Botanik - Die einführende Biologie der Pflanzen
von: Ulrich Lüttge, Manfred Kluge
Wiley-Blackwell, 2020
ISBN: 9783527833207
Sprache: Deutsch
686 Seiten, Download: 43341 KB
Format: Online-Lesen, PDF
geeignet für:
| Startseite | 1 | ||
| Titelblatt | 5 | ||
| Copyright-Seite | 6 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 7 | ||
| Evolution, Energetik und Bau der Pflanzenzelle | 22 | ||
| Kapitel 1 Einstieg in die Biologie pflanzlicher Zellen | 24 | ||
| 1.1 Die Progenoten und die Evolution dreier grundlegender Erfordernisse des Lebens | 24 | ||
| 1.1.1 Abgrenzung von der Umgebung: Fette und Lipide | 25 | ||
| 1.1.2 Emanzipation von der Umgebung: Polynucleotide und Peptide | 28 | ||
| 1.1.3 Speicherung und Weitergabe von Information: Ribonucleinsäure (RNA) und Desoxyribonucleinsäure (DNA) | 29 | ||
| 1.2 Die Prokaryonten und die Realisierung der drei grundlegenden Erfordernisse des Lebens | 29 | ||
| 1.3 Besondere Eubakterien: Die Cyanobakterien als prokaryotische Algen | 30 | ||
| 1.4 Die Eukaryonten-Zellen | 32 | ||
| 1.5 Endosymbiontentheorie der Evolution eukaryotischer Zellen | 36 | ||
| 1.5.1 Die Urkaryonten und ihr Erwerb von Organellen | 36 | ||
| 1.5.2 Cytologische und zellbiologische Belege für die Endosymbiontentheorie | 37 | ||
| 1.5.3 Rezente Endosymbiosen | 38 | ||
| 1.5.4 Symbiogenese | 38 | ||
| 1.5.5 Hydrogen–Hypothese | 40 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 41 | ||
| Weiterführende Literatur | 42 | ||
| Kapitel 2 Bioenergetik | 44 | ||
| 2.1 Fließgleichgewichte und Bioenergetik | 44 | ||
| 2.2 Wärme und Arbeit sind verschiedene Formen von Energie | 46 | ||
| 2.3 Die Entropie bestimmt die Richtung von Prozessen | 47 | ||
| 2.4 Die „Freie Energie“ ist ein Maß für nutzbare Energie | 48 | ||
| 2.5 Die Energiekoppelung bei biochemischen Umsetzungen | 49 | ||
| 2.6 Die Energiekoppelung bei biophysikalischen Umsetzungen mit Licht | 52 | ||
| 2.6.1 Halobakterien | 52 | ||
| 2.6.2 Durch Licht energetisierte Redoxreaktionen | 52 | ||
| 2.6.3 Photosynthese betreibende Eubakterien | 55 | ||
| 2.6.4 Photosynthese höher entwickelter Formen | 57 | ||
| 2.6.5 Evolution der Elektronen-übertragungsketten der Photosynthese und der Atmung | 57 | ||
| 2.7 Die Enzyme | 58 | ||
| 2.7.1 Aktivierungsenergie und Biokatalyse | 58 | ||
| 2.7.2 Stoffliche Eigenschaften von Enzymen | 59 | ||
| 2.7.3 Wirkungsweise der Enzyme | 59 | ||
| 2.7.4 Kinetik der Biokatalyse | 60 | ||
| 2.7.5 Regulierbare Enzyme | 63 | ||
| 2.7.6 Isoenzyme | 64 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 66 | ||
| Weiterführende Literatur | 67 | ||
| Kapitel 3 Plasmamembran, Tonoplast und Vakuole | 68 | ||
| 3.1 Plasmamembran und Tonoplast begrenzen Apoplast, Cytoplasma und Vakuole | 68 | ||
| 3.2 Der Membranaufbau | 68 | ||
| 3.3 Transportprozesse | 69 | ||
| 3.3.1 Die passive Permeation | 69 | ||
| 3.3.2 Der primär aktive Transport von Protonen | 72 | ||
| 3.3.3 Die Carrier-Mechanismen | 75 | ||
| 3.3.4 Die Kanäle | 75 | ||
| 3.3.5 Die Porine | 78 | ||
| 3.3.6 Der sekundär aktive Transport | 78 | ||
| 3.4 Die Vakuolen und Lysosomen: Speicher-funktionen und hydrolytische Enzyme | 79 | ||
| 3.5 Die Osmose und der Turgor | 79 | ||
| 3.6 Die Messung der Wasserhaushaltsparameter | 83 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 85 | ||
| Weiterführende Literatur | 86 | ||
| Funktionen der Pflanzenzelle | 88 | ||
| Kapitel 4 Cytoplasma: Struktur und Stoffwechselprozesse | 90 | ||
| 4.1 Die Begriffe | 90 | ||
| 4.2 Das Cytosol und das Cytoskelett | 90 | ||
| 4.3 Die Stoffwechselprozesse im Cytosol | 93 | ||
| 4.3.1 Kohlenhydrate als Energiereserven | 93 | ||
| 4.3.2 Mobilisierung der Reservekohlenhydrate | 94 | ||
| 4.3.3 Glykolyse | 94 | ||
| 4.3.4 Lipidstoffwechsel | 103 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 103 | ||
| Weiterführende Literatur | 104 | ||
| Kapitel 5 Mitochondrien und Atmung | 106 | ||
| 5.1 Struktur der Mitochondrien | 106 | ||
| 5.2 Atmung | 108 | ||
| 5.2.1 Biochemische Umsetzungen | 108 | ||
| 5.2.2 Mitochondriale Elektronentransport– und Redoxkette | 111 | ||
| 5.3 Oxidative Phosphorylierung: ATP–Bildung durch den mitochondrialen F0/F1–ATPase–Komplex | 117 | ||
| 5.4 Energiebilanz des vollständigen oxidativen Abbaus der Glucose in der Atmung | 118 | ||
| 5.5 Transport von Metaboliten durch die Mitochondrienmembran | 119 | ||
| 5.6 Kohlenhydratabbau als Sammelbecken im Stoffwechsel | 121 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 123 | ||
| Weiterführende Literatur | 125 | ||
| Kapitel 6 Plastiden und ihre Funktionen: Photosynthese, Hexoseoxidation, Fettsäurebiosynthese | 126 | ||
| 6.1 Plastiden | 126 | ||
| 6.1.1 Plastiden als Zellorganellen | 126 | ||
| 6.1.2 Größe und Gestalt | 128 | ||
| 6.1.3 Struktureller Feinbau | 128 | ||
| 6.2 Der strahlungsabhängige biophysikalische Primärprozess der Photosynthese | 131 | ||
| 6.2.1 Elektromagnetische Strahlung: Lichtquanten, Wellenlänge und Energie | 131 | ||
| 6.2.2 Pigmente der Photosynthese | 133 | ||
| 6.2.3 Anregung des Chlorophylls durch Lichtabsorption | 134 | ||
| 6.2.4 Lichtsammelantennen und Photosysteme | 139 | ||
| 6.2.5 Bildung von Reduktionsäquivalenten (NADPH) beim Elektronentransport der Lichtreaktion | 142 | ||
| 6.2.6 Bildung von ATP durch die Photophosphorylierung | 146 | ||
| 6.3 Nutzung der Redox-(NADPH) und Phosphorylierungs-(ATP) Äquivalente und Energiebilanz der CO2 -Reduktion | 148 | ||
| 6.4 Kohlenhydrat-Stoffwechsel in den Chloroplasten | 149 | ||
| 6.4.1 Hexosesynthese und Hexoseoxidation | 149 | ||
| 6.4.2 CO2 -Assimilation | 150 | ||
| 6.4.3 Hexose-Abbau: Glucose-Oxidation | 152 | ||
| 6.4.4 Die regenerierenden Phasen: reduktiver und oxidativer Pentosephosphatzyklus | 152 | ||
| 6.4.5 Funktionen und Regulation des reduktiven und oxidativen Pentosephosphatzyklus | 155 | ||
| 6.5 Synthese weiterer Endprodukte der photosynthetischen CO2 -Assimilation | 155 | ||
| 6.5.1 Export von Metaboliten aus den Chloroplasten | 155 | ||
| 6.5.2 Stärke und Saccharose | 155 | ||
| 6.5.3 Fettsäuren | 156 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 159 | ||
| Weiterführende Literatur | 162 | ||
| Kapitel 7 Dictyosomen, Glyoxysomen und Peroxisomen | 164 | ||
| 7.1 Dictyosomen | 164 | ||
| 7.2 Glyoxysomen und Peroxisomen | 166 | ||
| 7.2.1 Glyoxysomen | 166 | ||
| 7.2.2 Die Peroxisomen | 170 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 173 | ||
| Weiterführende Literatur | 174 | ||
| Kapitel 8 Die Zellwand | 176 | ||
| 8.1 Chemische Zusammensetzung der Zellwände | 177 | ||
| 8.1.1 Pectinstoffe: Protopectine und Pectine | 177 | ||
| 8.1.2 Hemicellulosen | 177 | ||
| 8.1.3 Cellulose | 179 | ||
| 8.1.4 Kallose | 181 | ||
| 8.1.5 Chitin: Ein Sonderfall unter den Zellwandsubstanzen | 181 | ||
| 8.1.6 Zellwandproteine | 181 | ||
| 8.2 Biosynthese der chemischen Zellwandkomponenten und ihre Kompartimentierung | 181 | ||
| 8.3 Entwicklung der Zellwand | 183 | ||
| 8.4 Bau der Zellwand | 185 | ||
| 8.4.1 Hierarchie der Cellulosestrukturen | 185 | ||
| 8.4.2 Textur der Cellulosefibrillen | 187 | ||
| 8.4.3 Primärwand | 188 | ||
| 8.4.4 Sekundärwand und Tertiärwand | 188 | ||
| 8.5 Durchbrechungen in Zellwänden | 189 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 192 | ||
| Weiterführende Literatur | 193 | ||
| Kapitel 9 Aminosäuren und Proteine | 194 | ||
| 9.1 Die Aminosäuren und ihre Eigenschaften | 194 | ||
| 9.2 Die Kondensation von Aminosäuren zu Peptiden | 197 | ||
| 9.3 Proteine und ihre Eigenschaften | 198 | ||
| 9.4 Die Strukturhierarchie der Proteine | 200 | ||
| 9.4.1 Primärstruktur | 200 | ||
| 9.4.2 Sekundärstruktur | 201 | ||
| 9.4.3 Tertiärstruktur | 202 | ||
| 9.4.4 Quartärstruktur | 205 | ||
| 9.5 Die Funktionen der Proteine | 205 | ||
| 9.6 Posttranslationale Proteinmodifikationen | 206 | ||
| 9.7 Der Stoffwechsel der Aminosäuren und Proteine | 207 | ||
| 9.7.1 Synthese von Aminosäuren | 207 | ||
| 9.7.2 Umsatz der Proteine | 207 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 209 | ||
| Weiterführende Literatur | 211 | ||
| Kapitel 10 Naturstoffe: Pflanzen als vielseitige Synthetiker | 212 | ||
| 10.1 Ein Überblick | 212 | ||
| 10.2 Terpenoide | 212 | ||
| 10.3 Phenole | 214 | ||
| 10.4 Alkaloide und organische Basen | 219 | ||
| 10.5 Porphyrine | 224 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 226 | ||
| Weiterführende Literatur | 227 | ||
| Kapitel 11 Mineralstoffernährung | 228 | ||
| 11.1 Autotrophie: Nährelemente und Spurenelemente | 228 | ||
| 11.2 Die Rolle von Pflanzen im Stickstoff-und Schwefelstoffwechsel von Ökosystemen | 230 | ||
| 11.3 Der Stoffwechsel des Stickstoffs | 232 | ||
| 11.3.1 Nitrataufnahme und Nitratreduktion | 232 | ||
| 11.3.2 Fixierung von Luftstickstoff | 232 | ||
| 11.4 Der Stoffwechsel des Schwefels | 236 | ||
| 11.5 Der Stoffwechsel des Phosphors | 238 | ||
| 11.6 Die Carnivorie | 238 | ||
| 11.7 Anorganische Ionen als besondere Standortfaktoren | 242 | ||
| 11.7.1 Salinität | 242 | ||
| 11.7.2 Calcium und Eisen | 244 | ||
| 11.7.3 Belastung durch Metalle | 246 | ||
| 11.7.4 Anionen des Bor, Arsen und Selen | 247 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 248 | ||
| Weiterführende Literatur | 250 | ||
| Kapitel 12 Das Genom und die genetische Regulation | 252 | ||
| 12.1 Der Zellkern | 252 | ||
| 12.1.1 Der Zellkern mit den Chromosomen als Kontrollzentrum der Zelle | 252 | ||
| 12.1.2 Das Chromatin und die Chromosomen | 254 | ||
| 12.1.3 Die Kern- und Zellteilung: Mitose | 255 | ||
| 12.2 Kern-Genom und Vererbung: Die Mendelschen Regeln | 260 | ||
| 12.3 Die extrachromosomale Vererbung | 263 | ||
| 12.4 Die Modifikationen und die Mutationen | 264 | ||
| 12.5 Die genetische Regulation | 266 | ||
| 12.5.1 Genetischer Code | 266 | ||
| 12.5.2 Autokatalytische Funktion der DNA: Replikation | 266 | ||
| 12.5.3 Heterokatalytische Funktion der DNA: Transkription durch RNA-Polymerase | 268 | ||
| 12.5.4 Translation und Proteinsynthese | 271 | ||
| 12.5.5 Regulation der Genaktivität | 273 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 277 | ||
| Weiterführende Literatur | 279 | ||
| Pflanzenorganismen | 280 | ||
| Kapitel 13 Algen | 282 | ||
| 13.1 Die eukaryotischen Algen im System der Organismen | 282 | ||
| 13.2 Leben im Wasser und die Pigmente der Algen | 283 | ||
| 13.3 Die vegetativen Entwicklungstendenzen und Lebensweisen der Algen | 284 | ||
| 13.3.1 Monadale Organisationsstufe | 286 | ||
| 13.3.2 Entwicklung von einzelligen Flagellaten zu mehrzelligen Kolonien mit Arbeitsteilung | 286 | ||
| 13.3.3 Coccale Organisationsstufe: Verlust der freien Beweglichkeit | 288 | ||
| 13.3.4 Trichale Organisationsstufe | 290 | ||
| 13.3.5 Siphonale Organisationsstufe | 291 | ||
| 13.3.6 Entwicklung von einfachen Zellfäden zu komplexen Thalli | 291 | ||
| 13.4 Die generativen Entwicklungstendenzen | 298 | ||
| 13.4.1 Mitosen, Sexualität und Meiose | 298 | ||
| 13.4.2 Isogamie, Anisogamie, Oogamie | 302 | ||
| 13.4.3 Gametangien und Sporangien | 302 | ||
| 13.4.4 Generationswechsel | 303 | ||
| 13.5 Ein phylogenetischer Überblick | 309 | ||
| 13.6 Von den Algen der Streptophytina zu den grünen Landpflanzen | 310 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 312 | ||
| Weiterführende Literatur | 314 | ||
| Kapitel 14 Bryophyten | 316 | ||
| 14.1 Allgemeine Merkmale | 316 | ||
| 14.2 Systematik und Phylogenie der Moose | 316 | ||
| 14.2.1 Thallose und foliose Lebermoose (Marchantiophytina) | 317 | ||
| 14.2.2 Laubmoose (Bryophytina) | 320 | ||
| 14.2.3 Hornmoose (Anthocerotophytina) | 322 | ||
| 14.3 Fortpflanzung und Vermehrung der Moose | 322 | ||
| 14.4 Wasserhaushalt und Lebensweise der Moose | 327 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 331 | ||
| Weiterführende Literatur | 331 | ||
| Kapitel 15 Schleimpilze und Pilze | 332 | ||
| 15.1 Allgemeine Merkmale | 332 | ||
| 15.2 Ein systematischer Überblick | 332 | ||
| 15.2.1 Organisationsform Schleimpilze | 334 | ||
| 15.2.2 Organisationsform Pilze | 335 | ||
| 15.3 Die Bedeutung der Pilze | 341 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 341 | ||
| Weiterführende Literatur | 342 | ||
| Kapitel 16 Der Generationswechsel bei Farnen, Gymnospermen und Angiospermen und die Evolution von Blüten, Samen und Früchten | 344 | ||
| 16.1 Ur-Sprosspflanzen und endständige Sporangien | 344 | ||
| 16.2 Telomtheorie | 345 | ||
| 16.3 Der Generationswechsel der isosporen Farne | 346 | ||
| 16.4 Die Evolution der Blüten | 348 | ||
| 16.5 Der Generationswechsel der heterosporen Farne | 350 | ||
| 16.6 Die Gymnospermen: Evolution der Samen | 352 | ||
| 16.6.1 Männliche Blüten und Pollenkörner | 352 | ||
| 16.6.2 Weibliche Blüten und Samenanlagen | 354 | ||
| 16.6.3 Bestäubung, Befruchtung und Samenbildung | 354 | ||
| 16.6.4 Phylogenetische Tendenzen | 355 | ||
| 16.7 Der versteckte Generationswechsel der Angiospermen | 357 | ||
| 16.7.1 Staubblätter und Pollenkörner | 357 | ||
| 16.7.2 Fruchtknoten und Samenanlagen | 358 | ||
| 16.7.3 Bestäubung, Befruchtung, Samen-und Fruchtbildung | 358 | ||
| 16.7.4 Phylogenetische Tendenzen | 359 | ||
| 16.8 Die Pollenübertragung | 363 | ||
| 16.8.1 Bestäubungsmechanismen | 363 | ||
| 16.8.2 Phylogenetische Tendenzen | 364 | ||
| 16.9 Die Früchte | 365 | ||
| 16.10 Die Entwicklungstendenzen bei den Angiospermen | 366 | ||
| 16.11 Zusammenfassender Überblick über die Klassen der Pteridophytina und Spermatophytina | 372 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 372 | ||
| Weiterführende Literatur | 374 | ||
| Pflanzenorgane und Funktionen | 376 | ||
| Kapitel 17 Die Wurzel | 378 | ||
| 17.1 Die Wurzel als besonderes, neues Organ der Sprosspflanzen (Kormophyten) beim Übergang zum Leben an Land | 378 | ||
| 17.2 Der äußere Bau der Wurzeln | 380 | ||
| 17.3 Der innere Bau der Primärwurzel | 383 | ||
| 17.3.1 Wurzelhaube | 383 | ||
| 17.3.2 Der Vegetationspunkt der Wurzel | 383 | ||
| 17.3.3 Die Streckungs- und Differenzierungszone | 387 | ||
| 17.3.4 Die Wurzelhaarzone | 390 | ||
| 17.4 Seitenwurzeln | 392 | ||
| 17.5 Sekundäres Dickenwachstum | 394 | ||
| 17.6 Die Aufnahme von Wasser und Nährsalzen durch die Wurzeln | 396 | ||
| 17.7 Die Metamorphosen der Wurzel | 398 | ||
| 17.8 Signalübertragung in der Rhizosphäre: Allelopathie | 400 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 401 | ||
| Weiterführende Literatur | 402 | ||
| Kapitel 18 Die Sprossachse | 404 | ||
| 18.1 Die äußere Gliederung der Sprossachse | 404 | ||
| 18.2 Die Verzweigung der Sprossachse | 405 | ||
| 18.3 Der Vegetationskegel | 406 | ||
| 18.3.1 Grundlage des Spitzenwachstums | 406 | ||
| 18.3.2 Regulation der Stammzellenpopulation | 411 | ||
| 18.3.3 Determination, Differenzierung und Streckung der vom SAM abgegebenen Zellen | 412 | ||
| 18.4 Der Bau der primären Sprossachse | 414 | ||
| 18.4.1 Gewebe der primären Sprossachse | 414 | ||
| 18.4.2 Leitbündel | 416 | ||
| 18.5 Das sekundäre Dickenwachstum | 423 | ||
| 18.5.1 Kambium | 423 | ||
| 18.5.2 Holz | 425 | ||
| 18.5.3 Sekundäre Rinde (Bast) | 428 | ||
| 18.5.4 Sekundäres Abschlussgewebe | 428 | ||
| 18.5.5 Sekundäres Dickenwachstum der Monokotyledonen | 430 | ||
| 18.6 Die Metamorphosen der Sprossachse | 430 | ||
| 18.7 Die physiologischen Leistungen der Sprossachse | 432 | ||
| 18.7.1 Wassertransport im Xylem | 432 | ||
| 18.7.2 Ferntransport der Assimilate im Phloem | 437 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 440 | ||
| Weiterführende Literatur | 442 | ||
| Kapitel 19 Das Blatt | 444 | ||
| 19.1 Die Blatttypen: Ein Überblick | 444 | ||
| 19.2 Die Entwicklung der Blätter | 444 | ||
| 19.3 Die Keimblätter und die Niederblätter | 446 | ||
| 19.4 Die Laubblätter | 447 | ||
| 19.4.1 Äußere Gestalt | 447 | ||
| 19.4.2 Phyllotaxis: Stellung und Ausrichtung der Blätter | 449 | ||
| 19.4.3 Innerer Aufbau der Blattspreite | 452 | ||
| 19.5 Die Hochblätter | 461 | ||
| 19.6 Die Metamorphosen des Blattes | 461 | ||
| 19.7 Die Funktionsweise der Blätter | 463 | ||
| 19.7.1 Gasaustausch | 463 | ||
| 19.7.2 Photosynthese | 467 | ||
| 19.7.3 Xeromorphie der Blätter, ein Ausweg aus dem Gaswechseldilemma der Landpflanzen | 474 | ||
| 19.7.4 Hygrophyten und Hydrophyten | 474 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 478 | ||
| Weiterführende Literatur | 480 | ||
| Pflanzen in ihren Lebensräumen | 482 | ||
| Kapitel 20 Die Vegetation der Erde | 484 | ||
| 20.1 Die lokale Gliederung der Vegetation: Die Pflanzengesellschaften | 484 | ||
| 20.2 Die großräumige Gliederung der Vegetation: Die Biome | 487 | ||
| 20.3 Die Biome verschiedener geographischer Breiten | 488 | ||
| 20.4 Die Zonierung der Vegetation durch die Höhenlage | 496 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 499 | ||
| Weiterführende Literatur | 499 | ||
| Kapitel 21 Abiotische Umweltfaktoren | 500 | ||
| 21.1 Netzwerk von fünf besonders wichtigen abiotischen Umweltfaktoren | 500 | ||
| 21.2 Ökosysteme und ihre Stoffkreisläufe unter dem Einfluss der abiotischen Umweltfaktoren | 501 | ||
| 21.3 Umweltfaktoren als Stressoren: das biologische Stresskonzept | 502 | ||
| 21.4 Der Faktor Licht | 504 | ||
| 21.4.1 Photomorphosen: Phytochrom, Cryptochrom und Phototropin | 505 | ||
| 21.4.2 Photoperiodismus | 507 | ||
| 21.5 Der Faktor Wasser | 510 | ||
| 21.6 Der Faktor Mineralstoffe | 511 | ||
| 21.7 Der Faktor Kohlendioxid | 511 | ||
| 21.7.1 CO2 -Konzentrierungsmechanismen | 511 | ||
| 21.7.2 C4–Photosynthese und CAM als CO2 -Konzentrierungsmechanismen | 512 | ||
| 21.7.3 Der biochemische Reaktionsweg der C4 -Photosynthese | 514 | ||
| 21.7.4 Der biochemische Reaktionsweg des CAM | 516 | ||
| 21.7.5 Ökophysiologische Anpassungen durch C4 -Photosynthese und CAM in Bezug auf die Faktoren Kohlendioxid, Wasser und Strahlung | 518 | ||
| 21.8 Der Faktor Temperatur | 524 | ||
| 21.9 Faktorenvernetzung: Das molekular-genetische Regulationsnetz bei der Verarbeitung von Temperatur- und Lichtsignalen zur Blühinduktion | 527 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 529 | ||
| Weiterführende Literatur | 532 | ||
| Kapitel 22 Biotische Umweltfaktoren: Symbiose und Parasitismus | 534 | ||
| 22.1 Definitionen und allgemeine Gesichtspunkte | 534 | ||
| 22.2 Symbiosen | 535 | ||
| 22.2.1 N2 -fixierende Symbiosen | 535 | ||
| 22.2.2 Symbiosen zwischen Pflanzen und Pilzen | 538 | ||
| 22.3 Parasitismus bei Angiospermen | 547 | ||
| 22.3.1 Halbschmarotzer (Hemiparasiten) | 548 | ||
| 22.3.2 Vollschmarotzer (Holoparasiten) | 549 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 551 | ||
| Weiterführende Literatur | 552 | ||
| Regulation der pflanzlichen Entwicklung | 554 | ||
| Kapitel 23 Molekulare Netzwerke der pflanzlichen Entwicklungsbiologie: Wachstum, Differenzierung, Altern und Tod | 556 | ||
| 23.1 Einzeller, annuelle und perennierende Pflanzen | 556 | ||
| 23.2 Symmetriebrechung und Polaritätsinduktion | 558 | ||
| 23.3 Differenzierung, Korrelationen und Musterbildung | 561 | ||
| 23.4 Von der Samenkeimung bis zur Samenbildung | 563 | ||
| 23.4.1 Samenkeimung | 563 | ||
| 23.4.2 Fruchtwachstum und Samenbildung | 564 | ||
| 23.5 Programmierter Zelltod (Apoptose) | 564 | ||
| 23.6 Abscission | 565 | ||
| 23.7 Altern und Tod der ganzen Pflanze | 566 | ||
| 23.8 Primäre und sekundäre molekulare Botschafter und Signalnetze | 567 | ||
| 23.8.1 Die Phytohormone: Primäre molekulare Botschafter | 567 | ||
| 23.8.2 Die chemische Charakterisierung der Phytohormone | 568 | ||
| 23.8.3 Die Wirkungen der Phytohormone | 570 | ||
| 23.8.4 Der Nachweis von Phytohormonen: Biologische Tests | 574 | ||
| 23.8.5 Die Wirkungsweise der Phytohormone | 575 | ||
| 23.9 Sekundäre molekulare Botschafter | 578 | ||
| 23.10 Die Ausbreitung molekularer Signale und Musterbildung | 581 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 583 | ||
| Weiterführende Literatur | 585 | ||
| Kapitel 24 Physikalische Signale | 586 | ||
| 24.1 Aktionspotenziale | 586 | ||
| 24.2 Erregungsleitung | 587 | ||
| 24.3 Reaktionen | 590 | ||
| 24.4 Formative Wirkungen | 591 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 593 | ||
| Weiterführende Literatur | 593 | ||
| Kapitel 25 Die Ausnutzung des Lebensraums: Bewegungen | 594 | ||
| 25.1 Phänomene | 594 | ||
| 25.1.1 Äußerer Bewegungsverlauf | 594 | ||
| 25.1.2 Reaktionsarten | 596 | ||
| 25.1.3 Reizarten | 597 | ||
| 25.1.4 Bewegungsmechanismen | 597 | ||
| 25.2 Die Orientierung im Raum | 599 | ||
| 25.2.1 Gravitropismus | 599 | ||
| 25.2.2 Phototropismus | 605 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 609 | ||
| Weiterführende Literatur | 610 | ||
| Kapitel 26 Chronobiologie | 612 | ||
| 26.1 Grundbegriffe und Konventionen | 612 | ||
| 26.2 Die Phänomene | 613 | ||
| 26.3 Die circadianen Rhythmen | 614 | ||
| 26.4 Die Regulationsnetzwerke circadianer Rhythmik | 615 | ||
| 26.4.1 Eingangs-, Oszillator-und Ausgangsnetzwerke | 615 | ||
| 26.4.2 Molekulare Grundlagen | 615 | ||
| 26.4.3 Eine einzige zentrale Uhr oder viele selbstständige Oszillatoren | 618 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 620 | ||
| Weiterführende Literatur | 621 | ||
| Pflanzen und aktuelle Herausforderungen | 622 | ||
| Kapitel 27 Biotechnologie | 624 | ||
| 27.1 Sammler und Ackerbauer | 624 | ||
| 27.2 Konventionelle Biotechnologie unabhängig von der molekularbiologischen Revolution | 625 | ||
| 27.3 Molekulare Biotechnologie | 628 | ||
| 27.3.1 Isolierung und Klonierung von Genen | 628 | ||
| 27.3.2 Transformation: Neue Eigenschaften in Empfängerpflanzen | 630 | ||
| 27.3.3 Unterdrückung vorhandener Eigenschaften: Die Antisense und die RNA–Interferenz–Technik | 633 | ||
| 27.3.4 Selektion, Regeneration und Austesten transgener Pflanzen | 634 | ||
| 27.3.5 Neue Produkte der molekularbiologischen Revolution | 636 | ||
| 27.4 Nutzen und Risiken, Segen und Fluch: die Ambivalenz unseres Tuns | 637 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 639 | ||
| Weiterführende Literatur | 641 | ||
| Kapitel 28 Pflanzen als Ideengeber für Problem-lösungen in der Technik: Bionik | 642 | ||
| 28.1 Was ist Bionik | 642 | ||
| 28.2 Merkmale der Bionik | 642 | ||
| 28.3 Vorgehensweisen der Bionik | 643 | ||
| 28.3.1 Abstraktions–Bionik | 644 | ||
| 28.3.2 Analogie–Bionik | 650 | ||
| 28.4 Die Evolution als Vorbild für Optimierungsverfahren | 658 | ||
| 28.5 Grenzen der Bionik | 659 | ||
| Zusammenfassung und Übungsaufgaben | 659 | ||
| Weiterführende Literatur | 660 | ||
| Sachverzeichnis | 662 | ||
| EULA | 688 |