Biologie der Pflanzen:
Gespeichert in:
| Beteiligte Personen: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch Englisch |
| Veröffentlicht: |
Berlin u.a.
de Gruyter
1988
|
| Ausgabe: | 2., verb. Aufl. |
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| Umfang: | XVI, 764 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3110114763 |
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| adam_text | Titel: Biologie der Pflanzen
Autor: Raven, Peter H.
Jahr: 1988
Inhaltsverzeichnis
I. Einführung.............................. 1
1.1 Evolution der Pflanzen.................... 1
1.1.1 Anstieg des Sauerstoffgehaltes
der Atmosphäre.......................... 2
. 1.2 Meer und Küste......................... 3
.1.3 Übergang zum terrestrischen Leben......... 4
. 2 Entstehung von Organismengesellschaften ... 7
. 3 Der Mensch und die Pflanze............... 8
.3.1 Ursprünge der Landwirtschaft............. 8
1.3.2 Übergangszeit........................... 9
1.3.3 Folgen der Entstehung der Landwirtschaft.. . 10
1.3.4 Bevölkerungsexplosion.................... 10
Genetische Mannigfaltikeit der Kultur-
pflanzen ................................ 13
Teil 1 Die Pflanzenzelle......................... 15
1.1
2
.3
.4
.5
.6
.7
.9
.10
.11
.12
.13
.14
.15
.15.1
.15.2
1.15.3
Kapitel 1
Bau und Funktion der eukaryontischen Zelle
17
Die mit dem Mikroskop erkennbare Welt..... 18
Prokaryonten und Eukaryonten............ 18
Die Entstehung der Zellentheorie............ 20
Die Pflanzenzelle......................... 20
Zellkern................................ 21
Piastiden................................ 22
Mitochondrien........................... 25
Microbodies............................. 26
Vakuolen............................... 26
Der evolutionäre Ursprung von
Mitochondrien und Chloroplasten........... 28
Ribosomen.............................. 28
Dictyosomen oder Golgi-Körper........... 29
Endoplasmatisches Reticulum.............. 29
Lipidtröpfchen und Sphärosomen.......... 31
Dynamik von Zellmembranen.............. 31
Mikrotubuli............................. 32
Geißeln und Wimpern.................... 32
Die Zellwand............................ 34
Chemische Zusammensetzung der Zellwand. . 34
Zellwandschichten........................ 35
Mittellamelle............................ 36
Primärwand............................. 36
Sekundärwand........................... 36
Wachstum der Zellwand................... 37
1.16 Plasmodesmen........................... 38
1.17 Zellteilung.............................. 38
1.18 Zellteilungszyklus........................ 39
1.18.1 Interphase............................... 39
1.18.2 Mitose.................................. 39
Prophase................................ 42
Metaphase.............................. 43
Anaphase............................... 43
Telophase............................... 43
Bildung der Kernspindel.................. 44
1.18.3 Cytokinese.............................. 44
1.19 Zusammenfassung........................ 47
Kapitel 2
Molekularer Bau der Zellen .............. 49
2.1 Organische Verbindungen................. 49
2.2 Kohlenhydrate........................... 50
2.2.1 Monosaccharide und Disaccharide......... 50
Altersbestimmung mit Hilfe von radioaktivem
Kohlenstoff.............................. 51
2.2.2 Polysaccharide .......................... 51
2.3 Lipide.................................. 54
2.3.1 Fette................................... 54
2.3.2 Wachse................................. 55
2.3.3 Phospholipide........................... 55
2.4 Proteine................................ 56
2.4.1 Aminosäuren............................ 56
2.4.2 Polypeptide............................. 56
2.4.3 Proteinstruktur.......................... 58
Primärstruktur........................... 58
Sekundärstruktur........................ 58
Tertiär- und Quartärstruktur............... 58
2.4.4 Enzyme................................. 59
2.5 Nucleinsäuren........................... 60
2.6 Weitere Nucleotidderivate................. 62
2.7 Zusammenfassung........................ 62
Kapitel 3
Ein- und Austransport von Substanzen
bei Zellen............................... 63
3.1 Mechanismus des Wasserflusses............ 63
3.1.1 Massenstrom............................ 63
X INHALTSVERZEICHNIS
3.1.2 Diffusion................................ 64
Diffusion in Zellen....................... 66
3.1.3 Osmose................................. 66
Osmose in lebenden Organismen........... 67
Turgor.................................. 68
Quellung................................ 69
3.2 Bau von Zellmembranen.................. 69
3.3 Membrantransport....................... 70
3.3.1 ?+ Na -Austauschpumpe................. 72
3.4 Endocytose und Exocytose................ 73
3.5 Transport durch Plasmodesmen............ 73
3.6 Zusammenfassung........................ 73
Teil 2 Energie und die lebende Zelle.............. 75
Kapitel 4
Energiefluß ............................ 77
4.1 Grundgesetze der Thermodynamik ......... 78
4.1.1 Erster Hauptsatz......................... 78
4.1.2 Zweiter Hauptsatz....................... 79
Äquivalenz von Energie und Masse: E = m ¦ ?? 80
4.1.3 Biologische Bedeutung des zweiten
Hauptsatzes............................. 81
4.2 Enzyme und lebende Systeme.............. 81
4.3 Enzyme als Katalysatoren................. 82
4.4 Aktives Zentrum von Enzymen............ 83
4.4.1 Die induced-ßt-Hypothese................. 84
4.5 Cofaktoren von Enzymen................. 84
4.5.1 Metallionen als Cofaktoren................ 84
4.5.2 Coenzyme............................... 84
4.6 Enzymatisch katalysierte Stoffwechselwege... 85
4.7 Regulation der Enzymaktivität............. 85
4.8 ATP, Energielieferant der Zelle............. 86
4.9 Zusammenfassung........................ 88
Kapitel 5 Atmung ..... . . . .. .... 89
s 1 Glvkolvse............. ___ 90
5.1.1 5.2 5.2.1 s ~ ? Zusammenfassune der Glvkolvse 92
Aerober Kohlenhydratabbau.......... Krebs-Zyklus............ Atmungskette.......... 93 ..... 93 96
Mecluinismus der Aimungsketten-pliosphorvlierunç ..... 96 98
Bioliunines enz. .
Energiebilanz.......... 98
?} Anaerober Kohlenhvdratabbau ....... ___ 99
5.4 Zusammenfassung................. ..... 100
Kapitel 6
Photosynthese .......................... 101
6.1 Historischer Überblick.................... 101
Licht und Leben.......................... 104
6.2 Lichtreaktionen.......................... 106
6.2.1 Die Rolle der Pigmente................... 106
Photosynthesepigmente................... 108
6.2.2 Photosysteme............................ 109
6.2.3 Modellvorstellung von den Lichtreaktionen .. 111
Zyklische Photophosphorylierung.......... 112
6.3 Dunkelreaktionen........................ 113
6.3.1 Calvin-Zyklus........................... 113
6.3.2 C4-Dicarbonsäureweg..................... 114
Effektivität der C4-Pflanzen................ 116
6.3.3 Diurnaler Säurerhythmus.................. 118
6.4 Zusammenfassung........................ 118
Teil 3 Genetik und Evolution.................... 121
Kapitel 7
Molekulargenetik ....................... 123
7.1 Genchemie: DNS kontra Protein........... 123
7.2 Bau und Eigenschaften der DNS........... 124
7.2.1 Die Doppelhelix......................... 127
7.2.2 Das Molekül, das sich selbst kopiert........ 128
7.3 Wie arbeiten Gene?....................... 129
7.3.1 Moleküle der Vererbung................... 130
7.3.2 Transkription............................ 132
7.3.3 Translation.............................. 132
7.4 Regulation der Gen-Transkription.......... 134
7.4.1 Das Operon............................. 134
7.4.2 Regulation durch Rückkopplungshemmung.. 135
7.5 Differenzierungskontrolle bei vielzelligen
Systemen................................ 135
7.5.1 Differenzierungskontrolle bei Pflanzen....... 137
7.5.2 Differenzierungskontrolle durch das
Cytoplasma............................. 137
7.6 Zusammenfassung........................ 138
Kapitel 8
Klassische Genetik ...................... 141
8.1 Unterschied zwischen Eukaryonten und
Prokaryonten............................ 141
8.2 Bau der eukaryontischen Chromosomen..... 142
8.3 Méiose................................. 143
8.3.1 I. Reifeteilung........................... 144
8.3.2 II. Reifeteilung .......................... 145
8.3.3 Folgen der Méiose....................... 145
8.4 Wirkungsweise der (iene in diploiden
Organismen............................. 148
8.4.1 Erste Mendelsche Regel: Uniformitätsregel . . 149
INHALTSVERZEICHNIS
XI
8.4.2 Zweite Mendelsche Regel: Spaltungsregel.... 150
8.4.3 Rückkreuzung........................... 150
8.4.4 Intermediäre Merkmalausbildung........... 151
8.4.5 Dritte Mendelsche Regel:
Frei Kombinierbarkeit der Erbanlagen...... 151
8.4.6 Koppelung der Gene..................... 152
8.5 Mutationen............................. 153
8.6 Pleiotropie.............................. 154
8.7 Geninteraktionen in diploiden Organismen .. 155
8.7.1 Epistase................................ 155
8.7.2 Polygenie............................... 155
8.8 Zusammenfassung........................ 156
Kapitel 9
Die Entstehung der Pflanzenarten ......... 159
9.1 Das Verhalten von Genen in Populationen... 161
9.1.1 Das Hardy-Weinberg-Gesetz............... 161
9.1.2 Abweichungen vom Hardy-Weinberg-Gesetz 162
9.2 Auswirkungen der Selektion............... 163
9.2.1 Genetische Faktoren...................... 163
9.2.2 Phänotypische Faktoren.................. 164
9.2.3 Veränderung natürlicher Populationen...... 165
9.2.4 Evolution bei asexuellen Populationen...... 166
9.3 Divergenz von Populationen............... 167
9.3.1 Ökotypen und Coenoclinen................ 167
Einige Formen vegetativer Vermehrung....... 168
9.3.2 Physiologische Unterschiede............... 170
9.3.3 Reproduktive Isolation.................... 171
9.3.4 Evolutionäre Auffächerung................ 171
9.4 Bedeutung der Hybridisierung für die
Evolution............................... 172
9.4.1 Hybridisierung und Apomixis.............. 173
9.4.2 Hybridisierung und Polyploidie............ 173
Evolutionäre Auffächerung der Gattung
Nigella.................................. 174
9.5 Zusammenfassung........................ 178
Teil 4 Formenmannigfaltigkeit der Organismen
183
Kapitel 10
Gliederung der Organismenwelt ......... 183
10.1 Binäre Nomenklatur...................... 184
10.1.1 Was ist eine Art?......................... 189
10.1.2 Andere systematische Kategorien........... 191
10.2 Die Hauptgruppen der Lebewesen.......... 191
10.2.1 Prokaryonten............................ 191
10.2.2 Eukaryonten........................... 191
10.3 Klassifikation der Lebewesen.............. 194
10.3.1 Reich Monera........................... 194
10.3.2 Reich Protista........................... 194
10.3.3 Reich Ammalia.......................... 194
10.3.4 Reich Fungi............................. 194
10.3.5 Reich Plantae............................ 195
10.4 Geschlechtliche Fortpflanzung und
Diploidie................................ 195
10.4.1 Evolution der Diploidie................... 195
10.5 Zusammenfassung....................... 197
Kapitel 11
Prokaryonten ......................... 199
11.1 Allgemeine Merkmale der Bakterien........200
11.1.1 Bakteriengestalt.......................... 201
Geißeln und Pili......................... 203
Zellwand................................204
Cytoplasma............................. 206
Reizbeantwortung bei Bakterien.............206
11.1.2 Bakteriengenetik.........................208
Zellteilung..............................208
Genetische Rekombination................209
Einsatz von Bakterien bei der Gewinnung
nützlicher organischer Moleküle.............210
Die Natur als Gentechnologe............... 210
11.1.3 Stoffwechsel der Bakterien.................213
Heterotrophe Bakterien................... 213
Photoautotrophe Bakterien................213
Chemoautotrophe Bakterien............... 214
Entstehung der Photosynthese..............214
11.1.4 Ökologie der Bakterien...................214
Bodenbakterien.......................... 214
Parasitische und symbiontische Bakterien. ... 216
Bakterielle Erkrankungen des Menschen.....216
Bakterielle Pflanzenkrankheiten............218
11.1.5 Ökologie der Cyanobakterien.............. 219
Mvcoplasmen............................220
11.2 Viren................................... 221
11.2.1 Natur der Viren.......................... 222
11.2.2 Struktur der Viren ....................... 223
Virusinfektionen.......................... 224
11.2.3 Identische Reduplikation.................. 224
11.2.4 Viren und Krebserkrankungen............. 226
Viroide................................. 227
11.2.5 Herkunft der Viren....................... 227
11.3 Zusammenfassung........................ 228
Kapitel 12
Fungi ................................ 229
12.1 Biologie der Pilze........................ 230
12.2 Evolution der Pilze....................... 232
12.3 Fortpflanzung der Pilze................... 232
12.3.1 Mitose und Méiose....................... 232
12.3.2 Heterokaryon und Parasexualität........... 233
12.4 Hauptgruppen der Pilze................... 233
12.4.1 Abteilung Zygmycota..................... 233
XII INHALTSVERZEICHNIS
12.4.2 Abteilung Ascomycota.................... 234 14.5.2
Charakteristische Merkmale der Ascomyceten 235
Phototropismus bei einem Pilz.............. 238 14.5.3
Einzellige Ascomyceten: Hefen............. 239 14.6
Mutterkornvergiftung (Ergotismus)......... 240 14.7
12.4.3 Fungi imperfecti......................... 240
Tierfangende Pilze........................ 242
12.4.4 Flechten................................ 243
Biologie der Flechten..................... 245 14.8
Art der Beziehung zwischen Pilz und
Photosyntheseorganismus................. 248
12.4.5 Abteilung Basidiomycota.................. 249
Klasse Homobasidiomycetes............... 250
Klasse Heterobasidiomycetes.............. 253
12.5 Mykorrhiza............................. 256
12.6 Zusammenfassung........................ 258
Kapitel 13
Heterotrophe Protisten:
Wasserschimmel und Schleimpilze..........261
13.1 Abteilung Oomycota.....................262
Hormonelle Steuerung der Sexualität bei
einem ,, Wasserschimmel .................. 264
13.2 Abteilung Chytridiomycota................265
13.3 Abteilung Acrasiomycota..................267
13.4 Abteilung Myxomycota................... 267
13.5 Zusammenfassung........................270
15.1
15.2
15.2.1
15.2.2
15.3
15.4
15.4.1
15.4.2
15.4.3
15.5
16.1
16.1.1
16.1.2
16.1.3
16.2
16.2.1
16.2.2
16.2.3
16.2.4
16.3
16.3.1
16.3.2
16.3.3
16.4
Kapitel 14
Autotrophe Protisten: Algen ............ 271
14.1 Merkmale der Algen...................... 272
Symbiontische Algen...................... 274
14.1.1 Symbiose und Ursprung der Chloroplasten .. 275
14.2 Grünalgen - Abteilung Chlorophyta........ 275
14.2.1 Klasse Chlorophyceae.................... 277
Bewegliche einzellige Chlorophyceen........ 277
Rhizoplasten: muskelartige Strukturen
in einer Alge............................. 280
Unbewegliche einzellige Chlorophyceen...... 280
Bewegliche koloniebildende Chlorophyceen .. 281
Coenozytische (vielkernige) Chlorophyceen .. 283
Eine kompliziert gebaute, semiterrestrische
Grünalge................................ 285
Fadenförmige und parenchymatische
Chlorophyceen........................... 285 17.1
14.2.2 Klasse Charophyceae..................... 287 17.2
14.3 Braunalgen - Abteilung Phaeophyta........ 290 17.2.1
14.4 Rotalgen - Abteilung Rhodophyta......... 294 17.2.2
Wirtschaftliche Nutzung von Algen.......... 298 17.2.3
14.5 Diatomeen und goldbraune Geißelalgen - 17.3
Abteilung Chrysophyta................... 298
14.5.1 Diatomeen - Klasse Bacillariophyceae...... 298
Goldbraune Geißelalgen -
Klasse Chrysophyceae.................... 302
Gelbgrüne Algen - Klasse Xanthophyceae. .. 302
Dinoflagellaten - Abteilung Pyrrhophyta----- 302
Abteilung Euglenophyta.................. 305
Coleochaete: eine hoch entwickelte Grünalge .. 306
Mitose bei den Dinoflagellaten.............. 307
Herkunft der verschiedenen Algen-Abteilungen 308
Zusammenfassung........................ 308
Kapitel 15
Moose (Bryophyta) .................... 311
Kennzeichen der Moose................... 312
Lebermoose - Klasse Hepaticopsida........ 315
Thallose Lebermoose..................... 316
Folióse Lebermoose...................... 318
Sporenausstreuung bei den Lebermoosen.....319
Hornmoose - Klasse Anthocerotopsida.....320
Laubmoose - Klasse Muscopsida........... 321
Echte Laubmoose - Bryidae............... 321
Torfmoose - Klasse Muscopsida...........327
Ökologie von Sphagnum.................. 328
Klaffmoose - Andreaeidae................. 328
Zusammenfassung........................ 329
Kapitel 16
Gefäßpflanzen: Eine Einführung .........331
Primitive Gefäßpflanzen................... 332
Abteilung Rhyniophyta................... 332
Abteilung Zosterophyllophyta.............. 332
Abteilung Trimerophyta................... 333
Bau der Gefäßpflanzen.................... 334
Primäres und sekundäres Wachstum........ 335
Tracheale Elemente....................... 336
Stelen.................................. 337
Herkunft von Wurzeln und Blättern........ 337
Fortpflanzungssysteme.................... 338
Isosporie und Heterosporie ............... 339
Gametophyten und Gameten.............. 340
Evolution der Samen..................... 340
Zusammenfassung........................ 341
Kapitell7
Samenlose Gefäßpflanzen ............... 345
Abteilung Psilophyta - Urfarne............ 345
Abteilung Lycophyta - Bärlappgewächse .... 347
Lycopodium - Bärlapp................... 348
Selaginella Moosfarn.................... 351
Isoëtes - Brachsenkraut................... 354
Abteilung Sphenophyta
Schachtelhalmgewächse................... 355
Steinkohlenpflanzen....................... 358
?????? ISVIRZI RUMS XIII
17.4 Abteilung Pterophyta - Farne.............360
17.5 Zusammenfassung........................365
Kapitel 18
Samenpflanzen ........................ 367
Progymnospermen.......................368
Gymnospermen.......................... 369
Coniferen............................... 370
Kiefern.................................371
Andere Coniferen........................ 379
Andere lebende Gymnospermen............382
Cycadeen............................... 382
Ginkgo................................. 382
Gnetophyta............................. 383
Angiospermen........................... 385
Die Blüte............................... 388
Entwicklungszyklus der Angiospermen...... 393
Mikrosporogenese und Mikrogametogenese.. 393
Megasporogenese und Megagametogenese ... 396
Bestäubung und Befruchtung..............398
Entwicklung von Same und Frucht.........398
Zusammenfassung........................401
18.1
18.2
18.2.1
18.2.2
18.3
18.3.1
18.3.2
18.4
19.1
19.2
19.2.1
19.2.2
19.2.3
19.2.4
19.2.5
19.3
19.3.1
19.4
19.5
Kapitel 19
Evolution der Blütenpflanzen ............ 403
Ursprung der Angiospermen............... 403
Frühe Angiospermen und ihre Blüten......... 407
Evolution der Blüte...................... 408
Blütenorgane............................ 408
Fruchtblätter............................ 408
Staubblätter............................. 409
Blütenhülle.............................. 409
Evolutionstendenzen bei den Blüten........ 409
Beispiele für höher entwickelte
Angiospermen-Familien................... 411
Evolutionskräfte......................... 413
Selbststerilität........................... 414
Käferblumen............................ 416
Bienenblumen........................... 416
Tagfalter- und Nachtfalterblumen.......... 420
Vogelblumen............................ 420
Fledermausblumen....................... 422
Windblütler............................. 422
Blütenfarben............................ 424
Evolution der Früchte.................... 426
Verbreitung der Früchte................... 428
Anemochore Verbreitung.................. 429
Hydrochore Verbreitung.................. 429
Zoochore Verbreitung..................... 429
Biochemische Co-Evolution................ 430
Zusammenfassung........................ 433
Teil 5 Bau und Entwicklung des angiospermen
Pflanzenkörpers..........................435
Kapitel 20
Frühe Entwicklungsstadien des
Pflanzenkörpers..........................437
20.1 Reifer Embryo und reifer Same............437
Weizen..................................441
20.2 Embryogenèse...........................442
20.3 Keimbedingungen........................445
20.4 Vom Embryo zur augewachsenen Pflanze .... 446
20.5 Zusammenfassung........................447
21.1
21.2
21.2.1
21 2 2
21.2.3
21.2.4
21.2.5
21.2.6
21.2.7
21.3
22.1
22.2
22.2.1
22.3
22.3.1
22.3.2
22.3.3
22.4
22.5
22.5.1
22.6
22.7
Kapitel 21
Zellen und Gewebe des Pflanzenkörpers
449
23.1
23.2
Gewebesysteme.......................... 450
Gewebe und ihre Zellen................... 450
Parenchym.............................. 451
Übergangszellen......................... 451
Kollenchym............................. 451
Sklerenchym............................. 452
Xylem.................................. 454
Phloëm................................. 457
Epidermis............................... 460
Periderm................................ 462
Zusammenfassung........................ 462
Kapitel 22
Die Wurzel: Primärer Bau und
Entwicklung.............................467
Wurzelsysteme und ihre räumliche
Ausdehnung.............................467
Herkunft und Wachstum der primären
Gewebe.................................469
Wachstumszonen der Wurzel...............470
Primärer Bau............................472
Rhizodermis.............................472
Primäre Rinde...........................473
Zentralzylinder..........................474
Entstehung von Seitenwurzeln.............476
Luftwurzeln.............................476
Besondere Anpassungserscheinugen.........478
Speicherung von Nährstoffen..............478
Zusammenfassung........................480
Kapitel 23
Der Sproß: Primärer Bau und
Entwicklung.............................481
Wachstum und Herkunft der primären
Sproßachsengewebe......................482
Primärer Bau............................483
XIV INHALTSVERZEICHNIS
23.2.1
23.2.2
23.2.3
23.2.4
23.3
23.4
23.5
23.6
23.6.1
23.6.2
23.6.3
23.7
23.8
23.9
23.10
23.10.1
23.10.2
23.11
24.1
24.2
24.2.1
24.2.2
24.3
24.3.1
24.3.2
24.3.3
24.3.4
24.4
Teil 6
Sproßachse von Tilia.....................485
Sproßachse von Sambucus................486
Sproßachsen von Medicago und Ranunculus. 487
Sproßachse von Zea Mays.................488
Beziehung zwischen den Leitgeweben der
Sproßachse und des Blattes................489
Blattentwicklung.........................490
Morphologie des Blattes..................494
Anatomie des Blattes.....................497
Epidermis...............................497
Mesophyll............................... 500
Leitbündel.............................. 501
Auswirkung der Luftverschmutzung
aufPflan:en............................. 502
Blattfall................................. 504
Übergangszone - Leitgewebeverbindung
zwischen Sproß und Wurzel............... 505
Blütenentwicklung........................506
Umbildung von Sproßachsen und Blättern. .. 506
Speicherung von Nährstoffen.............. 507
Wasserspeicherung: Succulenz..............507
Konvergenz.............................. 513
Zusammenfassung........................ 514
Kapitel 24
Sekundäres Dickenwachstum ............ 517
Cambium............................... 518
Auswirkungen des sekundären Dickenwachs-
tums auf den primären Pflanzenkörper...... 521
Wurzel.................................. 521
Sproßachse.............................. 522
Periderm................................ 524
Lenticellen.............................. 525
Rinde.................................. 526
Holz: sekundäres Xylem.................. 530
Coniferenholz........................... 531
Dikotylenholz........................... 534
Zuwachsringe............................ 535
Splintholz und Kernholz.................. 537
Zusammenfassung........................ 538
Wachstumsregulation und
Wachstumsreaktionen . . .
541
Kapitel 25
Phytohormone:
Wachstums- und Entwicklungsregulatoren . . . 543
25.1 Auxin.................................. 544
25.1.1 Auxin und Zelldifferenzierung.............. 546
25.1.2 Auxin und Cambiumaktivität.............. 547
25.1.3 Auxin und Wurzelwachstum............... 547
25.1.4 Auxin und Wachstum von Früchten........547
25.1.5 Auxin und Abscission.................... 548
25.1.6 Unkrautbekämpfung durch Auxin.......... 548
Pflanzliche Gewebekultur.................. 548
25.1.7 Wie reguliert Auxin das Streckungs-
wachstum? .............................. 549
25.2 Cytokinine.............................. 550
25.2.1 Cytokinine und Zellteilung................551
25.2.2 Cytokinine und Organbildung in Gewebe-
kulturen ................................ 552
25.2.3 Cytokinine und Blattalterung.............. 552
25.2.4 Wie wirken die Cytokinine?................ 553
25.3 Äthylen................................. 553
25.3.1 Äthylen und Fruchtreife...................554
25.3.2 Äthylen und Abscission................... 554
25.3.3 Äthylen und Geschlechtsbestimmung........ 554
25.3.4 Äthylen und Auxin....................... 555
25.4 Abscisinsäure............................ 555
25.5 Gibberelline............................. 556
25.5.1 Gibberelline und Zwergmutanten........... 557
25.5.2 Gibberelline und Samenkeimung........... 557
25.5.3 Gibberelline und Juvenilität............... 557
25.5.4 Gibberelline und Blühinduktion............558
25.5.5 Gibberelline und die Entwicklung
von Pollen und Früchten.................. 558
25.5.6 Wie wirken die Gibberelline?............... 558
25.6 Zusammenfassung........................560
Kapitel 26
Einfluß externer Faktoren auf das
Pflanzenwachstum........................ 563
26.1 Tropismen.............................. 563
26.2 Circadiane Rhythmen..................... 565
26.2.1 Sind die Rhythmen endogen?.............. 566
26.2.2 Wie wird die biologische Uhr gestellt?....... 566
26.3 Photoperiodismus........................ 567
26.3.1 Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen....... 568
26.3.2 Messung der Dunkelperiode............... 569
26.4 Chemische Grundlage des Photoperiodismus . 570
26.4.1 Entdeckung des Phytochroms.............. 570
Isolierung des Phytochroms................ 572
Andere Wirkungen des Phytochroms........ 572
Phytochrom und Photoperiodismus......... 573
26.5 Blühkontrolle durch Phytohormone......... 573
26.6 Keim- und Knospenruhe.................. 574
26.6.1 Keimruhe............................... 575
26.6.2 Knospenruhe............................ 576
26.7 Kälte und Blühinduktion.................. 577
26.8 Beantwortung von Berührungsreizen
bei Pflanzen............................. 577
26.9 Schlußbetrachtung....................... 580
26.10 Zusammenfassung........................ 580
?????TSVIR/I UHNIS
XV
Teil 7
Aufnahme und Transport von
Nährstoffen bei Pflanzen.....
583
27.1
27.1.1
27.1.2
27.2
27.2.1
27.3
27.3.1
27.3.2
27.3.3
27.3.4
27.4
27.5
27.5.1
27.5.2
27.5.3
27.5.4
27.5.5
27.6
27.7
27.8
27.9
27.9.1
27.9.2
27.9.3
27.10
Kapitel 27
Boden und Ernährung der Pflanze
..... 5X5
Allgemeine Nährstoffbedürfnisse........... 585
Lebensnotwendige anorganische Nährstoffe . . 586
Nährelementkonzentrationen in Pflanzen .... 586
Funktionen der Nährelemente in Pflanzen .. . 587
Spezifische und unspezifische Funktionen .... 587
Katalysatoren ........................... 587
Elektronentransport...................... 589
Strukturbestandteile...................... 589
Osmose................................. 589
Permeabilität der Zellen................... 589
Böden.................................. 589
Verwitterung der Erdkruste................ 589
Bodenzusammensetzung...................591
Kationenaustausch.......................592
Böden und Wasser....................... 592
Kreislauf des Wassers..................... 593
Kreisläufe von Nährelementen.............593
Stickstoff und Stickstoffkreislauf........... 594
Ammonifikation......................... 594
Nitrifikation............................. 595
Stickstoffassimilation..................... 596
Bildung von Aminosäuren................. 596
Andere stickstoffhaltige Verbindungen....... 597
Fleischfressende Pflanzen..................597
Stickstoffverlust.......................... 598
Stickstoff-Fixierung....................... 598
Symbiontische Stickstoff-Fixierung......... 599
Stickstoff-Fixierung durch freilebende
Mikroorganismen........................601
Ledine................................. 602
Kreislauf des Phosphors...................602
Einfluß des Menschen auf die Kreisläufe
von Nährelementen.......................602
Bedeutung der Böden für die Landwirtschaft 603
Kompost................................ 604
Nährelementforschung....................605
Böden mit Nährelementmangel und
toxischer Wirkung........................605
Effektivität der Stickstoff-Fixierung.........606
Auswirkungen der Umweltverschmutzung . . . 606
Zusammenfassung........................ 607
Kapitel 28
Transport von Wasser und gelösten
Substanzen in Pflanzen....................609
28.1 Wanderung von Wasser durch den
Pflanzenkörper........................... 609
28.1.1 Transpiration............................609
28.1.2 Absorption durch Wurzeln................ 610
Wurzeldruck und Guttation................ 611
Passive Wasserabsorption .................613
28.1.3 Wassertransport.......................... 613
Kohäsions-Adhäsionstheorie der
Wasserleitung............................ 613
28.1.4 Transpirationsregulation .................. 616
Cutícula und Stornata....................616
Mechanismus der Spaltöfl nungsbewegungen 617
Faktoren, die die Spaltölfnungs-
bewegungen beeinflussen.................. 617
28.1.5 Andere Faktoren, die die Transpirations-
rate beeinflussen......................... 618
28.2 Der Weg der anorganischen Nährstoffe
durch die Pflanze......................... 619
28.2.1 Aufnahme anorganischer Nährstoffe........619
Aktive Aufnahme gelöster Substanzen......619
Membranpotential ....................... 620
28.2.2 Transport anorganischer Nährstoffe.........620
28.3 Phloëmtranslokation:
Transport von Substanzen im Phloëm.......620
26.3.1 Beweise für einen Zuckertransport
im Phloëm.............................. 621
28.3.2 Einsatz von Blattläusen in der
Phloëmforschung.........................622
28.3.3 Mechanismus der Siebröhrentransportes:
die Druckstromtheorie....................622
Einsatz radioaktiver Tracer und autoradio-
graphischer Methoden in der Pflanzenzüchtung 624
28.4 Zusammenfassung........................ 626
Teil 8 Ökologie................................ 629
Kapitel 29
Dynamik der Ökosysteme ..............631
29.1 Wechselbeziehungen zwischen Organismen ... 631
29.1.1 Symbiose.............................. 631
29.1.2 Konkurrenz............................. 632
29.1.3 Wechselbeziehungen zwischen Pflanzen und
Pflanzenfressern.......................... 634
Abwehrmechanismen von Solanaceen-Pflanzen. 638
29.2 Kreislauf der Nährelemente................ 639
29.2.1 Nährelementkreislauf im Ökosystem ..Wald 639
29.3 Trophiestufen............................ 640
29.3.1 Energiefluß.............................. 640
29.4 Evolution von Ökosystemen............... 642
29.4.1 Primärsukzession......................... 642
29.4.2 Klimaxstadium.......................... 643
29.4.3 Sekundärsukzession......................645
29.4.4 Strukturveränderungen des Ökosystems
während der Sukzession...................646
29.5 Zusammenfassung........................ 647
XVI INHALTSVERZEICHNIS
Kapitel 30
Terrestrische Biome .................... 649
30.1 Terrestrisches Leben...................... 649
30.1.1 Lokale Abänderungen des Klimas.......... 650
Alexander von Humboldt.................. 651
30.2 Tropischer Regenwald.................... 651
Bestäubung tropischer Pflanzen
durch Nagetiere.......................... 652
30.3 Savanne................................ 655
30.4 Wüste.................................. 656
30.5 Grasländer der gemäßigten Breiten......... 658
30.6 Temperierte laubabwerfende Wälder........ 660
30.7 Taiga................................... 663
30.8 Tundra................................. 664
30.9 Zusammenfassung........................ 665
Die Erhaltung von Pflanzenarten............ 666
Anhang A
Zum Verständnis des Buches erforderliche
chemische Grundkenntnisse................ 667
1. Atome.................................. 667
1.1 Isotope................................. 668
1.2 Elektronen und Orbitale.................. 669
1.3 Elektronen und Energie................... 670
1.3.1 Elektronegativität........................ 671
2. Chemische Bindungen und Moleküle........ 671
2.1 Ionenbindung............................ 671
2.2 Kovalenzbindung........................ 671
2.2.1 Doppel- und Dreifachbindungen...........672
2.2.2 Polare Kovalenzbindungen................673
2.3 Atommasse und Stoffmenge...............674
2.4 Funktionelle Gruppen....................674
3. Wasser und Wasserstoffbrücken............675
4. Wasser als Lösungsmittel..................676
5. Säuren und Basen........................676
5.1 Starke und schwache Säuren und Basen.....677
5.2 pH-Skala...............................677
6. Chemische Reaktionen....................678
6.1 Reaktionstypen..........................679
6.2 Redoxreaktionen.........................679
6.3 Chemisches Gleichgewicht.................679
6.4 Der Energiefaktor........................680
6.5 Endergonische und exergonische Reaktionen . 681
Anhang ? Größen und Einheiten ................ 683
Anhang C Gliederung der Organismenwelt......... 685
Anhang D Erdzeitalter........................... 693
Begriffserläuterungen............................ 695
Weiterführende Literatur......................... 727
Bildnachweis................................... 735
Register........................................ 741
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Inhaltsverzeichnis
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