Biologie der Pflanzen
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- Liane Schreiber
- vor 9 Jahren
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1 Biologie der Pflanzen Peter H. Raven Ray F. Evert Susan E. Eichhorn Herausgeber der deutschen Übersetzung Thomas Friedl Elizabeth Gillet Ewald Komor Rosemarie Langenfeld-Heyser Hardy Pfanz Helmut Uhlarz Übersetzer B. Biskup J.C. Biskup S. Blechschmidt-Schneider H.H. Hilger H. Kürschner H. Lieneweg C. Mai S. Peschel E. Schneider U. Simon R. Tiedemann B. Vornam J. Wöstemeyer 4. Auflage W DE G Walter de Gruyter Berlin New York
2 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 Botanik: Eine Einführung Evolution der Pflanzen Die Entstehung von Lebensgemeinschaften Das Erscheinen menschlicher Wesen Osmose in lebenden Organismen 87 Essay: Quellung Struktur zellulärer Membranen Transport von gelösten Verbindungen durch Membranen 91 Essay: Patch-Clamp-Messungen bei der Charakterisierung von Ionenkanälen Vesikeltransport Kommunikation zwischen Zellen 95 Teil 1 Die Pflanzenzelle Kapitel 2 Molekularer Bau der Zelle Organische Moleküle Kohlenhydrate Lipide Proteine 27 Essay: Vegetarier, Aminosäuren und Stickstoff Nucleinsäuren Sekundäre Pflanzenstoffe 33 Kapitel 3 Pflanzenzelle und Zellzyklus 42 Essay: Zellentheorie und Organismentheorie - ein Gegensatz? Prokaryoten und Eukaryoten Die Pflanzenzelle: Ein Überblick Der Zellkern Chloroplasten und andere Piastiden Mitochondrien Peroxisomen Vakuolen Endoplasmatisches Reticulum Golgi-Apparat Cytoskelett 58 Essay: Plasmaströmung in Riesenzellen von Algen Geißeln und Wimpern Die Zellwand Der Zellzyklus Interphase Mitose und Cytokinese 71 Kapitel 4 Stofftransport in Zellen Prinzipien der Wasserbewegung Diffusion in Zellen 86 Teil 2 Bioenergetik Kapitel 5 Energiefluss Die Hauptsätze der Thermodynamik Redox-Reaktionen Enzyme Cofaktoren von Enzymen Stoffwechselwege Regulation der Enzymaktivität ATP als Energiequelle 115 Kapitel 6 Atmung Oxidation der Glucose - ein tiberblick Glykolyse Aerober Kohlenhydratabbau Andere Substrate der Atmung Anaerober Kohlenhydratabbau Strategien des Energiestoffwechsels 131 Kapitel 7 Photosynthese, Licht und Leben Photosynthese: Ein historischer Überblick Eigenschaften des Lichts Die Funktion der Pigmente Die Reaktionen der Photosynthese 141 Essay: Die Eignung des Lichts Die Kohlenstoff- Fixierungsreaktionen 147 Essay: Der Kreislauf des Kohlenstoffs, Treibhausgase und globale Erwärmung 157
3 X Inhaltsverzeichnis Teil 3 Genetik und Evolution Teil 4 Formenvielfalt der Organismen Kapitel 8 Geschlechtliche Fortpflanzung und Vererbung Geschlechtliche Fortpflanzung Das Eukaryoten-Chromosom Der Ablauf der Meiose Wie Merkmale vererbt werden Die Mendel'schen Regeln Kopplung Mutationen Erweiterung des Gen-Konzepts Ungeschlechtliche Fortpflanzung: Ein anderer Weg Vorteile geschlechtlicher Fortpflanzung 182 Essay: Vegetative Vermehrung - Formen und Beispiele 184 Kapitel 9 Die Chemie der Vererbung und Genexpression Die Struktur der DNA DNA-Replikation Von der DNA zum Protein: Die Rolle der RNA Der genetische Code Die Proteinsynthese Die Regulation der Genexpression in Eukaryoten Die DNA des eukaryotischen Chromosoms Transkription und Verarbeitung der mrna in Eukaryoten 203 Kapitel 12 Systematik: Die Wissenschaft von der biologischen Diversität Taxonomie: Nomenklatur und Klassifikation Klassifikation und Phylogenie Methoden der Klassifikation 256 Essay: Konvergenz Molekulare Systematik Die Hauptgruppen (Domänen) der Organismen: Bacteria, Archaea und Eukarya Abstammung der Eukaryoten Die eukaryotischen Reiche Lebenszyklen und Diploidie 267 Kapitel 13 Prokaryoten und Viren Merkmale prokaryotischer Zellen Formenvielfalt Vermehrung und Genaustausch Endosporen Metabolische Vielfalt Bacteria Archaea Viren Viroide: Andersartige infektiöse Partikel Die Herkunft der Viren 295 Kapitel 10 Rekombinante DNA-Technologie, Biotechnologie, Genomik Rekombinante DNA-Technologie 206 Essay: Arabidopsis thaliana und Oryza sativa Biotechnologie 215 Essay: Totipotenz Genomik 222 Kapitel 11 Der Prozess der Evolution Darwins Theorie Das Konzept des Genbestands Das Verhalten von Genen in Populationen: Das Hardy-Weinberg-Gesetz Die Kräfte der Veränderung Reaktionen auf Selektion Das Ergebnis der natürlichen Selektion: Anpassung Die Entstehung von Arten Wie erfolgt Speziation? 238 Essay: Adaptive Radiation bei hawaiianischen Tarweeds Die Entstehung von Hauptgruppen von Organismen. 246 Kapitel 14 Pilze Die Bedeutung der Pilze Biologie und Charakteristika der Pilze Abteilung Chytridiomycota Abteilung Zygomycota 304 Essay: Phototropismus bei einem Pilz Abteilung Glomeromycota Abteilung Ascomycota Abteilung Basidiomycota Hefen Deuteromyceten 323 Essay: Räuberische Pilze Symbiontische Beziehungen von Pilzen 325 Essay: Vom Pathogen zum Symbionten: Pilzliche Endophyten 327 Kapitel 15 Protisten: Algen und heterotrophe Protisten Ökologie der Algen 343 Essay: Bedeutung der Algen für den Menschen 344 Essay: Rote Tiden: Toxische Wasserblüten Dinoflagellaten: Abteilung Dinophyta Euglenophyten: Abteilung Euglenophyta Cryptomonaden: Abteilung Cryptophyta Haptophyten: Stamm Haptophyta Heterokonten: Abteilung Heterokontophyta (Stramenopiles) 354
4 Inhaltsverzeichnis XI 15.7 Rotalgen: Abteilung Rhodophyta Grünalgen: Die Abteilungen Chlorophyta und Streptophyta Die Schleimpilze 388 Kapitel 16 Moose (Hepatophyta, Anthocerotophyta, Bryophyta), Die Verwandtschaftsbeziehungen der Moose zu anderen Pflanzengruppen Vergleichende Darstellung der Struktur und Fortpflanzung von Moosen Lebermoose: Abteilung Hepatophyta Hornmoose: Abteilung Anthocerotophyta Laubmoose: Abteilung Bryophyta 410 Kapitel 17 Gefäßkryptogamen (Samenlose Gefäßpflanzen) Evolution der Gefäßpflanzen Bau der Gefäßpflanzen Fortpflanzungssysteme Die Abteilungen der Gefäßkryptogamen (Samenlose Gefäßpflanzen) Abteilung Rhyniophyta Abteilung Zosterophyllophyta Abteilung Trimerophytophyta Abteilung Lycopodiophyta, Bärlappgewächse Abteilung Pteridophyta, Farne 441 Essay: Steinkohlepflanzen 444 Kapitel 18 Gymnospermen Evolution des Samens Progymnospermen Ausgestorbene Gymnospermen Heutige Gymnospermen Abteilung Coniferophyta Die anderen lebenden Gymnospermenabteilungen: Cycadophyta, Ginkgophyta und Gnetophyta 484 Essay: Wollemia nobilis - ein erst vor kurzem entdecktes lebendes Fossil 489 Kapitel 19 Einführung in die Angiospermen Die Vielfalt der Angiospermen Die Blüte Entwicklungszyklus und Generationswechsel der Angiospermen 502 Essay: Heuschnupfen 508 Kapitel 20 Die Evolution der Angiospermen Die Verwandtschaft der Angiospermen Ursprung und Entstehung der Mannigfaltigkeit der Angiospermen Evolution der Blüte Evolution der Früchte Biochemische Koevolution 536 Kapitel 21 Pflanzen und Menschen Die landwirtschaftliche Revolution 542 Essay: Der Ursprung des Maises Das Wachstum der menschlichen Bevölkerung Landwirtschaft in der Zukunft 555 Teil 5 Der angiosperme Pflanzenkörper: Struktur und Entwicklung Kapitel 22 Frühe Entwicklung des Pflanzenkörpers Bildung des Embryos Reifer Embryo und reifer Same Keimbedingungen 575 Essay: Weizen: Mehl und Kleie Vom Embryo zur ausgewachsenen Pflanze 578 Kapitel 23 Zellen und Gewebe des Pflanzenkörpers Apikaimeristeme und ihre Derivate Wachstum, Morphogenese und Differenzierung Innerer Bau des Pflanzenkörpers Grundgewebe Leitgewebe Abschlussgewebe 596 Kapitel 24 Die Wurzel: Bau und Entwicklung Wurzelsysteme Herkunft und Wachstum der primären Gewebe Primärer Bau Auswirkungen des sekundären Dickenwachstums auf den primären Bau der Wurzel Entstehung von Seitenwurzeln Luftwurzeln und Pneumatophoren 617 Essay: Einblicke in die Organentwicklung bei Pflanzen Anpassung an die Speicherung von Nährstoffen: Fleischige Wurzeln 620 Kapitel 25 Der Spross: Primärer Bau und Entwicklung Herkunft und Wachstum der primären Sprossachsengewächse Primärer Bau der Sprossachse 628 Essay: Pflanzen, Luftverschmutzung, Ozonschicht und saurer Regen Beziehung zwischen den Leitgeweben von Sprossachse und Blatt 635
5 XII Inhaltsverzeichnis 25.4 Morphologie und Anatomie des Blattes 639 Essay: Heterophyllie bei Wasserpflanzen Grasblätter Blattentwicklung Blattfall Übergangszone zwischen dem Leitgewebesystem der Wurzel und des Sprosses Blütenentwicklung Umbildungen von Sprossachsen und Blättern 653 Kapitel 26 Sekundäres Dickenwachstum von Sprossachsen Einjährige, zweijährige und mehrjährige Pflanzen Cambium Auswirkungen des sekundären Dickenwachstums auf den primären Bau der Sprossachse Das Holz: Sekundäres Xylem 671 Essay: Die Wahrheit über Äste " 682 Teil 6 Physiologie der Samenpflanzen Kapitel 27 Regulation von Wachstum und Entwicklung: Die Pflanzenhormone Auxine Cytokinine Ethylen Abscisinsäure Gibberelline Molekulare Grundlagen der Hormonwirkung 702 Kapitel 28 Der Einfluss externer Faktoren auf das Pflanzenwachstum Tropismen Circadiane Rhythmen Photoperiodismus Hormonelle Kontrolle des Blühens Genetische Steuerung des Blühens Dormanz Kälte und Blühinduktion Nastische Bewegungen und Heliotropismus 728 Kapitel 29 Boden und Pflanzenernährung Essenzielle Elemente Funktionen der essenziellen Elemente Böden Nährstoffkreisläufe Stickstoff und der Stickstoffkreislauf 743 Essay: FleischfressendePflanzen Der Phosphorkreislauf Einfluss des Menschen auf die Elementkreisläufe Essay: Halophyten: Eine Ressource der Zukunft? Böden und Landwirtschaft Forschungszweig Pflanzenernährung 755 Essay: Kompost 756 Kapitel 30 Transport von Wasser und gelösten Substanzen in Pflanzen Transport von Wasser und anorganischen Nährstoffen durch den Pflanzenkörper Absorption von Wasser und Ionen durch Wurzeln Assimilattransport: Die Bewegung von Substanzen im Phloem 774 Teil 7 Ökologie Kapitel 31 Dynamik von Lebensgemeinschaften und Ökosystemen Wechselwirkungen zwischen Organismen 786 Essay: In Konkurrenz um das Licht. 790 Essay: Pestizide und Ökosysteme Kreislauf der Nährstoffe Trophiestufen Entwicklung von Lebensgemeinschaften und Ökosystemen 801 Essay: Der große Yellowstone-Brand 806 Kapitel 32 Ökologie der Erde Leben an Land Regenwälder 817 Essay: Alexander von Humboldt Savannen und sommergrüne tropische Wälder Wüsten Grasland 823 Essay: Wie kann ein Kaktus Trockenphasen überstehen? Sommergrüne Laubwälder der gemäßigten Zonen Mischwälder und Nadelwälder der gemäßigten Zonen 829 Essay: Ökonomie versus Ökologie Mediterrane Macchie Taiga Tundra 835 Anhang Gliederung der Organismen 841 Glossar 851 Literaturempfehlungen in englischer Sprache 893 Weiterführende Literatur 905 Bildnachweis 915 Register 921
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