Der Lehrbuchklassiker zur Pflanzenphysiologie jetzt bei Spektrum: runderneuert mit klaren Grafiken, überzeugenden in neuem Gewand! Das erfolgreiche Lehrbuch von den beiden deutschen Autoren liegt nun grundlegend aktualisiert und neu gestaltet in der 6. Auflage vor. Kompetent und anschaulich wird die gesamte Bandbreite der Pflanzenphysiologie behandelt, erweitert um die aktuellen molekularbiologischen Erkenntnisse der letzten Jahre und mit einem eigenen Kapitel zum Thema "transgene Pflanzen". Als Lehrbuch und Nachschlagewerk ist es gleichermaßen geeignet.
neu in der 6. Auflage:
- Text und Abbildungen wurden grundlegend überarbeitet, aktualisiert und neu strukturiert
- neue didaktische Elemente wurden eingeführt
a) Kästen mit Merksätzen, Definitionen, physikalischen Grundlagen usw.
b) Exkurse, in denen experimentelle Fallstudien und kleine Essays (meist mit Abbildungen) spezielle Zusammenhänge erläutern und vertiefen
- Literaturverweise wurden aktualisiert und erweitert
Inhaltsverzeichnis:
1 Theoretische Grundlagen und Zielsetzung der Physiologie
1.1 Das Selbstverständnis der Physiologie
1.2 Gesetzesaussagen in der Biologie
1.3 Systemtheorie
1.4 Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens
1.5 Das Kausalitätsprinzip in der Physiologie
1.6 Das Problem der Komplexität
1.7 Formulierung von Sätzen
1.8 Merkmale und Variabilität
1.9 Maßsystem und Bezugsgrößen
1.10 Darstellung von Daten
2 Die Zelle als morphologisches System
2.1 Die meristematische Pflanzenzelle
2.2 Zellteilung
2.3 Zelldifferenzierung
2.4 Zell-und Organpolarität
2.5 Die Evolution der Pflanzenzelle
2.6 Vom einzelligen zum vielzelligen Organismus
3 Die Zelle als energetisches System
3.1 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
3.2 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
3.3 Die Zelle als offenes System, Fließgleichgewicht
3.4. Chemisches Potenzial
3.5 Chemisches Potenzial von Wasser
3.6 Anwendung des Wasserpotenzialkonzepts auf den Wasserzustand der Zelle
3.7 Chemisches Potenzial von Ionen
3.8 Membranpotenzial
3.9 Energetik biochemischer Reaktionen
3.10 Phosphatübertragung und Phosphorylierungspotenzial
3.11 Redoxsysteme und Redoxpotenzial
4 Die Zelle als metabolisches System
4.1 Biologische Katalayse
4.2 Metabolische Kompartimentierung der Zelle
4.3 Transportmechanismen an Biomembranen
4.4 ATP-Synthese an energietransformierenden Biomembranen
4.5 Stoffaufnahme in die Zelle
4.6 Prinzipien der metabolischen Regulation
5 Die Zelle als wachstumsfähiges System
5.1 Biophysikalische Grundlagen des Zellwachstums
5.2 Wachstum und Zellwandaufbau
5.3 Integration des Zellwachstums in vielzelligen Systemen
5.4 Zur Beziehung zwischen Zellwachstum und Zellteilung
5.5 Regulation des Streckungswachstums
6 Die Zelle als gengesteuertes System
6. 1 Das Gen - die Einheit der genetischen Information
6.2 Die Organisation des Genoms
6.3 Die Transkription - Promotoren, RNA-Polymerasen und RNA-Reifung
6.4 Proteinsynthese (Translation) und Protein-turnover
6.5 Die Zelle als regulatorisches Netzwerk der Genexpression
7 Intrazelluläre Proteinverteilung und Entwicklung der Organellen
7.1 Proteinsortierung in der Pflanzenzelle
7.2 Morphogenese der Mitochondrien
7.3 Morphogenese der Plastiden
7.4 Morphogenese der Peroxisomen
8 Photosynthese als Funktion des Chloroplasten
8.1 Photosynthese als Energiewandlung
8.2 Energiewandlung im Chloroplasten
8.3 Die Pigmentsysteme der Rot-und Blaualgen
8.4 Photosynthetischer Elektronentransport
8.5 Mechanismus der Photophosphorylierung
8.6 Der biochemische Bereich
8.7 Regulation der photosynthetischen Teilprozesse
8.8 Ein kurzer Blick auf die anoxygene Photosynthese der phototrophen Bakterien
9 Dissimilation
9.1 Energiegewinnung bei der Dissimilation
9.2 Dissimilation der Kohlenhydrate
9.3 Photorespiration
9.4. Mobilisierung von Speicherstoffen in Speichergeweben
9.5 Regulation des dissimilatorischen Gaswechsels
9.6 Regulatorische Wechselbeziehungen zwischen Aufbau und Abbau von Kohlenhydraten
10 Das Blatt als photosynthetisches System
10.1 Wirkungsspektrum und Quantenausbeute
10.2 Brutto-und Nettophotosynthese
10.3 Begrenzende Faktoren der apparenten Photosynthese
10.4 Ökologische Anpassung der Photosynthese
10.5 Temperaturabhängigkeit der apparenten Photosynthese
10.6 Der Einfluss von Sauerstoff auf die apparente Photosynthese
10.7 Die Regulation des CO2-Austausches durch die Stomata
11 C4-Pflanzen, C3 - C4-Pflanzen und CAM-Pflanzen
11.1. Systematische Verbreitung der C4-, C3 - C4-und CAM-Pflanzen
11.2 Das C4-Syndrom
11.3 Der C4-Dicarboxylatcyclus
11.4 Ökologische Aspekte des C4-Syndroms
11.5 Genphysiologische Aspekte des C4-Syndroms
11.6 C3 - C4-Pflanzen, eine Vorstufe der C4-Pflanzen?
11.7 CAM, eine Alternative zur C4-Photosynthese
11.8 Isotopendiskriminierung bei der CO2-Fixierung
12 Stoffwechsel von Wasser und anorganischen Ionen
12.1 Wasser
12.2 Mineralernährung der Pflanze
12.3 Essentielle Mikroelemente
12.4 Funktion der Nährelemente im Stoffwechsel
12.5 Interaktionen zwischen Wurzel und Boden bei der Nährstoffaneignung
12.6 Salzexkretion bei Halophyten
12.7 Sequestrierung von Schwermetallen durch Phytochelatine
13 Ferntransport von Wasser und anorganischen Ionen
13.1 Grundlegende Überlegungen
13.2 Der Transportweg aus dem perirhizalen Raum in die Gefäße der Wurzel
13.3 Der Transportweg im Xylem
13.4 Die Abgabe von Wasser an die Atmosphäre
13.5 Die treibende Kraft des Wassertransports im Xylem
13.6 Wasserbilanz
13.7 Analogiemodell für den Wassertransport in einer Pflanze
13.8 Der Transport organischer Moleküle im Xylem
14 Transport von organischen Molekülen
14.1 Grundlegende Überlegungen
14.2 Die Leitbahnen
14.3 Die Transportmoleküle
14.4 Mechanismen des Phloemtransports
14.5 Regulation der Assimilatverteilung in der Pflanze
15 Ökologische Kreisläufe der Stoffe und der Strom der Energie
15.1 Die Kreisläufe von Kohlenstoff und Sauerstoff
15.2 Der Kreislauf des Stickstoffs
15.3 Der Strom der Energie
16 Produkte und Wege des biosynthetischen Stoffwechsels - eine kleine Auswahl
16.1 Primärer und sekundärer Stoffwechsel
16.2 Biosynthese von Fettsäuren und Speicherlipiden
16.3 Biosynthese der aromatischen Aminosäuren
16.4 Biosynthese der Flavonoide
16.5 Biosynthese des Lignins
16.6 Biosynthese des Chlorophylls
16.7 Biosynthese der Carotinoide
17 Entwicklung der vielzelligen Pflanze
17.1 Grundlegende Gesichtspunkte
17.2 Wachstum
17.3 Morphogenese als Musterbildung und Differenzierun
18 Chemoregulation im Organismus - Hormone und Hormonwirkungen
18.1 Definition und Eigenschaften der Hormone bei Pflanzen
18.2 Überblick über die Struktur und Funktion der Phytohormone
18.3 Molekulare Mechanismen der hormonellen Signaltransduktion
19 Die Wahrnehmung des Lichtes - Photosensoren und Photomorphogenese
19.1 Was ist Licht für die Pflanze?
19.2 Farbstoffe und Photosensoren
19.3 Wirkungsspektren
19.4 Wirkungen von UV-B-Strahlung
19.5 Photosensoren für den UV-Blau-Bereich
19.6 Photosensoren für den Rotlichtbereich
19.7 Koaktion verschiedener Photosensoren
20 Reifung und Keimung von Fortpflanzungs- und Verbreitungseinheiten
20.1 Aufbau des Samens
20.2 Entwicklung zum reifen Samen
20.3 Keimung des gereiften Samens
20.4 Regulation der Genexpression während der Embryonalentwicklung
20.5 Steuerung der Fruchtentwicklung durch den Samen
20.6 Knospenruhe und Knospenkeimung
20.7 Austrocknungstoleranz im vegetativen Stadium: Auferstehungspflanzen
21 Endogene Rhythmik
21.1 Der ursprüngliche Befund: Tagesperiodische Blattbewegungen
21.2 Weitere ausgewählte Phänomene der circadianen Rhythmik
21.3 Einige Experimente zur Analyse der endogenen Rhythmik
21.4 Genetische Analyse des Oscillators bei Arabidopsis
21.5 Verschiedene innere Uhren in verschiedenen Organismen
22 Blütenbildung und Befruchtung
22.1 Autonome Induktion des Blütenmeristems - die oberste Ebene der Blühkontrollgene
22.2 Exogene Induktion der Blütenbildung - ebenfalls auf der obersten Ebene der Blühkontrollgene
22.3 Steuerung der Blütensymmetrie, der Blütenzahl und der Abgrenzung der Blütenorgankreise - die 2. Ebene der Blühkontrollgene
22.4 Die Identität der Blütenorgane - die 3. Ebene der Blühkontrollgene
22.5 Befruchtung bei den Blütenpflanzen
23 Regulation von Altern und Tod
23. 1. Seneszenz von Molekülen
23.2 Seneszenz von Zellen
23.3 Seneszenz von Organen
23.4 Seneszenz von Organismen
24 Physiologie der Regeneration und Transplantation
24.1 Untersuchungen mit Organkulturen
24.2 Gewebekulturen und Zelldifferenzierung
24.3 Beweisführung für die Omnipotenz spezialisierter Pflanzenzellen
24.4 Wundheilung
24.5 Regeneration ohne Kallusbildung
24.6 Transplantation
25 Aktive Bewegungen von Zellen, Organen und Organellen
25.1 Freie Ortsbewegungen
25.2 Orientierungsbewegungen von Organen
25.3 Aktive intrazelluläre Bewegungen
26 Stress und Stressresistenz
26.1 Grundlegende Begriffe
26.2 Mechanischer Stress
26.3 Trockenstress
26.4 Temperaturstress
26.5 Oxidativer Stress
26.6 Licht- und UV-Stress
26.7 Stress durch ionisierende Strahlung
27 Interaktionen mit anderen Organismen
27.1 Symbiosen
27.2 Pathogenese
27.3 Tumorbildung durch Agrobacterium tumefaciens
27.4 Pflanzen und Insekten
27.5 Interaktionen zwischen Pflanzen und Pflanzen
28 Ertragsbildung: Physiologie und Gentechnik
28.1 Grundlegende Gesichtspunkte
28.2 Ertragsgesetze
28.3 Praktische Optimierung von Produktionsverfahren
28.4. Verbesserung des Erbguts
28.5 Gentechnische Ansätze in der molekularen Pflanzenphysiologie
28.6 Ökologische Auswirkungen transgener Veränderung bei Pflanzen
neu in der 6. Auflage:
- Text und Abbildungen wurden grundlegend überarbeitet, aktualisiert und neu strukturiert
- neue didaktische Elemente wurden eingeführt
a) Kästen mit Merksätzen, Definitionen, physikalischen Grundlagen usw.
b) Exkurse, in denen experimentelle Fallstudien und kleine Essays (meist mit Abbildungen) spezielle Zusammenhänge erläutern und vertiefen
- Literaturverweise wurden aktualisiert und erweitert
Inhaltsverzeichnis:
1 Theoretische Grundlagen und Zielsetzung der Physiologie
1.1 Das Selbstverständnis der Physiologie
1.2 Gesetzesaussagen in der Biologie
1.3 Systemtheorie
1.4 Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens
1.5 Das Kausalitätsprinzip in der Physiologie
1.6 Das Problem der Komplexität
1.7 Formulierung von Sätzen
1.8 Merkmale und Variabilität
1.9 Maßsystem und Bezugsgrößen
1.10 Darstellung von Daten
2 Die Zelle als morphologisches System
2.1 Die meristematische Pflanzenzelle
2.2 Zellteilung
2.3 Zelldifferenzierung
2.4 Zell-und Organpolarität
2.5 Die Evolution der Pflanzenzelle
2.6 Vom einzelligen zum vielzelligen Organismus
3 Die Zelle als energetisches System
3.1 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
3.2 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
3.3 Die Zelle als offenes System, Fließgleichgewicht
3.4. Chemisches Potenzial
3.5 Chemisches Potenzial von Wasser
3.6 Anwendung des Wasserpotenzialkonzepts auf den Wasserzustand der Zelle
3.7 Chemisches Potenzial von Ionen
3.8 Membranpotenzial
3.9 Energetik biochemischer Reaktionen
3.10 Phosphatübertragung und Phosphorylierungspotenzial
3.11 Redoxsysteme und Redoxpotenzial
4 Die Zelle als metabolisches System
4.1 Biologische Katalayse
4.2 Metabolische Kompartimentierung der Zelle
4.3 Transportmechanismen an Biomembranen
4.4 ATP-Synthese an energietransformierenden Biomembranen
4.5 Stoffaufnahme in die Zelle
4.6 Prinzipien der metabolischen Regulation
5 Die Zelle als wachstumsfähiges System
5.1 Biophysikalische Grundlagen des Zellwachstums
5.2 Wachstum und Zellwandaufbau
5.3 Integration des Zellwachstums in vielzelligen Systemen
5.4 Zur Beziehung zwischen Zellwachstum und Zellteilung
5.5 Regulation des Streckungswachstums
6 Die Zelle als gengesteuertes System
6. 1 Das Gen - die Einheit der genetischen Information
6.2 Die Organisation des Genoms
6.3 Die Transkription - Promotoren, RNA-Polymerasen und RNA-Reifung
6.4 Proteinsynthese (Translation) und Protein-turnover
6.5 Die Zelle als regulatorisches Netzwerk der Genexpression
7 Intrazelluläre Proteinverteilung und Entwicklung der Organellen
7.1 Proteinsortierung in der Pflanzenzelle
7.2 Morphogenese der Mitochondrien
7.3 Morphogenese der Plastiden
7.4 Morphogenese der Peroxisomen
8 Photosynthese als Funktion des Chloroplasten
8.1 Photosynthese als Energiewandlung
8.2 Energiewandlung im Chloroplasten
8.3 Die Pigmentsysteme der Rot-und Blaualgen
8.4 Photosynthetischer Elektronentransport
8.5 Mechanismus der Photophosphorylierung
8.6 Der biochemische Bereich
8.7 Regulation der photosynthetischen Teilprozesse
8.8 Ein kurzer Blick auf die anoxygene Photosynthese der phototrophen Bakterien
9 Dissimilation
9.1 Energiegewinnung bei der Dissimilation
9.2 Dissimilation der Kohlenhydrate
9.3 Photorespiration
9.4. Mobilisierung von Speicherstoffen in Speichergeweben
9.5 Regulation des dissimilatorischen Gaswechsels
9.6 Regulatorische Wechselbeziehungen zwischen Aufbau und Abbau von Kohlenhydraten
10 Das Blatt als photosynthetisches System
10.1 Wirkungsspektrum und Quantenausbeute
10.2 Brutto-und Nettophotosynthese
10.3 Begrenzende Faktoren der apparenten Photosynthese
10.4 Ökologische Anpassung der Photosynthese
10.5 Temperaturabhängigkeit der apparenten Photosynthese
10.6 Der Einfluss von Sauerstoff auf die apparente Photosynthese
10.7 Die Regulation des CO2-Austausches durch die Stomata
11 C4-Pflanzen, C3 - C4-Pflanzen und CAM-Pflanzen
11.1. Systematische Verbreitung der C4-, C3 - C4-und CAM-Pflanzen
11.2 Das C4-Syndrom
11.3 Der C4-Dicarboxylatcyclus
11.4 Ökologische Aspekte des C4-Syndroms
11.5 Genphysiologische Aspekte des C4-Syndroms
11.6 C3 - C4-Pflanzen, eine Vorstufe der C4-Pflanzen?
11.7 CAM, eine Alternative zur C4-Photosynthese
11.8 Isotopendiskriminierung bei der CO2-Fixierung
12 Stoffwechsel von Wasser und anorganischen Ionen
12.1 Wasser
12.2 Mineralernährung der Pflanze
12.3 Essentielle Mikroelemente
12.4 Funktion der Nährelemente im Stoffwechsel
12.5 Interaktionen zwischen Wurzel und Boden bei der Nährstoffaneignung
12.6 Salzexkretion bei Halophyten
12.7 Sequestrierung von Schwermetallen durch Phytochelatine
13 Ferntransport von Wasser und anorganischen Ionen
13.1 Grundlegende Überlegungen
13.2 Der Transportweg aus dem perirhizalen Raum in die Gefäße der Wurzel
13.3 Der Transportweg im Xylem
13.4 Die Abgabe von Wasser an die Atmosphäre
13.5 Die treibende Kraft des Wassertransports im Xylem
13.6 Wasserbilanz
13.7 Analogiemodell für den Wassertransport in einer Pflanze
13.8 Der Transport organischer Moleküle im Xylem
14 Transport von organischen Molekülen
14.1 Grundlegende Überlegungen
14.2 Die Leitbahnen
14.3 Die Transportmoleküle
14.4 Mechanismen des Phloemtransports
14.5 Regulation der Assimilatverteilung in der Pflanze
15 Ökologische Kreisläufe der Stoffe und der Strom der Energie
15.1 Die Kreisläufe von Kohlenstoff und Sauerstoff
15.2 Der Kreislauf des Stickstoffs
15.3 Der Strom der Energie
16 Produkte und Wege des biosynthetischen Stoffwechsels - eine kleine Auswahl
16.1 Primärer und sekundärer Stoffwechsel
16.2 Biosynthese von Fettsäuren und Speicherlipiden
16.3 Biosynthese der aromatischen Aminosäuren
16.4 Biosynthese der Flavonoide
16.5 Biosynthese des Lignins
16.6 Biosynthese des Chlorophylls
16.7 Biosynthese der Carotinoide
17 Entwicklung der vielzelligen Pflanze
17.1 Grundlegende Gesichtspunkte
17.2 Wachstum
17.3 Morphogenese als Musterbildung und Differenzierun
18 Chemoregulation im Organismus - Hormone und Hormonwirkungen
18.1 Definition und Eigenschaften der Hormone bei Pflanzen
18.2 Überblick über die Struktur und Funktion der Phytohormone
18.3 Molekulare Mechanismen der hormonellen Signaltransduktion
19 Die Wahrnehmung des Lichtes - Photosensoren und Photomorphogenese
19.1 Was ist Licht für die Pflanze?
19.2 Farbstoffe und Photosensoren
19.3 Wirkungsspektren
19.4 Wirkungen von UV-B-Strahlung
19.5 Photosensoren für den UV-Blau-Bereich
19.6 Photosensoren für den Rotlichtbereich
19.7 Koaktion verschiedener Photosensoren
20 Reifung und Keimung von Fortpflanzungs- und Verbreitungseinheiten
20.1 Aufbau des Samens
20.2 Entwicklung zum reifen Samen
20.3 Keimung des gereiften Samens
20.4 Regulation der Genexpression während der Embryonalentwicklung
20.5 Steuerung der Fruchtentwicklung durch den Samen
20.6 Knospenruhe und Knospenkeimung
20.7 Austrocknungstoleranz im vegetativen Stadium: Auferstehungspflanzen
21 Endogene Rhythmik
21.1 Der ursprüngliche Befund: Tagesperiodische Blattbewegungen
21.2 Weitere ausgewählte Phänomene der circadianen Rhythmik
21.3 Einige Experimente zur Analyse der endogenen Rhythmik
21.4 Genetische Analyse des Oscillators bei Arabidopsis
21.5 Verschiedene innere Uhren in verschiedenen Organismen
22 Blütenbildung und Befruchtung
22.1 Autonome Induktion des Blütenmeristems - die oberste Ebene der Blühkontrollgene
22.2 Exogene Induktion der Blütenbildung - ebenfalls auf der obersten Ebene der Blühkontrollgene
22.3 Steuerung der Blütensymmetrie, der Blütenzahl und der Abgrenzung der Blütenorgankreise - die 2. Ebene der Blühkontrollgene
22.4 Die Identität der Blütenorgane - die 3. Ebene der Blühkontrollgene
22.5 Befruchtung bei den Blütenpflanzen
23 Regulation von Altern und Tod
23. 1. Seneszenz von Molekülen
23.2 Seneszenz von Zellen
23.3 Seneszenz von Organen
23.4 Seneszenz von Organismen
24 Physiologie der Regeneration und Transplantation
24.1 Untersuchungen mit Organkulturen
24.2 Gewebekulturen und Zelldifferenzierung
24.3 Beweisführung für die Omnipotenz spezialisierter Pflanzenzellen
24.4 Wundheilung
24.5 Regeneration ohne Kallusbildung
24.6 Transplantation
25 Aktive Bewegungen von Zellen, Organen und Organellen
25.1 Freie Ortsbewegungen
25.2 Orientierungsbewegungen von Organen
25.3 Aktive intrazelluläre Bewegungen
26 Stress und Stressresistenz
26.1 Grundlegende Begriffe
26.2 Mechanischer Stress
26.3 Trockenstress
26.4 Temperaturstress
26.5 Oxidativer Stress
26.6 Licht- und UV-Stress
26.7 Stress durch ionisierende Strahlung
27 Interaktionen mit anderen Organismen
27.1 Symbiosen
27.2 Pathogenese
27.3 Tumorbildung durch Agrobacterium tumefaciens
27.4 Pflanzen und Insekten
27.5 Interaktionen zwischen Pflanzen und Pflanzen
28 Ertragsbildung: Physiologie und Gentechnik
28.1 Grundlegende Gesichtspunkte
28.2 Ertragsgesetze
28.3 Praktische Optimierung von Produktionsverfahren
28.4. Verbesserung des Erbguts
28.5 Gentechnische Ansätze in der molekularen Pflanzenphysiologie
28.6 Ökologische Auswirkungen transgener Veränderung bei Pflanzen