Pflanzenphysiologie: molekulare und biochemisch-physiologische Grundlagen von Stoffwechsel und Entwicklung
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Ulmer
1979
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| Ausgabe: | 6., durchges. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Uni-Taschenbücher
15 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Titel: Pflanzenphysiologie
Autor: Heß, Dieter
Jahr: 1979
Inhaltsverzeichnis
Vorwort ............................................................................................................6
Steuerung der Merkmalsbildung durch Nucleinsäuren..................................15
1 Die chemische Konstitution der Nucleinsäuren ....................................15
a Bausteine der Nucleinsäuren ..............................................................15
b Nucleoside, Nucleotide, Polynucleotide............................................17
c Das Watson-Crick-Modell der DNA...................................19
2 Direkte Beweise für die Rolle der Nucleinsäuren als Träger genetischer
Informationen ............................................................................................21
a Transformationen ................................................................................21
b Transfektionen .....................................................................................24
3 Die heterokatalytische Funktion der DNA : Transkription und Trans-
lation ............................................................................................................25
a Das Konzept der Molekulargenetik ..................................................26
b Der genetische Code............................................................................27
c Transkription........................................................................................28
d Translation............................................................................................29
Ribosomen und Polyribosomen (Polysomen)..................................30
Aktivierung und Übertragung der Aminosäuren auf t-RNA .... 31
t-RNA ..................................................................................................31
Translation am Ribosom....................................................................32
Translation am Polyribosom..............................................................34
e Antimetaboliten der Transkription und Translation ......................35
Strukturanaloge....................................................................................35
Antibiotika............................................................................................38
f Nachweis von m-RNA bei höheren Pflanzen ..................................39
m-RNA bei der Erdnuß ......................................................................40
Langlebige m-RNA in höheren Pflanzen..........................................43
g Transkription und Translation im zellfreien System ......................44
h Ein-Gen-Ein-Polypeptid......................................................................46
Die Struktur der Proteine ..................................................................46
Isoenzyme ............................................................................................48
Photosynthese....................................................................................................52
1 Die Gliederung der Photosynthese in Primär- und Sekundärvorgänge 52
2 Primärvorgänge der Photosynthese ........................................................54
a Elektronentransportketten..................................................................54
b Redoxsysteme bei den Primärvorgängen der Photosynthese (Chlo-
rophylle, Cytochrome u. a.)................................................................55
c I. und II. Pigmentsystem der Photosynthese ....................................61
Der Emerson-Effekt ............................................................................61
Die beiden Pigmentsysteme der Photosynthese................................62
d Die Primärvorgänge der Photosynthese............................................64
Erste Lichtreaktion..............................................................................64
Zweite Lichtreaktion ..........................................................................65
Photolyse ..............................................................................................65
e Quantenbedarf der Photosynthese ....................................................66
3 Sekundärvorgänge der Photosynthese ....................................................67
a Der C02-Akzeptor ..............................................................................67
b Der Anschluß an die Primärprozesse ................................................68
c Der Calvin-Zyklus ..............................................................................69
d Der Chloroplast : Ort der Photosynthese..........................................71
e Variante 1 in der C02-Anlieferung: der C4-Dicarbonsäureweg
Die Biochemie des C4-Dicarbonsäureweges ....................................73
Das C4-Syndrom ..................................................................................75
Räumliche Kompartimentierung der Photosynthèse bei C4-Pflan-
zen..........................................................................................................77
f Variante 2 in der C02-Anlieferung: der diurnale Säurezyklus der
Sukkulenten..........................................................................................78
g Vergleich C4-Dicarbonsäureweg und diurnaler Säurezyklus : räum-
liche und zeitliche Kompartimentierung ..........................................81
Kohlenhydrate ..................................................83
I Monosaccharide .................................................................................83
a Phosphorylierung (Kinasen) ..............................................................83
b Intramolekulare Verschiebung von Phosphat (Mutasen) ..............84
c Zuckernucleotide (UDPG) ................................................................85
d Inversion einer OH-Gruppe (Epimerasen)........................................85
e Steuerung des Gleichgewichts zwischen Aldosen und Ketosen (Iso-
merasen)..........................................................................86
f Oxidativer Abbau um 1 C-Atom (Übergang Hexose-Pentose)
Elimination von C 6 ............................................................................86
Elimination von C 1 ............................................................................87
g Der Pentosephosphat-Zyklus ............................................................88
2 Oligosaccharide und Polysaccharide .....
a Glykoside.........................
Halbacetal ........................
Inneres Halbacetal .................
Vollacetal.........................
Typen von Glykosiden..............
Glykosidasen ......................
b Oligosaccharide....................
Disaccharide ......................
Oligosaccharide : die Raffinose-Familie
c Polysaccharide.....................
Fructosane........................
Stärke ............................
Cellulose..........................
Pektinsubstanzen...................
89
89
89
89
89
90
90
91
91
92
93
93
94
97
99
Biologische Oxidation ...................................................................................... Ol
1 Glykolyse .................................................................................................... 02
2 Oxidative Decarboxylierung des Pyruvats,
Bildung aktivierter Essigsäure..................................................................106
3 Citronensäure-Zyklus................................................................................108
4 Atmungskette ............................................................................................ 10
5 Mitochondrien als Energiezentralen........................................................113
6 Photorespiration (Glykolatweg) ..............................................................114
a Microbodies..........................................................................................115
b Photorespiration in C3-Pflanzen ........................................................115
c Photorespiration in C4-Pflanzen ........................................................117
Fette ..................................................................................................................119
1 Chemische Konstitution der Fettsäuren ................................................119
2 Die Biosynthese der Fettsäuren................................................................120
a Die Bildung von Malonyl-CoA..........................................................121
b Die Synthese gesättigter Fettsäuren ..................................................121
De-novo-Synthese ......................................................................12)
Kettenverlängerung ....................................................................124
c Die Synthese ungesättigter Fettsäuren ........................................125
3 Die Biosynthese der Neutraifette ..........................................................126
4 Der Abbau der Fette ................................................................................126
a Die ^-Oxidation ..................................................................................127
b DicÄ-Oxidation....................................................................................128
5 Der Glyoxylsäure-Zyklus..........................................................................128
Terpenoide ........................................................................................................131
1 Chemische Konstitution............................................................................131
2 Sekundäre Pflanzenstoffe..........................................................................132
3 Ätherische Öle............................................................................................133
4 Biosynthese, generell..................................................................................135
5 Biosynthese, speziell ..................................................................................136
a Monoterpene ........................................................................................136
b Sesquiterpene........................................................................................138
c Triterpene..............................................................................................139
Sterine....................................................................................................140
Herzglykoside ......................................................................................141
Steroidalkaloide ..................................................................................142
d Diterpene ..............................................................................................143
e Tetraterpetve; Carotinoide ..................................................................144
Chemische Konstitution......................................................................144
Biosynthese ..........................................................................................145
f Polyterpene ..........................................................................................147
Inhaltsverzeichnis 11
Phenole ..............................................................................................................150
1 Chemische Konstitution............................................................................150
2 Biosynthese, generell..................................................................................151
a Der Shikimisäure-Weg ........................................................................151
b Der Acetat-Malonat-Weg ..................................................................153
c Vorstufen und Zwischenstufen ..........................................................154
3 Biosynthese, speziell ..................................................................................155
a Zimtsäuren............................................................................................155
b Cumarine ..............................................................................................156
c Lignin....................................................................................................159
d Phenolcarbonsäuren und einfache Phenole ......................................161
e Flavanderivate......................................................................................162
Chemische Konstitution......................................................................162
Biosynthese der Anthocyanidine und anderer Flavanderivate ... 165
f Blütenfärbung ......................................................................................168
Aminosäuren......................................................................................................I 2
1 Die Reduktion des Stickstoffs..................................................................172
2 Die reduktive Aminierung ........................................................................174
3 Die Bildung von Glutamin ......................................................................175
4 Die Transaminierung ................................................................................175
5 Die Herkunft des C-Skeletts der Aminosäuren......................................175
Alkaloide ..........................................................................................................179
1 Derivate der aliphatischen Aminosäuren Ornithin und Lysin ............181
a Chinolizidin-Alkaloide........................................................................181
b Nicotiana-Alkaloide und Nicotinsäure ............................................183
c Tropan-Alkaloide ................................................................................185
2 Derivate der aromatischen Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin 186
a Amaryllidaceen-Alkaloide und Colchicin ........................................186
b Betacyane und Betaxanthine ( Betalaine)............................................187
c Isochinolin-Alkaloide (Benzylisochinolin-Alkaloide)......................188
3 Derivate der Aminosäure Tryptophan: Indolalkaloide und Derivate 190
4 Purin-Alkaloide..........................................................................................191
5 Biochemische Systematik..........................................................................193
Porphyrine ........................................................................................................195
reiliingswiichslum ............................................................................................197
1 Entwicklung = Wachstum und Differenzierung ..................................197
2 Teilungswachstum...................................................................................... 98
a Der Mitose-Zyklus ..............................................................................198
b Die autokatalytische Funktion der DNA: Reduplikation..............199
Semikonservative DNA-Reduplikation ............................................199
12 Inhaltsverzeichnis
DNA-Synthese im zellíreien System..................................................199
Das Meselson-Stahl-Experiment........................................................201
Taylors Versuche an Vicia faba..........................................................202
c Pflanzliche Tumoren: Wurzelhalsgallen ..........................................203
Différentielle Genaktivität als Prinzip der Differenzierung ..........................207
1 Totipotenz ..................................................................................................207
2 Différentielle Genaktivität: das Phänomen............................................210
a RNA-Synthese an Riesenchromosomen ..........................................211.
b Stadienspezifische m-R NA ................................................................213
c Stadien- und gewebespezifische Proteinmuster................................215
Regulation ........................................................................................................217
1 Aktivitätszustände der Gene ....................................................................217
2 Ansatzpunkte der Regulation ..................................................................218
3 Regulation durch innere Faktoren ..........................................................219
a Intrazelluläre Regulation....................................................................219
aa Regulation der Genaktivität ........................................................219
Regulation der Transkription ......................................................219
Processing ......................................................................................229
Regulation der Translation ..........................................................233
bb Regulation der Enzymaktivität....................................................234
b Interzelluläre Regulation: Phytohormone........................................238
Indolderivate ........................................................................................239
Gibberelline ..........................................................................................244
Cytokinine (Phytokinine)....................................................................248
Abscisinsäure........................................................................................253
Synthetische Regulatoren....................................................................255
Hypothesen zum Wirkungsmechanismus von Phytohormonen 257
4 Regulation durch Außenfaktoren............................................................263
a Temperatur ..........................................................................................263
b Licht ......................................................................................................265
Das Phytochromsystem ......................................................................265
Phytochromsystem und Genaktivierung ..........................................268
Polarität und inäquale Zellteilung als Grundlagen der Differenzierung ... 271
1 Polarität ......................................................................................................271
2 Inäquale Zellteilung ..................................................................................273
Strecknngswachstum ........................................................................................277
1 Das Phänomen ..........................................................................................277
2 Der Ablauf innerhalb einer Zelle ............................................................278
a Die Saugkraftgleichung der Zelle ......................................................278
b Etappen der Zellstreckung..................................................................280
3 Regulation ..................................................................................................281
a Einstellung des Gleichgewichts zwischen Teilung und Streckung 28!
b Regulation durch IES..........................................................................282
Polare Wanderung ..............................................................................282
IES-Optima ..........................................................................................282
Wirkungsmechanismus der IES ........................................................283
Bildung von Samen und Früchten....................................................................288
1 Komplexe Entwicklungsprozesse und ihre Regulation ........................288
2 Bildung von Samen und Früchten ..........................................................289
a Der Ablauf............................................................................................289
b Die Regulation ....................................................................................291
Differenzierung von Sproß-und Wurzelanlagen ............................291
Kultur von Embryonen ......................................................................294
Entwicklung der Frucht......................................................................296
Keimung ............................................................................................................298
1 Keimruhe ....................................................................................................298
a Unvollständige Embryonen................................................................298
b Nachreife durch Trocknung ..............................................................299
c Impermeabilität für Wasser und/oder Gase ....................................299
d Inhibitoren............................................................................................299
2 Keimungsbedingungen..............................................................................300
a Wasser ..................................................................................................301
b Sauerstoff..............................................................................................301
c Temperatur ..........................................................................................301
d Licht ......................................................................................................304
3 Mobilisierung von Reservestoffen ..........................................................305
4 Aufbau des Photosyntheseapparates ......................................................306
5 Regulation der Keimung durch Phytohormone ....................................307
6 Regulation der Keimung und Evolution ................................................309
Leitbahnsystem ................................................................................................312
1 Die Elemente ..............................................................................................313
2 Die Differenzierung ..................................................................................313
3 Die Funktion..............................................................................................317
a Transport in beiden Richtungen ........................................................317
b Transport im Xylem ............................................................................318
aa Nachweis ........................................................................................318
bb Mechanismus..................................................................................319
Wurzeldruck ..................................................................................319
Transpiration..................................................................................320
Kohäsionstheorie ..........................................................................322
c Transport im Phloem ..........................................................................324
aa Nachweis ........................................................................................324
14 Inhaltsverzeichnis
bb Mechanismus..................................................................................326
Feinstruktur und Druckstromhypothese ....................................331
Aktiver Transport..........................................................................333
Apoplasmatischer und symplasmatischer Transport ................335
Bliitenbildung ....................................................................................................336
1 Definitionen................................................................................................336
2 Temperatur und Blühinduktion: Vernalisation ....................................337
a Petkuser Roggen..................................................................................338
b Bilsenkraut............................................................................................339
c Streptocarpus wendlandii....................................................................343
d Hypothese zur Vernalisation ..............................................................346
3 Tageslänge und Blühinduktion: Photoperiodismus ..............................347
a Lang- und Kurztagpflanzen, Tagneutrale ........................................348
b Analyse des Photoperiodismus bei der Blühinduktion....................349
Das Blatt als Ort der Lichtaufnahme................................................349
Versuche zum Nachweis eines Blühhormons ..................................350
Wirkung von Störlicht: Bedeutung der Dunkelperiode..................352
Beteiligung des Phytochromsystems..................................................353
Gibberelline und Blühhormon ..........................................................354
Beteiligung des genetischen Materials ..............................................354
Hypothese zur photoperiodischen Induktion einer Kurztagpflanze 355
c Photoperiodismus bei der Blühinduktion als Anpassungser-
scheinung ..............................................................................................356
d Licht und circadiane Rhytmen ..........................................................357
Das Phänomen der physiologischen Uhr..........................................358
Photoperiodismus bei der Blühinduktion und physiologische Uhr 359
Literaturverzeichnis ........................................................................................361
Bildquellen........................................................................................................364
Sachregister ......................................................................................................367
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