Inhalt 1 Die Wissenschaft von der Pflanze 2 Chemischer Aufbau der Pflanzen 3 Bau und Funktion der Zelle

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1 Inhalt 1 Die Wissenschaft von der Pflanze Prinzipien der Entfaltung pflanzlichen Lebens Die Pflanze im Energiehaushalt der Natur Teilgebiete der Botanik 6 2 Chemischer Aufbau der Pflanzen Elementare Zusammensetzung der Pflanzen Metallproteine 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 Lipide Fette Phospholipide und Glykolipide Polymere Lipide 39 3 Bau und Funktion der Zelle Die Pflanzenzelle Übersicht Cytoplasma Zellkern (Nucleus) Biomembranen und Endomembransystem Plastiden Mitochondrien 68

2 VIII Inhalt Vakuole Zellwand Die Zelle der Pilze Die Zelle der Prokaryoten 79 4 Gewebe Bildungsgewebe (Meristeme) Grundgewebe (Parenchyme) Abschlussgewebe Epidermis Endodermis Periderm Absorptionsgewebe Leitgewebe Xylem Phloem Leitbündel Ausscheidungs- oder Sekretionsgewebe Festigungsgewebe Kollenchym Sklerenchym Grundorgane Same und Keimpflanze Sprossachse Entstehung der Sprossachse Verzweigung Primärer Bau der Sprossachse Sekundärer Bau der Sprossachse Holz Sekundäres Phloem und sekundäres Abschlussgewebe Blatt Entwicklung und Bau des Laubblattes Blattfolge Blattstellung Wurzel Aufbau der Wurzel Sekundäres Dickenwachstum der Wurzel Formen der Radikation Gestalt- und Funktionswandel der Grundorgane Speicherung Befestigung 150

3 Inhalt IX Abwehr Photosynthese Stoffaufnahme Fortpflanzung und Vermehrung Vegetative Vermehrung Vermehrung durch Keimzellen (Gonite) Systematik und Evolution Grundlagen der systematischen Botanik Teilgebiete und Aufgaben Entwicklung der Pflanzensysteme Methoden der Taxonomie u. Verwandtschaftsforschung Taxonomische Rangstufen Nomenklatur Evolutionsforschung Deszendenztheorie Modifikative und genetische Variation Rekombination Selektion Isolation Hybridisation Phasen der Sippenentwicklung Übersicht über das System Bezeichnungen großer Organismengruppen Die Gruppen der Bakterien, Pilze, Algen, Moose und Höheren Pflanzen 185 Reich Procaryota 185 Unterreich Archaea, Archaebakterien 185 Unterreich Bacteriobionta, Bakterien und Cyanobakterien 185 Abt.-Gruppe Tiefwurzelnde Bakterien 189 Abt.-Gruppe Posibacteria, Grampositive Bakterien 189 Abt.-Gruppe Negibacteria, Gramnegative Bakterien 190 Abt. Cyanobacteria, Cyanobakterien 191 Anhang: Viren und Phagen 194 Reich Eucaryota 196 Unterreich Acrasiobionta Abt. Acrasiomycota 196 Unterreich Myxobionta Abt. Myxomycota Abt. Plasmodiophoromycota 199 Unterreich Heterokontobionta Abt. Labyrinthulomycota Abt. Oomycota 199

4 X Inhalt Unterreich Mycobionta Abt. Eumycota 201 Kl. Chytridiomycetes 204 Kl. Zygomycetes 205 Kl. Ascomycetes 207 Kl. Basidiomycetes 218 Fungi imperfecti 225 Algen Abt. Glaucophyta Abt. Rhodophyta 229 Kl. Bangiophyceae 232 Kl. Florideophyceae Abt. Cryptophyta Abt. Dinophyta Abt. Haptophyta Abt. Heterokontophyta 235 Kl. Chrysophyceae 235 Kl. Dictyochophyceae 237 Kl. Xanthophyceae 237 Kl. Bacillariophyceae 237 Kl. Phaeophyceae Abt. Euglenophyta Abt. Chlorarachniophyta 243 Unterreich Chlorobionta Abt. Chlorophyta 244 Kl. Prasinophyceae 245 Kl. Chlorophyceae 245 Kl. Ulvophyceae 247 Kl. Cladophorophyceae 249 Kl. Bryopsidophyceae 249 Kl. Dasycladophyceae 249 Kl. Trentepohliophyceae 249 Kl. Trebouxiophyceae 250 (Streptophyten) 250 Kl. Mesostigmatophyceae 250 Kl. Klebsormidiophyceae 250 Kl. Zygnematophyceae 251 Kl. Charophyceae 251 (Abt.-Gruppe Embryophyten) Abt. Bryophyta 254 Kl. Anthocerotopsida 257 Kl. Marchantiopsida 257 Kl. Bryopsida 259

5 Inhalt XI (Abt.-Untergruppe Tracheophyten) Abt. Pteridophyta 260 Fossile Vorfahren: Psilophyten 263 Kl. Lycopodiopsida 265 Kl. Equisetopsida 268 Kl. Psilotopsida 270 Kl. Pteridopsida Abt. Spermatophyta 274 UAbt. Coniferophytina 276 Kl. Cycadopsida 277 Kl. Ginkgoopsida 277 Kl. Coniferopsida 277 Kl. Gnetopsida 281 UAbt. Magnoliophytina 282 Kl. Magnoliopsida 297 Kl. Liliopsida 301 Kl. Rosopsida 313 (UKl.) Basale Rosopsida 313 UKl. Rosidae 317 UKl. Asteridae 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 Dissimilatorischer und assimilatorischer Stoffwechsel Dissimilatorische Prozesse Phasen des Abbaus von Reservestoffen Abbau der Glucose Citrat-Cyclus Atmungskette Gärungen Energetische Bilanz des Glucoseabbaus Anaplerotische Sequenzen Gluconeogenese Atmungsgaswechsel 359

6 XII Inhalt 7.13 Oxidationsprozesse ohne Energiegewinnung Oxidationen mit anorganischen H-Acceptoren (anaerobe Atmung) Mobilisierung polymerer Kohlenhydrate Proteinabbau Abbau der Aminosäuren Mobilisierung von Fetten Photosynthese Photosynthetisch aktive Pigmente Molekularer Aufbau photosynthetisch aktiver Membranen Lichtabsorption und Energieleitung Photosynthetischer Elektronentransport Mechanismus biologischer Phosphorylierungen Einfluss von Herbiziden auf den photosynthetischen Elektronentransport Assimilation des CO Photorespiration Besonderheiten der C 4 -Pflanzen Energetik der Photosynthese Ökologie der Photosynthese Einfluss des Lichts Einfluss von CO 2 und Sauerstoff Diurnaler Säurerhythmus (CAM) CO 2 -Konzentrierung bei Wasserpflanzen Regulation der CO 2 -Assimilation Bakterienphotosynthese Chemoautotropher Stoffwechsel Chloroplasten als wichtige zelluläre Reaktionsräume Membrantransport Passive Transportmechanismen Aktive Transportmechanismen Endo- und Exocytose Transport von Proteinen mit Signalsequenzen Wasserhaushalt der Pflanzen Wasserpotenzial Das osmotische System der Zelle Wasserabgabe Wasseraufnahme Wasseraufnahme durch Quellung Wasserbilanz und Grundtypen des Wasserhaushalts 424

7 Inhalt XIII 7.34 Aufnahme und Transport von Mineralstoffen Ferntransport organischer Moleküle Stickstoffhaushalt der Pflanzen Nitratreduktion Bindung von molekularem Stickstoff Biochemie der Stickstoffbindung Primäre Assimilation des Ammoniums und die Synthese der Aminosäuren Der Kreislauf des Stickstoffs in der Natur Schwefelstoffwechsel und Schwefelkreislauf Sekundärstoffe und Sekundärstoffwechsel Polyacetate Isoprenoide (Terpenoide) Phenole und Phenolderivate Alkaloide Betalaine Besonderheiten der heterotrophen Ernährungsweise Saprophyten Parasiten Symbiose Mykorrhiza Carnivore (Tierfangende Pflanzen) 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 Differenzierung Differenzielle Genexpression Regulation von Differenzierungsprozessen Acetabularia-Versuche Tumoren und Gallen Organ-, Gewebe- und Zellkulturen Phytohormone Auxine 478

8 XIV Inhalt Gibberelline Cytokinine Abscisinsäure Ethylen Jasmonsäure Brassinosteroide Korrelationen bei der Organentwicklung Polarität Ruhe und Aktivität bei Samen und Knospen Blütenbildung Photoperiodismus Seneszenz Rhythmik bei Pflanzen Bewegungsphysiologie Bewegungsmechanismen Quellungsbewegungen Kohäsionsbewegungen Explosionsbewegungen Turgorbewegungen Wachstumsbewegungen Bewegungen durch kontraktile Proteinkomplexe Durch äußere Faktoren induzierte und gesteuerte Bewegungen Begriffsdefinitionen Tropismen Nastien Taxien Intrazelluläre Bewegungen 548 Weiterführende Literatur 551 Register 555