Botanik. Friedrich Jacob Eckehart Johannes Jäger Erich Ohmann. 4., neu.bearbeitete Auflage. Mit 203 Abbildungen und 30 Tabellen

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1 Botanik Friedrich Jacob Eckehart Johannes Jäger Erich Ohmann 4., neu.bearbeitete Auflage Mit 203 Abbildungen und 30 Tabellen Gustav Fischer Verlag Jena

2 Inhaltsverzeichnis Vorworte 5 1. Die Wissenschaft von der Pflanze Prinzipien der Entfaltung pflanzlichen Lebens Die Pflanze im Energiehaushalt der Natur Teilgebiete der Botanik Chemischer Aufbau der Pflanzen Elementare Zusammensetzung der Pflanzen Metallenzyme Wasser Biologische Makromoleküle Nucleinsäuren Bausteine. ' Allgemeine Primärstruktur der Nucleinsäuren Aufbau der DNA Ribonucleinsäure....~ Proteine und Aminosäuren Einteilung der Proteine, Aminosäuren Peptidbindung und Polypeptide Die Mannigfaltigkeit von Proteinen Die Hierarchie der Proteinstrukturen Physikalisch-chemische Eigenschaften von Proteinen Kohlenhydrate Allgemeine Merkmale der Kohlenhydrate Zusammengesetzte Kohlenhydrate 45

3 8 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 2.8. Lipide Fette Phospholipide und Glykolipide Polymere Lipide 52 \ 3. Die pflanzliche Zelle 54 / 3.1. Aufbau der Pflanzenzelle Zellkern (Nucleus) Piastiden Mitochondrien Cytoplasma Grundplasma Membranen ' Dictyosomen (Golgi-Apparat) Lysosomen Weitere vesikuläre Membranstrukturen Ribosomen..' Geißeln Ergastische Einschlüsse (Paraplasmatische Strukturen) Zellsaft-Vakuolen (Vakuom) Aleuronkörner Oleosomen Stärkekörner Kristalle Zellwand ' Mittellamelle Primärwand Plasmodesmen Sekundärwandschichten und Cuticula Die Zelle der Pilze Die Zelle der Prokaryoten Gewebe Bildungsgewebe (Meristeme) 93 ' 4.2. Grundgewebe (Parenchyme) Abschlußgewebe Absorptionsgewebe Leitgewebe Ausscheidungs- oder Sekretionsgewebe Festigungsgewebe Kollenchym Sklerenchym Grundorgane Same und Keimpflanze 121 \ 5.2. Sproßachse 126 ' Entstehung der Achse Verzweigung Primärer Bau der Sproßachse Sekundärer Bau der Sproßachse Holzkörper Sekundäre Rinde und Borke 145 / 5.3. Blatt Entwicklung und Bau des Laubblattes Blattypen Blattstellung 154 V 5.4. Wurzel 156 A Aufbau der Wurzel Sekundäres Dickenwachstum der Wurzel Formen der Radikation : 161 V/5.5. Gestalt-und Funktionswandel der Grundorgane 162 A Speicherung Befestigung Abwehr Photosynthese Stoffaufnahme \ Fortpflanzung und Vermehrung 174 /"' Vegetative Vermehrung Vermehrung durch Keimzellen (Gonite) 176

4 10 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Systematik und Evolution Grundlagen der systematischen Botanik Aufgaben und Gliederung Entwicklung der Pflanzensysteme Methoden der Taxonomie und Verwandtschaftsforschung Taxonomische Kategorien Nomenklatur.-...' Evolutionsforschung Deszendenztheorie Modifikative und genetische Variation Rekombination Selektion Isolation Hybridisation Phasen der Sippenentwicklung Übersicht über das System Bezeichnungen großer Organismengruppen ( Imperium") Procaryota Reich Archaebacteriobiota Reich Bacteriobiota Abteilung Bacteria Abteilung Cyanobacteria Abteilung Prochloröbacteria ( Imperium") Eucaryota Abteilung Myxomycota Abteilung Oomycota Abteilung Chytridiomycota Abteilung Eumycota Abteilung Rhodophyta Abteilung Cryptophyta Abteilung Dinophyta Abteilung Chromophyta Abteilung Euglenophyta Abteilung Chlorophyta Abteilung Bryophyta Abteilung Pteridophyta Abteilung Spermatophyta Unterabteilung Coniferophytina Unterabteilung Cycadophytina Unterabteilung Angiospermophytina Klasse Dicotyledoneae (Magnoliopsida) Klasse Monocotyledoneae (Liliopsida) Stoffwechselphysiologie Bioenergetische Grundlagen des Stoffwechsels Die Hauptsätze der Thermodynamik und die Lehre von den Gleichgewichten Energetische Kopplung und energiereiche Phosphatbindung Redoxreaktionen und Elektronentransportketten Biologische Katalyse, Enzymwirkung Allosterische Enzyme Ernährungstypen Klassifizierung Assimilatorischer und dissimilatorischer Stoffwechsel w 7.5. Dissimilatorische Prozesse 360 A Die Phasen des Abbaus von Reservestoffen Abbau der Glucose Die Mobilisierung polymerer Kohlenhydrate Proteinabbau Abbau von Aminosäuren Die Mobilisierung von Fetten Die Photosynthese Die photosynthetisch aktiven Pigmente 380 ' Der molekulare Aufbau photosynthetisch aktiver Membranen Lichtabsorption und Energieleitung Der photosynthetische Elektronentransport Der Mechanismus biologischer Phosphorylierungen Einfluß von Herbiziden auf den photosynthetischen Elektronentransport Assimilation des CO Die Energetik der Photosynthese Ökologie der Photosynthese ' Bakterienphotosynthese Der chemoautotrophe Stoffwechsel Der Chloroplast als wichtiger zellulärer Reaktionsraum \ 7.7. Membrantransport 414, Passive Transportmechanismen Aktive Transportmechanismen 419 \ 7.8. Der Wasserhaushalt der Pflanzen.. 420,\ Wasserpotential 420

5 12 Inhaltsverzeichnis Das osmotische System der Zelle Wasserabgabe Wasseraufnahme Wasseraufnahme durch Quellung Wasserbilanz und Grundtypen des Wasserhaushalts Aufnahme und Transport von Mineralstoffen Ferntransport organischer Moleküle Stickstoff haushält der Pflanzen Nitratreduktion Bindung von molekularem Stickstoff Biochemie der Stickstoffbindung Die primäre Assimilation des Ammoniums und die Synthese der Aminosäuren Der Kreislauf des Stickstoffs in der Natur Schwefelstoffwechsel und der Schwefelkreislauf Sekundärstoffe und Sekundärstoffwechsel Polyacetate Isoprenoide (Terpenoide) Phenole und Phenolderivate Alkaloide Betalaine Besonderheiten der heterotrophen Ernährungsweise Saprophyten Parasiten Symbiose Mykorrhiza Carnivoren Die Realisierung der genetischen Information Transkription Translation Prinzipien der Stoffwechselregulation Regulation der Enzymsynthese Regulation der Enzymaktivität Entwicklungsphysiologie Wachstum Die unterschiedlichen Wachstumsprozesse Verlauf und Messung des Wachstums 469 Inhaltsverzeichnis Differenzierung Differentielle Genexpression Regulation von Differenzierungsprozessen Acetabularia-Versuche Tumoren und Gallen Phytohormone Auxine Gibberelline Cytokinine Abscisinsäure Ethylen Weitere Phytohormone Korrelationen bei der Organentwicklung Polarität Regulation bei der Fortpflanzung von Samenpflanzen Ruhe und Aktivität bei Samen und Knospen Organ-, Gewebe-und Zellkulturen Blütenbildung Photoperiodismus Seneszenz Rhythmik bei Pflanzen Bewegungsphysiologie Bewegungsmechanismen Quellungs-und Entquellungsbewegungen Kohäsionsbewegungen Explosionsbewegungen Turgorbewegungen Wachstumsbewegungen ^ Bewegungen durch kpntraktile Proteinkomplexe Durch Außenfaktoren induzierte und gesteuerte Bewegungen Reizvorgänge Tropismen Nastien Taxien Reizbewegungen in Zellen 560 Weiterführende Literatur 562 Sachregister 565