer Reaktionen | 116 | ||||
| 3.2.2 | Bau und Wirkung der Enzyme | 117 | ||||
| 3.2.3 | Enzymaktivität | 118 | ||||
| 3.3 | Aufbauender Stoffwechsel | 123 | ||||
| 3.3.1 | Fotosynthese | 123 | ||||
| 3.3.2 | Chemolithoautotrophie (Chemosynthese) | 130 | ||||
| 3.3.3 | Speicherung von chemischer Energie | 131 | ||||
| 3.4 | Abbauender Stoffwechsel | 133 | ||||
| 3.4.1 | Zellatmung | 133 | ||||
| 3.4.2 | Gärung - Energiefreisetzung ohne Sauerstoff | 139 | ||||
| 3.5 | Stofftransport bei Pflanzen | 141 | ||||
| 3.5.1 | Überblick | 141 | ||||
| 3.5.2 | Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen | 143 | ||||
| 3.5.3 | Wasser- und lonentransport in der Sprossachse | 145 | ||||
| 3.5.4 | Regulation der Transpiration | 146 | ||||
| 3.5.5 | Transport organischer Substanzen | 148 | ||||
| 3.6 | Verdauung, Atmung und Stofftransport bei Tieren | 150 | ||||
| 3.6.1 | Verdauung und Resorption | 150 | ||||
| 3.6.2 | Atmung und Atmungsorgane | 153 | ||||
| 3.6.3 | Herz und Blutkreislauf | 154 | ||||
| 3.6.4 | Ausscheidungsorgane und Ausscheidung | 158 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Chemisches Gleichgewicht und freie Energie 111, Enzyme in der Biotechnik 121, "Lichtatmung" (Glykolatzyklus) 129, Anaerobe Atmung 138, Spaltöffnungen regulieren die Transpiration 147, Herz- und Kreislauferkrankungen 155 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Energieumsatz bei Stoffwechselvorgängen 115, Enzyme - die Katalysatoren im Organismus 122, Aufbauender Stoffwechsel 132, Abbauender Stoffwechsel 140, Stofftransport bei Pflanzen 149, Verdauung, Atmung und Stofftransport bei Tieren 160 | ||||||
| Aufgaben zu Stoffwechsel und Energieumsatz: | 161 | |||||
| 4 | Steuerung, Regelung, Informationsverarbeitung | 165 | ||||
| 4.1 | Erregung und Erregungsleitung | 166 | ||||
| 4.1.1 | Biologische Grundlagen | 166 | ||||
| 4.1.2 | Erregbarkeit und Reaktion bei Algen und Pflanzen | 167 | ||||
| 4.1.3 | Erregbarkeit tierischer Zellen | 169 | ||||
| 4.1.4 | Erregungsleitung | 173 | ||||
| 4.1.5 | Erregungsübertragung zwischen den erregbaren Zellen | 174 | ||||
| 4.1.6 | Von der Reizaufnahme bis zur Reaktion | 177 | ||||
| 4.2 | Sinnesorgane | 179 | ||||
| 4.2.1 | Vermittler zwischen Organismus und Umwelt | 179 | ||||
| 4.2.2 | Lichtsinn | 181 | ||||
| 4.2.3 | Schallsinn | 183 | ||||
| 4.2.4 | Gleichgewichtssinn | 184 | ||||
| 4.2.5 | Hautsinne | 185 | ||||
| 4.2.6 | Chemischer Sinn | 186 | ||||
| 4.2.7 | Elektrischer Sinn und Magnetsinn | 186 | ||||
| 4.3 | Informationsverarbeitung und -speicherung | 189 | ||||
| 4.3.1 | Nervensysteme von Wirbellosen (Invertebraten) | 189 | ||||
| 4.3.2 | Nervensystem der Wirbeltiere (Vertebraten) | 190 | ||||
| 4.3.3 | Gedächtnis, Sprache, Bewusstsein | 194 | ||||
| 4.3.4 | Schlaf | 197 | ||||
| 4.3.5 | Psychoaktive Stoffe und Nervengifte | 198 | ||||
| 4.4 | Muskel und Bewegung | 201 | ||||
| 4.4.1 | Funktion der Muskelzellen | 202 | ||||
| 4.4.2 | Bewegung der Muskeln | 204 | ||||
| 4.5 | Hormone | 207 | ||||
| 4.5.1 | Das endokrine System der Wirbeltiere und des Menschen | 207 | ||||
| 4.5.2 | Kopplung von Nervensystem und Hormonsystem | 208 | ||||
| 4.5.3 | Das endokrine System der Wirbellosen | 211 | ||||
| 4.5.4 | Phytohormone | 211 | ||||
| 4.5.5 | Pheromone | 212 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Neurotransmitter 175, Elektrische Fische 187, Ohne Gedächtnis sind wir nichts 195, Erregungsleitung im Herzmuskel 205, Pflanzen, die um Hilfe rufen 213 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Erregung und Erregungsleitung 178, Sinnesorgane 188, Informationsverarbeitung und -speicherung 200, Muskel und Bewegung 206, Hormone 214 | ||||||
| Aufgaben zu Steuerung, Regelung, Informationsverarbeitung: | 215 | |||||
| 5 | Fortpflanzung, Wachstum, Entwicklung | 217 | ||||
| 5.1 | Fortpflanzung | 218 | ||||
| 5.1.1 | Fortpflanzung und Vermehrung | 218 | ||||
| 5.1.2 | Ungeschlechtliche Fortpflanzung | 218 | ||||
| 5.1.3 | Geschlechtliche Fortpflanzung | 219 | ||||
| 5.2 | Niedere Organismen | 223 | ||||
| 5.2.1 | Prokaryota | 223 | ||||
| 5.2.2 | Protista (Einzeller, Algen und Niedere Pilze) | 224 | ||||
| 5.2.3 | Pilze | 227 | ||||
| 5.3 | Pflanzen | 231 | ||||
| 5.3.1 | Fortpflanzung | 231 | ||||
| 5.3.2 | Wachstum und Differenzierung | 232 | ||||
| 5.3.3 | Reproduktionstechniken | 234 | ||||
| 5.4 | Tiere und Mensch | 238 | ||||
| 5.4.1 | Embryonalentwicklung bei Tieren | 238 | ||||
| 5.4.2 | Embryonalentwicklung des Menschen | 243 | ||||
| 5.4.3 | Entwicklungsstörungen und Reproduktionstechniken | 245 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Generationswechsel 221, Birnen-Gitterrost 229, Entstehung von Samenpflanzen aus Sporenpflanzen 236, Reproduktionsmethoden bei Kinderlosigkeit 246 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Fortpflanzung 222, Niedere Organismen 230, Pflanzen 237, Tiere und Mensch 249 | ||||||
| Aufgaben zu Fortpflanzung, Wachstum, Entwicklung: | 250 | |||||
| 6 | Genetik | 251 | ||||
| 6.1 | Molekulare Grundlagen der Vererbung | 252 | ||||
| 6.1.1 | Nucleinsäuren als Träger der genetischen Information | 252 | ||||
| 6.1.2 | Identische Replikation | 256 | ||||
| 6.1.3 | Vom Gen zum Protein | 259 | ||||
| 6.1.4 | Regulation der Genaktivität | 263 | ||||
| 6.1.5 | Modifikation | 266 | ||||
| 6.1.6 | Mutation | 268 | ||||
| 6.2 | Vererbungsregeln und ihre Anwendung | 275 | ||||
| 6.2.1 | Die mendelschen Vererbungsregeln | 275 | ||||
| 6.2.2 | Chromosomentheorie der Vererbung | 278 | ||||
| 6.2.3 | Vererbung beim Menschen | 281 | ||||
| 6.2.4 | Genmutationen beim Menschen | 285 | ||||
| 6.2.5 | Chromosomenaberrationen beim Menschen | 287 | ||||
| 6.3 | Gentechnik | 291 | ||||
| 6.3.1 | Grundlagen der Gentechnik | 291 | ||||
| 6.3.2 | Untersuchungsmethoden | 298 | ||||
| 6.3.3 | Anwendungen der Gentechnik | 304 | ||||
| 6.3.4 | Genkartierung | 306 | ||||
| 6.3.5 | Gentherapie | 308 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Transposons - "Springende Gene" 273, Artbildung durch Allopolyploidie 279, Der genetische Fingerabdruck 309 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Molekulare Grundlagen der Vererbung 274, Vererbungsregeln und ihre Anwendung 290, Gentechnik 310 | ||||||
| Aufgaben zur Genetik: | 311 | |||||
| 7 | Krankheit und Gesundheit | 317 | ||||
| 7.1 | Begriffe und Definitionen | 318 | ||||
| 7.1.1 | Gesundheit | 318 | ||||
| 7.1.2 | Krankheit | 319 | ||||
| 7.2 | Infektionskrankheiten des Menschen | 320 | ||||
| 7.2.1 | Übertragung und Verlauf von Infektionskrankheiten | 320 | ||||
| 7.2.2 | Subvirale Strukturen als Krankheitserreger | 322 | ||||
| 7.2.3 | Viren als Krankheitserreger | 323 | ||||
| 7.2.4 | Bakterien als Krankheitserreger | 326 | ||||
| 7.2.5 | Protisten als Krankheitserreger | 328 | ||||
| 7.2.6 | Pilze als Krankheitserreger | 330 | ||||
| 7.2.7 | Tiere als Krankheitserreger | 331 | ||||
| 7.3 | Immunbiologie | 333 | ||||
| 7.3.1 | Unspezifische Immunreaktion | 333 | ||||
| 7.3.2 | Spezifische Immunreaktion | 336 | ||||
| 7.3.3 | Aktive und passive Immunisierung | 341 | ||||
| 7.3.4 | Autoimmunerkrankungen | 343 | ||||
| 7.3.5 | Allergien | 345 | ||||
| 7.4 | Pflanzliche Abwehrsysteme | 349 | ||||
| 7.4.1 | Schutzmechanismen der Pflanzen | 349 | ||||
| 7.4.2 | Wirtschaftliche Anwendungen | 350 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Alte Viren - Neue Viren 325, Rheumatismus 344, Schutzmechanismen der ältesten Bäume der Welt 351 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Infektionskrankheiten des Menschen 332, Immunbiologie 348, Pflanzliche Abwehrsysteme 352 | ||||||
| Aufgaben zu Krankheit und Gesundheit: | 353 | |||||
| 8 | Evolution und biologische Vielfalt | 357 | ||||
| 8.1 | Zur Geschichte des Evolutionsgedankens | 358 | ||||
| 8.1.1 | Evolutionstheorien im Wandel der Zeiten | 358 | ||||
| 8.1.2 | Vorstellungen zur Entstehung des Lebens | 363 | ||||
| 8.2 | Indizien für die Evolution der Organismen | 369 | ||||
| 8.2.1 | Der gemeinsame Ursprung aller Lebewesen | 369 | ||||
| 8.2.2 | Fossilien als Belege für die Evolution | 370 | ||||
| 8.2.3 | Übergangsformen und lebende Fossilien | 374 | ||||
| 8.2.4 | Hinweise aus der Ontogenie | 375 | ||||
| 8.2.5 | Homologie und Analogie | 376 | ||||
| 8.2.6 | Rudimentäre Organe und Atavismen | 378 | ||||
| 8.3 | Evolutionsfaktoren und ihre Wirkung | 381 | ||||
| 8.3.1 | Die synthetische Theorie der Evolution | 381 | ||||
| 8.3.2 | Weiterentwicklung der synthetischen Theorie und alternative Theorien | 385 | ||||
| 8.4 | Symbiogenese | 389 | ||||
| 8.4.1 | Leben heißt zusammenleben | 389 | ||||
| 8.4.2 | Konkurrenz - Symbiose - Karpose - Antibiose | 390 | ||||
| 8.4.3 | Entstehung der Eukaryoten aus Prokaryoten (Endosymbiontentheorie) | 398 | ||||
| 8.5 | Stammesgeschichte und die Vielfalt der Lebewesen | 401 | ||||
| 8.5.1 | Ablaufformen der Evolution | 401 | ||||
| 8.5.2 | Stammbaumforschung | 404 | ||||
| 8.6 | Evolution des Menschen | 409 | ||||
| 8.6.1 | Verwandtschaft der Primaten | 409 | ||||
| 8.6.2 | Fossilgeschichte des Menschen | 413 | ||||
| 8.6.3 | Gibt es Menschenrassen? | 419 | ||||
| 8.6.4 | Geistige und kulturelle Evolution des Menschen | 422 | ||||
| 8.7 | Gliederung der Vielfalt (Systematik) | 424 | ||||
| 8.7.1 | Begriffe und Definitionen | 424 | ||||
| 8.7.2 | Domäne Archaea (Urbakterien, Archäen) | 429 | ||||
| 8.7.3 | Domäne Bacteria (Bakterien) | 430 | ||||
| 8.7.4 | Domäne Eukarya ("Kernhaltige") | 432 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Wie kam es zur Höherentwicklung der Lebewesen? 367, Gefiederte Dinosaurier aus China 373, Veränderungen von Genhäufigkeiten in Populationen 384, Das komplizierte Zusammenleben im Termitendarm 392, Phylogenetische Systematik 407, Die Zwergenfrau von Flores (Homo floresiensis) 418, Rassenfrage in der Humanbiologie 420, Die Verwandtschaft der Säugetiere 455 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Zur Geschichte des Evolutionsgedankens 368, Indizien für die Evolution der Organismen 380, Evolutionsfaktoren und ihre Wirkung 388, Symbiogenese 400, Stammesgeschichte und die Vielfalt der Lebewesen 408, Evolution des Menschen 423, Gliederung der Vielfalt 456 | ||||||
| Aufgaben zur Evolution und biologischen Vielfalt: | 457 | |||||
| 9 | Verhaltensbiologie | 463 | ||||
| 9.1 | Ziele und Methoden der Verhaltensbiologie | 464 | ||||
| 9.1.1 | Teilgebiete der Verhaltensbiologie | 464 | ||||
| 9.1.2 | Ziele der Verhaltensbiologie | 467 | ||||
| 9.1.3 | Methoden der Verhaltenserfassung und -auswertung | 470 | ||||
| 9.1.4 | Angewandte Verhaltensforschung | 473 | ||||
| 9.2 | Verhaltensentwicklung | 476 | ||||
| 9.2.1 | Ontogenese und Individualentwicklung des Verhaltens | 476 | ||||
| 9.2.2 | Verhalten der Jungtiere | 477 | ||||
| 9.3 | Mechanismen des Verhaltens | 480 | ||||
| 9.3.1 | Koordination der Bewegungen | 480 | ||||
| 9.3.2 | Angeborenes Verhalten | 480 | ||||
| 9.3.3 | Erlerntes Verhalten | 483 | ||||
| 9.4 | Angepasstheit des Verhaltens | 489 | ||||
| 9.4.1 | Anpassungsstrategien | 489 | ||||
| 9.4.2 | Kommunikation | 492 | ||||
| 9.4.3 | Soziale Strukturen und Organisationsformen | 493 | ||||
| 9.4.4 | Konfliktverhalten | 495 | ||||
| 9.4.5 | Fortpflanzungsverhalten und Brutpflege | 498 | ||||
| 9.4.6 | Die Sonderstellung des Menschen - eine überholte Vorstellung? | 501 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Egoismus der Gene 466, "Focal-animal-sampling"-Methode 472, Der klassische Instinktbegriff - ein überholtes Konzept? 478, Kreativitätstechniken beim Menschen 484, Kooperation und Altruismus 491, Aggression 496 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Ziele und Methoden der Verhaltensbiologie 475, Verhaltensentwicklung 479, Mechanismen des Verhaltens 488, Angepasstheit des Verhaltens 502 | ||||||
| Aufgaben zum Verhalten: | 503 | |||||
| 10 | Ökologie | 507 | ||||
| 10.1 | Lebewesen in ihrer Umwelt | 508 | ||||
| 10.1.1 | Toleranzbereich und ökologische Potenz | 508 | ||||
| 10.1.2 | Abiotische Umweltfaktoren | 509 | ||||
| 10.1.3 | Biotische Umweltfaktoren | 514 | ||||
| 10.2 | Aufbau der Biosphäre | 519 | ||||
| 10.2.1 | Energiefluss und Stoffkreislauf | 519 | ||||
| 10.2.2 | Ökosysteme | 527 | ||||
| 10.2.3 | Gliederung der Biosphäre | 530 | ||||
| 10.2.4 | Ökosysteme entwickeln und verändern sich | 535 | ||||
| 10.2.5 | Ökosystem Wald | 537 | ||||
| 10.2.6 | Ökosystem See | 539 | ||||
| 10.3 | Populationsökologie | 545 | ||||
| 10.3.1 | Wachstum und Entwicklung einer Population | 545 | ||||
| 10.3.2 | Altersstruktur von Populationen | 547 | ||||
| 10.3.3 | Regulation der Populationsdichte | 549 | ||||
| 10.4 | Mensch und Biosphäre | 553 | ||||
| 10.4.1 | Entwicklung der Weltbevölkerung | 553 | ||||
| 10.4.2 | Rohstoffe und Bewirtschaftung von Land und Meeren | 555 | ||||
| 10.4.3 | Belastungen von Luft, Wasser und Boden | 557 | ||||
| 10.4.4 | Abfall und Recycling | 562 | ||||
| 10.5 | Natur- und Umweltschutz | 566 | ||||
| 10.5.1 | Warum Natur- und Umweltschutz? | 566 | ||||
| 10.5.2 | Rückgang der biologischen Vielfalt | 567 | ||||
| 10.5.3 | Gesetze und Maßnahmen | 569 | ||||
| Ergänzungen und Vertiefungen: | ||||||
| Zeigerarten 513, Mimikry 517, Gewässergüte von Fließgewässern 543, Entwicklung der Weltbevölkerung 548, "Top-down" und "Bottom-up" 551, Treibhausgase und Klimaentwicklung 558, Pflanzenkläranlagen 560, Naturschutzmaßnahme "Rote Liste" 570 | ||||||
| Das Wichtigste im Überblick: | ||||||
| Lebewesen in ihrer Umwelt 518, Aufbau der Biosphäre 544, Populationsökologie 552, Mensch und Biosphäre 565, Natur- und Umweltschutz 576 | ||||||
| Aufgaben zur Ökologie: | 577 | |||||
| A | Anhang | 583 | ||||
| Sach- und Personenregister | 584 | |||||
| Bildquellenverzeichnis | 10 | |||||
