Zusammenfassung

Strasburger − Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften

Inhalt

 

Teil I - Struktur

Kapitel 1: Bau und Feinbau der Zelle.

Kapitel 2: Die Gewebe der Gefäßpflanzen.

Kapitel 3: Funktionelle Morphologie und Anatomie der Gefäßpflanzen.

 

Teil II - Genetik

Kapitel 4: Proteine.

Kapitel 5: Nucleinsäuren.

Kapitel 6: Replikation.

Kapitel 7: Die genetischen Systeme der Pflanzenzelle.

Kapitel 8: Grundlagen der Genaktivität.

Kapitel 9: Grundlagen der Biosynthese und des Abbaus von Proteinen.

Kapitel 10: Grundlagen der Vererbung.

Kapitel 11: Mutationen.

Kapitel 12: Epigenetische Regulation.

Kapitel 13: Gentechnik.

 

Teil III - Entwicklung

Kapitel 14: Zelluläre Grundlagen der Entwicklung: entwicklungsbiologische Prinzipien.

Kapitel 15: Interaktionen von Zellen im Entwicklungsgeschehen.

Kapitel 16: Systemische Kontrolle der Entwicklung.

Kapitel 17: Kontrolle der Entwicklung durch Phytohormone.

Kapitel 18: Kontrolle der Entwicklung durch Außenfaktoren.

 

Teil IV - Physiologie

Kapitel 19: Stoffwechselphysiologie.

Kapitel 20: Bewegungsphysiologie.

Kapitel 21: Allelophysiologie.

 

Teil V - Evolution und Systematik

Kapitel 22: Evolution.

Kapitel 23: Methoden der Systematik.

Kapitel 24: Stammesgeschichte und Systematik der Bakterien, Archaeen, „Pilze“, Pflanzen und anderer photoautotropher Eukaryoten.

Kapitel 25: Vegetationsgeschichte.

 

Teil VI - Ökologie

Kapitel 26: Grundlagen der Pflanzenökologie.

Kapitel 27: Pflanzen im Lebensraum.

Kapitel 28: Populations- und Vegetationsökologie.

Kapitel 29: Vegetation der Erde.

 

Inhalte der Kapitel im Einzelnen:

Teil I - Struktur

 

Kapitel 1: Bau und Feinbau der Zelle. (Benedikt Kost)

  • Zellbiologie - Lichtmikroskopie. Elektronenmikroskopie.
  • Die Pflanzenzelle - Übersicht. Cytoplasma. Zellkern. Ribosomen. Biomembranen. Zelluläre Membranen und Kompartimente. Zellwände. Mitochondrien. Plastiden.
  • Endosymbiontentheorie und Hydrogenhypothese. - Endocytobiose. Entstehung der Plastiden und Mitochondrien durch Symbiogenese.

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Kapitel 2: Die Gewebe der Gefäßpflanzen. (Benedikt Kost)

  • Bildungsgewebe (Meristeme) - Apikale (Scheitel-)Meristeme und Primärmeristeme. Laterale Meristeme (Cambien).
  • Dauergewebe - Parenchym. Abschlussgewebe. Festigungsgewebe. Leitgewebe. Drüsenzellen und -gewebe.

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Kapitel 3: Funktionelle Morphologie und Anatomie der Gefäßpflanzen. (Benedikt Kost, Joachim W. Kadereit)

  • Morphologie und Anatomie. - Homologie und Analogie. Kormus und Thallus.
  • Sprossachse. - Längsgliederung. Blattstellungen. Rhizome. Lebensformen. Verzweigung der Sprossachse. Besondere Funktionen und Anpassungsformen. Anatomie der Sprossachse im primären Zustand. Sprossachsen im sekundären Zustand.
  • Blattorgane: Formen und Metamorphosen. - Laubblatt. Blattfolge. Gestaltabwandlungen bei Blättern.
  • Wurzeln. -  Wurzelsysteme. Anatomie der Wurzel.
  • Reproduktionsorgane der Samenpflanzen. - Blüten. Blütenstände. Bestäubung. Befruchtung. Samen. Früchte. Samen- und Fruchtausbreitung. Samenkeimung.

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Teil II Genetik

Kapitel 4: Proteine. (Benedikt Kost)

  • Aminosäuren, die Bausteine der Proteine.
  • Aufbau von Proteinen. - Primärstruktur. Räumliche Struktur von Proteinen. Proteinkomplexe.

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Kapitel 5: Nucleinsäuren. (Benedikt Kost)

  • Bausteine der Nucleinsäuren.
  • Struktur der Desoxyribonucleinsäure (DNA).
  • Ribonucleinsäuren (RNAs).

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Kapitel 6: Replikation. (Benedikt Kost) zurück zum Inhalt

 

Kapitel 7: Die genetischen Systeme der Pflanzenzelle. (Uwe Sonnewald)

  • Die Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) als Modellpflanze.
  • Konventionen zur Benennung von Genen, Proteinen und Phänotypen.
  • Das Kerngenom.
  • Das Plastidengenom.
  • Das Mitochondriengenom.

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Kapitel 8: Grundlagen der Genaktivität. (Uwe Sonnewald)

  • Genstruktur.
  • Ablauf der Transkription.
  • Kontrolle der Transkription.

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Kapitel 9: Grundlagen der Biosynthese und des Abbaus von Proteinen. (Uwe Sonnewald)

  • Der genetische Code.
  • Translation.
  • Proteinabbau.
  • Sortierung der Proteine in der Zelle: Biogenese der Zellorganellen.

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Kapitel 10: Grundlagen der Vererbung. (Joachim W. Kadereit)

  • Mendelsche Regeln.
  • Extranucleäre Vererbung.

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Kapitel 11: Mutationen. (Joachim W. Kadereit)

  • Genmutation.
  • Chromosomenmutation.
  • Genommutation.

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Kapitel 12: Epigenetische Regulation. (Uwe Sonnewald)

  • Epigenetische Regulation der Chromatinstruktur.
  • Epigenetische Regulation der mRNA-Stabilität und Translatierbarkeit.
  • RNA-Interferenz als Werkzeug der Molekularbiologie.

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Kapitel 13: Gentechnik. (Uwe Sonnewald)

  • Geschichte der Grünen Gentechnik.
  • Biologie der Wurzelhalstumore.
  • Methoden des Gentransfers.
  • Merkmale und Anwendungsbeispiele.

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Teil III Entwicklung

Kapitel 14: Zelluläre Grundlagen der Entwicklung: entwicklungsbiologische Prinzipien. (Benedikt Kost)

  • Wachstum.
  • Zellzyklus und Zellzykluskontrolle.
  • Zelldifferenzierung.

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Kapitel 15: Interaktionen von Zellen im Entwicklungsgeschehen. (Benedikt Kost)

  • Kontrolle der Embryogenese.
  • Musterbildung in Gewebeschichten.
  • Kontrolle der Meristem- und Organidentität im Sprossmeristem.
  • Mechanismen der Zellkommunikation. - Austausch von Makromolekülen zwischen Zellen.

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Kapitel 16: Systemische Kontrolle der Entwicklung. (Benedikt Kost) zurück zum Inhalt

 

Kapitel 17: Kontrolle der Entwicklung durch Phytohormone. (Benedikt Kost)

  • Auxine. - Vorkommen. Stoffwechsel. Transport der Indol-3-essigsäure. Wirkungen des Auxins. Molekulare Mechanismen der Auxinwirkung.
  • Cytokinine. - Vorkommen. Stoffwechsel und Transport. Wirkungen von Cytokininen. Molekulare Mechanismen der Cytokininwirkung.
  • Gibberelline. - Vorkommen. Stoffwechsel und Transport. Wirkungen von Gibberellinen.
  • Abscisinsäure. - Vorkommen, Stoffwechsel und Transport der Abscisinsäure. Wirkungen der Abscisinsäure. Molekulare Mechanismen der ABA-Wirkung.
  • Ethylen. - Vorkommen, Stoffwechsel und Transport. Physiologische Wirkungen des Ethylens. Molekulare Mechanismen der Ethylenwirkung.
  • Weitere Signalstoffe mit phytohormonähnlicher Wirkung. - Brassinolide. Oxylipine.

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Kapitel 18: Kontrolle der Entwicklung durch Außenfaktoren. (Benedikt Kost)

  • Wirkung der Temperatur. - Thermoperiodismus und Thermomorphosen. Aufhebung von Ruhezuständen durch Einwirken bestimmter Temperaturen. Blühinduktion durch Einwirken bestimmter Temperatur.
  • Wirkung des Lichts. - Photomorphogenese und Skotomorphogenese. Photoperiodisch induzierte Morphosen. Circadiane Rhythmik und physiologische Uhren. Photorezeptoren und Signalwege der lichtgesteuerten Entwicklung.
  • Sonstige Außenfaktoren.

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Teil IV Physiologie

Kapitel 19: Stoffwechselphysiologie. (Uwe Sonnewald)

  • Mineralstoffhaushalt. - Stoffliche Zusammensetzung des Pflanzenkörpers. Nährelemente. Aufnahme und Verteilung mineralischer Nährelemente.
  • Wasserhaushalt. - Transportmechanismen. Zellulärer Wasserhaushalt. Aufnahme des Wassers durch die Pflanze. Abgabe von Wasser durch die Pflanze. Leitung des Wassers. Wasserbilanz.
  • Photosynthese: Lichtreaktion. - Licht und Lichtenergie. Photosynthesepigmente. Aufbau der lichtsammelnden Antennenkomplexe. Übersicht über den photosynthetischen Elektronen- und Protonentransport. Photosystem II. Cytochrom-b6/f-Komplex. Photosystem I. Regulations- und Schutzmechanismen der Lichtreaktion. Photophosphorylierung.
  • Photosynthese: Weg des Kohlenstoffs. - Carboxylierende Phase des Calvin-Zyklus. Reduzierende Phase des Calvin-Zyklus. Regenerierende Phase des Calvin-Zyklus. Verarbeitung der Primärprodukte der Kohlenstoffassimilation. Regulationsmechanismen bei der photosynthetischen Kohlenhydratproduktion und -verteilung. Photorespiration. Aufnahme von CO2 in die Pflanze. Vorgeschaltete CO2-Fixierung bei C4-Pflanzen. Vorgeschaltete CO2-Fixierung bei Pflanzen mit Crassulaceen-Säuremetabolismus (CAM). Vorgeschaltete CO2-Konzentrierung durch Hydrogencarbonatpumpen. Abhängigkeit der Kohlenstoffassimilation von Außenfaktoren.
  • Assimilation von Nitrat. - Photosynthetische Nitratassimilation. Nitratassimilation in photosynthetisch nicht aktiven Geweben.
  • Assimilation von Sulfat.
  • Transport von Assimilaten in der Pflanze. - Zusammensetzung des Phloeminhalts. Beladung des Phloems. Transport der Assimilate im Phloem. Phloementladung.
  • Energiegewinnung durch den Abbau von Kohlenhydraten. - Glykolyse. Gärungen. Zellatmung.
  • Bildung von Struktur- und Speicherlipiden. - Biosynthese der Fettsäuren. Biosynthese von Membranlipiden. Biosynthese von Speicherlipiden.
  • Mobilisierung von Speicherlipiden.
  • Bildung der Aminosäuren. - Familien der Aminosäuren. Aromatische Aminosäuren. Nichtproteinogene Aminosäuren und Aminosäureabkömmlinge.
  • Bildung von Purinen und Pyrimidinen.
  • Bildung von Tetrapyrrolen.
  • Sekundärstoffwechsel. – Phenole. Terpenoide. Alkaloide. Glucosinolate und cyanogene Glykoside. Chemische Coevolution.
  • Pflanzentypische fundamentale Polymere. - Polysaccharide. Lignin. Cutin und Suberin. Speicherproteine.
  • Stoffausscheidungen der Pflanzen.

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Kapitel 20: Bewegungsphysiologie. (Uwe Sonnewald)

  • Grundbegriffe der Reizphysiologie.
  • Freie Ortsbewegungen. - Taxien. Intrazelluläre Bewegungen.
  • Bewegungen lebender Organe. - Tropismen. Nastien. Autonome Bewegungen. Durch den Turgor vermittelte Schleuder- und Explosionsbewegungen.
  • Sonstige Bewegungen.

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Kapitel 21: Allelophysiologie. (Uwe Sonnewald)

  • Besonderheiten der heterotrophen Ernährung. - Saprophyten und Parasiten. Carnivore Pflanzen.
  • Symbiose. - Luftstickstofffixierende Symbiosen. Biochemie und Physiologie der N2-Fixierung. Mykorrhiza. Flechten.
  • Pathogene. Grundbegriffe der Phytopathologie. Mikrobielle Pathogene. Mechanismen der Pathogenese. Pathogenabwehr.
  • Herbivorie. - Herbivorabwehr. Tritrophe Interaktionen.
  • Allelopathie.

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Teil V Evolution und Systematik

Kapitel 22: Evolution. (Joachim W. Kadereit)

  • Variation. - Phänotypische Plastizität. Genetische Variation. Rekombinationssystem.
  • Muster und Ursachen natürlicher Variation. - Natürliche Selektion. Genetische Drift.
  • Artbildung. - Artdefinitionen. Artbildung durch divergente Evolution. Hybridisierung und Hybridartbildung.
  • Makroevolution.

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Kapitel 23: Methoden der Systematik. (Joachim W. Kadereit)

  • Arterkennung.
  • Monografien, Floren und Bestimmungsschlüssel.
  • Verwandtschaftsforschung. - Merkmale. Merkmalskonflikte. Numerische Systematik. Phylogenetische Systematik; maximum parsimony. Maximum likelihood. Bayessche Analyse. Statistische Unterstützung von Verwandtschaftshypothesen.
  • Phylogenie und Klassifikation.
  • Nomenklatur.

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Kapitel 24: Stammesgeschichte und Systematik der Bakterien, Archaeen, „Pilze“, Pflanzen und anderer photoautotropher Eukaryoten. (Joachim W. Kadereit)

  • Bakterien und Archaeen. - Zellbau, Vermehrung und genetischer Apparat. Lebensweise der Bakterien und Archaeen und ihre Bedeutung für Eukaryoten.
  • Chitinpilze, Flechten, Cellulosepilze. - Chitinpilze; Mycobionta (Echte Pilze). Flechten; Lichenes. Cellulosepilze; Oomyceten.
  • „Algen“ und andere photoautotrophe Eukaryoten. - Glaucobionta. Rhodobionta. Chlorobionta; Grünalgen, photoautotrophe Eukaryoten mit Chlorophyten als sekundären Endosymbionten, streptophytische Grünalgen.
  • Chlorobionta: Streptophyta - Landpflanzen (Moose, Farnpflanzen, Samenpflanzen). Organisationstyp Moose. Organisationstyp Farnpflanzen. Spermatophytina; Samenpflanzen. Abstammung und Verwandtschaft der Samenpflanzen.

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Kapitel 25: Vegetationsgeschichte. (Joachim W. Kadereit)

  • Methoden.
  • Präkambrium und Paläozoikum (ca. 4600–252 Mio. Jahre).
  • Mesozoikum (252–66 Mio. Jahre).
  • Känozoikum (66 Mio. Jahre bis heute).

 

Teil VI Ökologie

Kapitel 26: Grundlagen der Pflanzenökologie. (Christian Körner)

  • Limitierung, Fitness und Optimum.
  • Stress und Anpassung.
  • Der Faktor Zeit und nichtlineare Reaktionen. - Phänologie und biologische Zeitmaße. Nichtlinearität und Häufigkeit.
  • Biologische Variation.
  • Das Ökosystem und seine Struktur. - Die Struktur der Biozönose.
  • Biotop: Standort und Umweltfaktoren.
  • Pflanzenökologische Forschungsansätze.

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Kapitel 27: Pflanzen im Lebensraum. (Christian Körner)

  • Strahlung und Energiehaushalt. - Strahlungsmaße und Strahlungsbilanz. Energiebilanz und Mikroklima. Licht im Pflanzenbestand.
  • Licht als Signal. - Photoperiodismus und Saisonalität. Rotlichtsignale in Pflanzenbeständen.
  • Temperaturresistenz. - Frostresistenz. Hitzeresistenz. Feuerökologie.
  • Mechanische Einflüsse.
  • Wasserhaushalt. - Wasserpotenzial und Transpiration. Reaktionen auf Wassermangel. Stomataverhalten in freier Natur. Wasserhaushalt des Ökosystems.
  • Nährstoffhaushalt. - Verfügbarkeit von Bodennährstoffen. Quellen und Senken für Stickstoff. Strategien der Stickstoffinvestition. Bodenheterogenität, Konkurrenz und Symbiosen im Wurzelraum. Stickstoff und Phosphor in globaler Betrachtung. Calcium, Schwermetalle, „Salz“.
  • Wachstum und Kohlenstoffhaushalt. - Ökologie von Photosynthese und Respiration. Ökologie des Wachsens. Funktionelle Wachstumsanalyse. Das stabile Isotop 13C in der Ökologie. Biomasse, Produktivität, globaler C-Kreislauf. Biologische Aspekte des „CO2-Problems“.
  • Biotische Wechselwirkungen.
  • Biomasse- und Landnutzung durch den Menschen. - Nutzung und Umgestaltung der Vegetation. Waldnutzung und Waldrodung. Weide- und Wiesenwirtschaft. Nutzpflanzenbau.

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Kapitel 28: Populations- und Vegetationsökologie. (Christian Körner)

  • Populationsökologie. - Wachstum von Populationen. Konkurrenz und Coexistenz. Reproduktionsökologie.
  • Pflanzenareale. - Arealtypen. Ausbreitung. Ursachen für Arealgrenzen und Arealbesetzung. Florengebiete und Florenreiche.
  • Biodiversität und ökosystemare Stabilität. - Biodiversität. Biodiversität und Ökosystemfunktion.
  • Vegetationsökologie. - Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften. Entstehung und Veränderung von Pflanzengemeinschaften. Klassifikation von Vegetationstypen. Korrelative Analyse von Vegetationsmustern. Physiognomische Vegetationsgliederung. Räumliche Standort- und Vegetationsgliederung.

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Kapitel 29: Vegetation der Erde. (Christian Körner)

  • Vegetation der temperaten Zone. - Vom Tiefland zur untersten Bergwaldstufe. Oberer Bergwald und alpine Stufe.
  • Die Biome der Erde. - Feucht-tropische Tieflandwälder. Feucht-tropische Bergwälder. Tropische und subtropische Hochgebirgsvegetation. Tropische halbimmergrüne Wälder. Tropische Savannen. Vegetation der heißen Wüsten. Winterregengebiete des mediterranen Klimatyps. Lorbeerwaldzone. Laubabwerfende Wälder der temperaten Zone. Bergwälder der temperaten Zone. Alpine Vegetation der temperaten Hochgebirge. Steppen und Prärien. Wüsten der temperaten Zone. Boreale Wälder. Subarktische und arktische Vegetation. Küstenvegetation.

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