Lehrbuch der Pflanzenphysiologie:
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1978
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Ausgabe: | 3., völlig neubearb. und erw. Aufl. |
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adam_text | Titel: Lehrbuch der Pflanzenphysiologie
Autor: Mohr, Hans
Jahr: 1978
Inhaltsverzeichnis
1. Zur Zielsetzung der Physiologie..........1
Das Selbstverständnis der Physiologie ... 1
Heterogenität der Physiologie..............1
Grenzen des Reduktionismus..............2
Die pragmatische Haltung ................3
Gesetzesaussagen in der Biologie ..........3
Allsätze in der Physiologie ................4
Systemtheorie............................5
Leitende Gesichtspunkte..................5
Biochemie und Physiologie................6
2. Einige theoretische Grundlagen
der Physiologie........................7
Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens ... 7
Bezugsgrößen............................8
Das Kausalitätsprinzip in der Physiologie . . 8
Einfaktorenanalyse........................9
Mehrfaktorenanalyse......................10
Formulierung von Sätzen..................13
Merkmale und Variabilität................13
Darstellung von Daten....................16
Das Problem der Extrapolation ............17
3. Die Hierarchie der Komplexität..........18
4. Die Zelle als Konstrukt..................23
5. Die Zelle als morphologisches System ... 24
Zelle und Evolution......................24
Die meristematische Pflanzenzelle..........24
Die ausgewachsene Pflanzenzelle............32
Die verholzte Pflanzenzelle................37
6. Die Zelle als genphysiologisches System . . 41
Die Lokalisation der genetischen Information . 41
Chromatin und Chromosomen..............41
Die RNA der Zelle........................45
Paradigmen der Molekularbiologie..........47
Das JACOB-MONOD-Modell der Regulation. . 50
Die Kaskadenregulation bei Eukaiyoten . . 55
Genom, Piastom, Chondrom, Plasmon ... 55
7. Die Zelle als teilungsfähiges System ... 59
Der Zellcyclus............................59
Die Regulation der Mitoseintensität .... 62
Die Determination der Teilungsebene .... 63
Zellcyclus und Zelldifferenzierung..........64
8. Polarität - eine Grundeigenschaft
der Zelle..............................65
Phänomene..............................65
Die Bedeutung der Zellpolarität............66
Polaritätsinduktion durch Licht............66
Polaritätsinduktion durch polarisiertes Licht . 67
Polarität und bioelektrisches Feld ..........68
Polarität und Signalsubstanz................68
9. Kern-Plasma-Wechselwirkungen
bei Acetabularia........................70
Der Organismus..........................70
Die Vorzüge von Acetabularia als experimen-
telles System............................71
Einflüsse des Plasmas auf den Primärkern . . 71
Die Bedeutung des Kerns für die spezifische
Morphogenese..........................72
Kernabhängige, spezifische Enzymsynthese . 74
Enzymsynthese und Formmerkmale .... 75
Kern-Plastiden-Beziehungen................75
10. Intrazelluläre Morphogenese............77
Morphogenese der Mitochondrien..........77
Morphogenese der Piastiden................80
Morphogenese der Microbodies............86
11. Die Zelle als energetisches System .... 90
Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik . ... 90
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik . ... 91
Die Zelle als offenes System, Fließgleichge-
wicht ..................................92
Das chemische Potential ..................94
Das chemische Potential von Wasser .... 95
Die Anwendimg des Wasserpotential-Kon-
zepts auf den Wasserzustand der Zelle . . 97
Das chemische Potential von Ionen.....102
Das Membranpotential....................103
Energetik biochemischer Reaktionen .... 105
Phosphatübertragung und Phosphorylierungs-
potential..............................107
Redoxsysteme und Redoxpotential.....108
12. Die Zelle als metabolisches System ... 114
Die biologische Katalyse.........114
Metabolische Kompartimentierung der Zelle . 119
Transportmechanismen an Biomembranen . 121
Stoffaufnahme der Zelle .........124
Energietransformation an Biomembranen . . 129
Prinzipien der metabolischen Regulation . . 130
13. Photosynthese als Energiewandlung ... 135
14. Photosynthese als Funktion
des Chloroplasten......................139
Die Elemente des Photosyntheseapparates . . 139
Der photochemische Bereich........146
Die Pigmentsysteme der Rot-und Blaualgen . 155
Der photosynthetische Elektronentransport . 158
Der Mechanismus der Photophosphorylierung 162
Der biochemische Bereich.........163
Ein kurzer Blick auf die bakterielle Photosyn-
these ,.................172
15. Energiegewinnung durch Dissimilation . . 174
16. Die Dissimilation der Kohlenhydrate . . 176
Glycolyse................177
Fermentation (alkoholische Gärung und
Milchsäuregärung)...........178
Citratcyclus und Atmungskette.......179
Cyanid-resistente Atmung.........183
Oxidative Phosphorylierung........184
Oxidativer (dissimilatorischer) Pentosephos-
phatcyclus..............................186
17. Die Mobilisierung von Reservefett .... 188
Lipolyse, ß-Oxidation der Fettsäuren und
Glyoxylatcyclus........................191
Aufbau von Saccharose aus Succinat .... 192
Anhang: Acetatverwertung bei Grünalgen . . 192
18. Die Photorespiration..........194
Photosynthese von Glycolat...... . . 194
Metabolisierung des photosynthetischen Gly-
colats..................................196
Anhang: Glycolatstoffwechsel bei Grün- und
Blaualgen...............198
19. Die Regulation des dissimilatorischen
Gaswechsels.............199
Der Respiratorische Quotient.......201
Regulation des Kohlenhydratabbaus .... 202
Anhang: Weitere Oxidasen pflanzlicher Zel-
len ..................207
20. Das Blatt als photosynthetisches
System................210
Messung der Photosyntheseintensität .... 211
Brutto- und Nettophotosynthese......212
Begrenzende Faktoren der apparenten Photo-
synthese................214
Photosynthetische Adaptationsfahigkeit des
Blattes................218
Temperaturabhängigkeit der apparenten Pho-
tosynthese ...............220
Der Einfluß von Sauerstoff auf die apparente
Photosynthese.............222
Die Regulation des C02-Austausches durch
die Stornata..............222
21. C4-Pllaiizen und CAM-Pflanzen.....230
Das C4-Syndrom.............230
Der C4-Dicarboxylatcyclus.........234
Ökologische Aspekte des C4-Syndroms . . . 236
CAM, eine Alternative zur C4-Photosynthese . 238
Isotopendiskriminierung bei der C02-Fixie-
rung.................241
22. Stoffwechsel anorganischer Ionen .... 244
Mineralernährung der Pflanze.......244
Essentielle Mikroelemente.........246
Funktion der Nährelemente im Stoffwechsel . 246
Salzexkretion bei Halophyten.......248
23. Der Stoffwechsel des Wassers......251
24. Ökologischer Kreislauf der Stoffe
und der Strom der Energie.......253
Die Kreisläufe von Kohlenstoff und Sauer-
stoff .................253
Der Kreislauf des Stickstoffs........255
Der Strom der Energie..........257
25. Biogenetischer Stoffwechsel......259
Primärer und sekundärer Stoffwechsel . . . 259
Der Shikimatweg.............262
Die Biogenese des Chlorophylls......262
26. Physiologie der Entwicklung......267
Grundlegende Phänomene........267
Physiologie des Wachstums........270
Physiologie der Differenzierung......290
Physiologie der Morphogenese.......299
27. Photomorphogenese..........311
Der Lichtfaktor..............311
Wirkungsspektren............311
Farbstoffe................312
Das Phytochromsystem..........313
Die Hochintensitätsreaktion (HIR).....317
Die multiple Wirkung von Phytochrom . . 320
Enzyminduktion und -repression durch Phy-
tochrom . . . •.............323
Bedeutung von lag-Phasen bei der Phyto-
chromwirkung.............326
Phytochromwirkungen auf dem Niveau der
RNA.................328
Musterbildung bei der Photomorphogenese . 330
Zeitliche Muster bei der Enzyminduktion
durch Phytochrom...........333
Überlegungen zur Primärwirkung des Phy-
tochroms bei der Photomorphogenese . . 335
Signalübertragung zwischen Organen .... 339
Phytochromwirkungen auf die Entwicklung
grüner Pflanzen............341
Phytochrom und endogene Kontrollfaktoren . 343
Wechselwirkungen von Phytochrom und
Cryptochrom..............344
28. Wirkungen ultravioletter Strahlung . . . 346
Licht, Infrarot, Ultraviolett (UV) .....346
Der inaktivierende Effekt des kurzwelligen
UV..................346
Die selektive Inaktivierung der Chloroplasten-
bildung durch kurzwelliges UV .....348
Wirkungen des kurzwelligen UV auf Blüten-
pflanzen................349
Der molekulare Mechanismus der destruk-
tiven UV-Wirkung...........349
Photoreaktivierung............351
Ein positiver UV-Effekt bei der Synthese von
Flavonglycosiden............352
29. Wirkungen ionisierender Strahlung . . . 354
Anregende und ionisierende Strahlung . . . 354
Die Bedeutung ionisierender Strahlung fur die
experimentelle Biologie.........354
Typen ionisierender Strahlung.......355
Zum Vorgang der Ionisation .......355
Quantitative Angaben über Strahlung . . . 355
Ionisierungsdichte............356
Zur Treffertheorie............356
Wirkungen ionisierender Strahlung auf DNA . 358
Reparatur von Strahlenschäden an der DNA . 358
Strahlenwirkung auf Proteine.......358
Einige Phänomene zur Strahlenwirkung auf
Organismen..............359
30. Photomorphogenese bei Pilzen ..... 362
Pilze als Untersuchungsobjekte der Entwick-
lungsphysiologie ............362
Repräsentative Fallstudien........362
Ein biochemisches Modell für die Photomor-
phogenese bei Pilzen: die Biosynthese von
Carotinoiden................365
31. Physiologie der Hornionwirkungen .... 368
Ein Überblick..............368
Cytokinine................370
Gibberelline.............. . 373
Abscisinsäure ..............379
Äthylen (Athen).............381
Regulation der Mitoseaktivität durch Hor-
mone .................386
Sequentielle Wirkung von Hormonen . . . 387
Hormonelle Integration bei der Samen- und
Fruchtentwicklung...........388
Wechselwirkung zwischen Hormonen und
Licht?.................390
Zur praktischen Verwendung der Hormone . 390
32. Blütenbildung und Photoperiodismus . . 392
Blütenbildung und Florigen........392
Photoperiodismus...............394
Pfropfexperimente und Florigen......399
Blütenbildung und Gibberelline ...... 401
Photoperiodische Phänomene unabhängig
von der Blütenbildung..........402
Die Bedeutung des Photoperiodismus . . . 402
33. Physiologie der circadiane» Rhythmen . . 404
Photoperiodismus und physiologische Uhr . . 404
Die physiologische Uhr und die Umwelt . . 405
Weitere ausgewählte Phänomene zur circa-
dianen Rhythmik . ..........408
Die endogene Rhythmik als Systemeigen-
schaft .................415
Die Kopplung zwischen der inneren Uhr und
den physiologischen Reaktionen.....415
34. Physiologie der Temperaturwirkungen. . . 417
Homoio- und Poikilothermie bei Pflanzen . . 417
Die Temperatur der Pflanze...........418
Physiologische Temperatureffekte.....420
35. Physiologie der Seneszenz.
der Ruhezustände und der Keimung . . . 424
Seneszenz................424
Ruhezustände und Keimung .......429
36. Physiologie der Regeneration......438
Grundphänomene............438
Ergebnisse von Organkultaren.......438
Ein technischer Einschub: Gewebekulturen. . 440
Beweisführung für die Omnipotenz speziali-
sierter Zellen .............441
Parasexuelle Hybridisierung........446
Physiologische Prozesse bei der Regeneration . 447
Zusammenwirken mehrerer Faktoren bei der
Regeneration.............448
Regenerationsexperimente mit Blütenbildung. 448
37. Physiologie der Transplantationen . . . 450
Das Pfropfen als Technik der Pflanzenphysio-
logie .................450
Chimären................451
Anhang: Endotrophe Mykorrhiza .....452
38. Physiologie der Tumorbildung .....455
Wundtumoren, verursacht durch ein Pflanzen-
virus .................455
Wurzelhalsgallen.............456
Genetische Tumoren...........457
Zur Theorie der Krebsentstehimg .....458
39. Physiologie des Wasserferntransports . . 460
Die beiden Transportsysteme der Pflanze . . 460
Wasserbilanz..............460
Die Leitbahnen.............461
Klassische Experimente..........463
Transpiration..............466
Obere Grenze für die Höhe von Bäumen . . . 469
Permanenter Welkepunkt.........469
Analogiemodell für den Wassertransport in
einer Pflanze.............470
Verteilung des Wasserpotentials in einem
Baum.................473
Ein Blick auf die Wurzel.........474
Guttation und Wurzeldruck........474
40. Physiologie des Ionentransports .... 476
Salzresistenz...............476
lonenaufnahme.............477
41. Physiologie des Ferntransports organischer
Moleküle...............480
Das Problem..............480
Die Leitbahnen.............482
Transportmoleküle............484
Zum Mechanismus des Siebröhrentransports . 485
Bidirektionelle Translocation .......487
; Ein Blick auf die Wurzel.........487
Regulation der Translocations-Intensität
durch Phytochrom...........488
Ein kurzer Vergleich der Transportsysteme . . 488
42. Physiologie der Bewegungen I:
Freie Ortsbewegungen.........490
Die Bewegung der Rhizome........490
Die freie Ortsbewegung begeißelter mona-
doider Zellen.............491
Die freie Ortsbewegung begeißelter Zellen
unter dem Einfluß von Licht ......493
Die Phototaxis von Euglena gracilis .... 494
Wirkungsspektren der Phototaxis .....496
Theorie der Phototaxis..........497
Simultaner oder sukzedaner Vergleich von
Lichtsignalen?.............497
43. Physiologie der Bewegungen II:
Phototropismen............498
Erscheinungsformen des Phototropismus . . 498
Der Polarotropismus...........500
Das Wirkungsspektrum beim Phototropismus
des Dikotylenkeimlings.........502
Die Geschwindigkeit der phototropischen Be-
wegung ................502
Der Phototropismus der Gramineen-Koleop-
tile..................504
Das Wirkungsspektrum beim Phototropismus
der Gramineen-Koleoptile........507
Der Phototropismus von Sporangiophoren . 508
Der Phototropismus von Sproßachsen,
ein Rückblick.............511
44. Physiologie der Bewegungen III:
Geotropismen ............513
Grundphänomene............513
Das CAararhizoid............515
Das Statolithen-Konzept.........516
Die geotropische Reiz-Reaktionskette in der
Gramineen-Koleoptile.........518
Die Induktion der geotropischen Reaktion . . 520
Geotropische Experimente mit Wurzeln ... 521
Geotropismus und Phytochrom......522
Schlußbemerkung............522
45. Physiologie der Bewegungen IV:
Weitere Bewegungsvorgänge......523
Der Chemotropismus der Pollenschläuche . . 523
Rankenbewegungen...........524
Turgorbewegungen............526
Aktive und auffällige intrazelluläre Bewe-
gungen ................531
46. Physiologie elektrischer Phänomene ... 536
Ausgangslage..............536
Geeignete Objekte............536
Elektrische Potentialdifferenzen an Einzel-
zellen .................536
Erklärung des Membranpotentials.....537
Lichtabhängige Ionenpumpen.......538
Aktionspotentiale.............539
Schluß.................541
47. Physiologie der Sexualität.......542
1. Beispiel: Gametogenese bei Chlamydo-
monas.................542
2. Beispiel: Gametenlockstofie bei Braunalgen 543
3. Beispiel: Hormonale Integration bei der
geschlechtlichen Fortpflanzung von Oedo-
gonium................546
4. Beispiel: Ein Sexualhormon bei der Bier-
hefe, Saccharomyces cerevisiae......547
5. Beispiel: Antheridiol, ein Sexualhormon
von Achlya..............549
Ein terminologischer Nachsatz.......549
Befruchtung bei den Blütenpflanzen .... 551
48. Physiologie des Generationswechsels . . 553
Das Problem..............553
Vergleichend-entwicklungsgeschichtliche
Daten.................554
Experimentelle Daten...........555
Ein ontogenetisches Modell........556
Genetische Variabilität bei homosporen
Farnen................556
Die obligatorische Photomorphogenese der
Farngametophyten...........557
49. Physiologie und Ertragsbildung.....560
Zur Situation..............560
Zur Terminologie............560
Systemsynthese, Produktsynthese......560
Physiologie der Speicherung........561
Produktionsfaktoren...........562
Ertragsgesetze..............563
Ein ökonomischer Aspekt: Rentabilität der
Düngung...............565
Fixierung von atmosphärischem Stickstoff
(N2).................565
Resistenz der Pflanzen gegen Anti-
Produktionsfaktoren ..........569
Herbicide................570
Wachstumsregulatoren..........572
Produktivität und Photorespiration.....573
Eine photoelektrochemische Zelle.....574
Anhang..................................576
Zitierte Literatur.............579
Sachverzeichnis.............587
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