Tierphysiologie:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German English |
| Veröffentlicht: |
München
Pearson Studium
2008
|
| Schriftenreihe: | Pearson Studium - Biologie
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Buchbegleitseiten Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVII, 768 Seiten Illustrationen |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | Vorwort
ми
TEIL
I
Die zellulären Grundlagen der Tierphysiologie
ι
Kapitel 1 Grundlagen der Physiologie: Eine Einführung ;
1.1 Überblick ........................................................... 5
1.2 Physiologie gestern und heute........................................... 6
1.2.1 Kurze Geschichte der Tierphysiologie.............................. 6
1.2.2 Teilgebiete physiologischer Forschung............................. 8
1.3 Einheitliche Prinzipien der Physiologie................................... 12
1.3.1 Physik und Chemie: Die Grundlagen der Physiologie ................. 12
1.3.2 Physiologische Regulation....................................... 14
1.3.3 Phänotyp, Genotyp und Umwelt.................................. 16
1.3.4 Physiologie und Evolution....................................... 18
Kapitel 2 Die Chemie des Lebendigen im
2.1 Überblick ........................................................... 25
2.2 Chemie und Physik des Lebendigen...................................... 26
2.2.1 Energie....................................................... 26
2.2.2 Chemische Bindungen .......................................... 30
2.3 Eigenschaften des Wassers.............................................. 33
2.3.1 Lösungsmittel und gelöste Stoffe.................................. 33
2.3.2 pH und Ionisierung des Wassers .................................. 38
2.4 Biomoleküle ......................................................... 43
2.4.1 Kohlenhydrate ................................................ 43
2.4.2
Lipide
....................................................... 45
2.4.3 Proteine...................................................... 49
2.4.4 Nucleinsäuren................................................. 53
2.4.5 Enzyme ...................................................... 56
Kapitel 3 Zellstoffwechsel und Physiologie ;i
3.1 Überblick ........................................................... 73
3.2 Intermediärstoffwechsel................................................ 74
3.2.1 Oxidativer Stoffwechsel......................................... 74
3.2.2 Glycolyse..................................................... 80
3.2.3 Kohlenhydratbiosynthese........................................ 83
3.2.4 Lipidstoffwechsel.............................................. 86
3.2.5 Integration der Reaktionswege im Energiestoffwechsel ................ 90
3.3 Zellphysiologie....................................................... 93
3.3.1 Membranstruktur .............................................. 93
3.3.2 Membrantransport ............................................. 96
3.3.3 Strukturmerkmale tierischer Zellen................................ 101
3.3.4 Physiologische Genetik und Genomik.............................. 107
Rapite!
4 Hormone und Signalübertragung
¡ir
4.1 Überblick ........................................................... 119
4.2 Biochemische Grundlagen der Zell-Zell-Kommunikation..................... 120
4.2.1 Allgemeine Eigenschaften der Signalübertragung von Zelle zu Zelle..... 121
4.2.2 Ausschüttung einer Botensubstanz aus der Signalzelle................ 122
4.2.3 Transport zur Zielzelle.......................................... 122
4.2.4 Übertragung des Signals zur Zielzelle.............................. 124
4.3 Signalübertragungswege ............................................... 127
4.3.1 Intrazelluläre Rezeptoren........................................ 127
4.3.2 Ligandengesteuerte Ionenkanäle .................................. 129
4.3.3 Signalübertragung durch Rezeptorenzyme .......................... 130
4.3.4 Signalübertragung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren ............ 132
4.4 Systeme für die Signalübertragung zwischen Zellen......................... 139
4.4.1 Autokrine und parakrine Signalübertragung......................... 140
4.4.2 Signalübertragung zwischen Zellen im Nervensystem................. 140
4.4.3 Signalübertragung zwischen Zellen im endokrinen System ............ 141
4.4.4 Exokrine Signalübertragung zwischen Zellen........................ 146
4.4.5 Die Regulation der Signalübertragung.............................. 147
4.5 Die Evolution der Zell-Zell-Signalübertragung.............................. 155
Kapitel 5 Neuronale Struktur und Funktion n>3
5.1 Überblick ........................................................... 165
5.2 Signalgebung bei einem Wirbeltier-Motoneuron ............................ 166
5.2.1 Elektrische Signale in Neuronen .................................. 168
5.2.2 Signale in den Dendriten und im Zellkörper ........................ 169
5.2.3 Graduierte Potenziale sind Kurzstreckensignale...................... 172
5.2.4 Signale im Axon............................................... 176
5.2.5 Signalübertragung an der
Synapse
................................. 184
5.3 Vielfalt neuronaler Signalgebung ........................................ 187
5.3.1 Strukturelle Vielfalt von Neuronen ................................ 188
5.3.2 Vielfalt der Signalfortleitung ..................................... 192
5.3.3 Vielfalt der synaptischen Übertragung ............................. 202
5.3.4 Evolution von Neuronen ........................................ 213
Kapitel
б
Zellbewegungen und Muskeln im
6.1 Überblick ........................................................... 222
6.2 Cytoskelett und Motorproteine .......................................... 223
6.2.1 Mikrotubuli................................................... 223
6.2.2 Mikrofilamente................................................ 230
6.3 Muskeln: Aufbau und Regulation ........................................ 237
6.3.1 Die Struktur des
kontraktilen
Apparats in der quergestreiften Muskulatur
der Wirbeltiere ................................................ 239
6.3.2 Regulation der Kontraktion in quergestreifter Muskulatur
der Wirbeltiere ................................................ 244
6.3.3 Erregung ..................................................... 249
TEIL
II
Integrierende physiologische Systeme 273
Kapitel 7 Sensor ¡sehe Systeme z::>
7.1 Überblick ........................................................... 277
7.2 Allgemeine Eigenschaften der Rezeptorzellen .............................. 278
7.2.1 Klassifizierung von Rezeptorzellen................................ 279
7.2.2 Reizcodierung sensorischer Systeme............................... 280
7.3 Chemorezeption...................................................... 284
7.3.1 Das olfaktorische System........................................ 285
7.3.2 Das gustatorische System........................................ 289
7.4 Mechanorezeption .................................................... 293
7.4.1 Berührungs- und Druckrezeptoren ................................ 294
7.4.2 Gleichgewicht und Hören ....................................... 297
7.5 Photorezeption....................................................... 308
7.5.1 Photorezeptoren ............................................... 309
7.5.2 Struktur und Funktionsweise verschiedener Augentypen.............. 314
7.6 Thermorezeption ..................................................... 324
7.7 Magnetfeldorientierung ................................................ 326
Kapitel 8
Funktionellt/
Organisation des Nervensystems ;::.:
8.1 Überblick ........................................................... 335
8.2 Organisation von Nervensystemen ....................................... 336
8.2.1 Evolution der Nervensysteme .................................... 337
8.2.2 Struktur und Funktion des Säugergehirns .......................... 345
8.3 Das periphere Nervensystem............................................ 353
8.3.1 Autonome Bahnen ............................................. 353
8.3.2
Somatische
motorische Bahnen................................... 360
8.4
Integrative
Funktionen des Nervensystems ................................ 360
8.4.1 Koordination von Verhalten...................................... 361
8.4.2 Lernen und Gedächtnis ......................................... 366
Kapitel 9 Kreislaufsysteme
. ¡ľ »
9.1 Überblick ........................................................... 377
9.2 Kreislaufsysteme ..................................................... 378
9.2.1 Bestandteile von Kreislaufsystemen ............................... 379
9.2.2 Evolution von Kreislaufsystemen ................................. 381
9.3 Herzen.............................................................. 388
9.3.1 Arthropodenherzen ............................................ 389
9.3.2 Wirbeltierherzen............................................... 390
9.3.3 Herzzyklus ................................................... 394
9.3.4 Kontrolle der Herzkontraktion.................................... 397
9.4 Der Kreislauf......................................................... 405
9.4.1 Physik der Blutströmung ........................................ 405
9.4.2 Konstanz des Gesamtflusses, über alle Teile des Kreislaufsystems gesehen . . . 407
9.4.3 Blutgefäße bei Wirbeltieren ...................................... 409
9.4.4 Blutfluss im Kreislaufsystem von Wirbeltieren....................... 411
9.4.5 Regulation des Wirbeltierkreislaufs................................ 420
9.5 Blut................................................................ 424
9.5.1 Zusammensetzung des Blutes .................................... 424
9.5.2 Wirbeltierblut ................................................. 426
Kap:teJ
10
Atmuníi5Sv5tí>mť>
-!;■;;,
10.1 Überblick ........................................................... 437
10.2 Atmungsstrategien .................................................... 438
10.2.1 Zur Physik von Atmungssystemen ................................ 438
10.2.2 Atmungssysteme: Verschiedene Typen............................. 442
10.3 Ventilation und Gasaustausch........................................... 447
10.3.1 Ventilation und Gasaustausch im Wasser........................... 448
10.3.2 Ventilation und Gasaustausch in der Luft........................... 453
10.4 Gastransport in die Gewebe............................................. 469
10.4.1 Sauerstofftransport............................................. 469
10.4.2 Kohlendioxidtransport.......................................... 478
10.5 Regulation des Atmungssystems bei Wirbeltieren........................... 481
10.5.1 Regulation der Ventilation....................................... 481
10.5.2 Umweltbedingter Sauerstoffmangel................................ 483
KapiteiH Ionen-und Wasserhaushalt
4<n
11.1 Überblick ........................................................... 496
11.2 Ionen- und Wasserhaushalt............................................. 497
11.2.1 Strategien für eine ionale und osmotische Regulation................. 497
11.2.2 Die Rolle der Epithelgewebe ..................................... 503
11.2.3 Stickstoff-Exkretion ............................................ 513
11.3 Die Nieren........................................................... 520
11.3.1 Nierenbau und
-funktion
........................................ 521
11.3.2 Regulation der Nierenfunktion ................................... 530
11.3.3 Evolutionäre Vielfalt in Bau und Funktion von Exkretionssystemen ..... 537
Kapite! 12 Verdauung
. >4ч
12.1 Überblick ........................................................... 551
12.2 Beschaffenheit und Erwerb von Nährstoffen ............................... 552
12.2.1 Nährstoffe .................................................... 553
12.2.2 Nahrungssuche und Nahrungsaufnahme ........................... 563
12.3 Zusammenwirken von Verdauung und Stoffwechsel......................... 571
12.3.1 Verdauungssysteme ............................................ 571
12.3.2 Stoffwechselabläufe zwischen Mahlzeiten.......................... 589
Kapitel 13 Fortbewegung
ічг
13.1 Überblick ........................................................... 599
13.2 Lokomotorische Systeme............................................... 600
13.2.1 Muskelfasertypen.............................................. 600
13.2.2 Energiestoffwechsel ............................................ 608
13.2.3 Durchblutung und Sauerstofftransport zur Muskulatur................ 614
13.2.4 Skelettsysteme ................................................ 617
13.2.5 Die Übersetzung von Kontraktion in Bewegung...................... 622
13.3 Fortbewegung im Lebensraum........................................... 626
13.3.1 Schwerkraft und Auftrieb........................................ 626
13.3.2 Strömungsdynamik............................................. 629
13.3.3 Aerodynamik und Hydrodynamik................................. 632
13.3.4 Leben an Land................................................. 638
13.3.5 Die Energetik der Fortbewegung .................................. 641
Kapitel
14
Thermorégulation
і,:; і
14.1 Überblick ........................................................... 655
14.2 Wärmeaustausch und thermoregulatorische Strategien....................... 656
14.2.1 Kontrolle der Wärmeflüsse....................................... 657
14.2.2 Thermoregulatorische Strategien.................................. 661
14.3 Wechselnde Körpertemperaturen meistern................................. 666
14.3.1 Makromolekulare Struktur und Metabolismus....................... 666
14.3.2 Leben bei hohen und niedrigen Körpertemperaturen.................. 671
14.4 Erhalt einer konstanten Körpertemperatur................................. 678
14.4.1 Thermogenese................................................. 678
14.4.2 Regulation der Körpertemperatur ................................. 681
Kapitel 15 Fortpflanzung
Ч
■
15.1 Überblick ........................................................... 695
15.2 Sexuelle Fortpflanzung ................................................ 696
15.2.1 Hormone im Dienst der Fortpflanzung ............................. 698
15.2.2 Geschlechtsbestimmung......................................... 701
15.2.3 Oogenese..................................................... 705
15.2.4 Spermatogenese und
Fertilisation
................................. 709
15.2.5 Fortpflanzungszyklus von Säugern ................................ 717
Anhang i t
A
Mathematische Grundlagen............................................. 730
В
Literaturverzeichnis................................................... 733
С
Index............................................................... 745
|
| adam_txt |
Vorwort
ми
TEIL
I
Die zellulären Grundlagen der Tierphysiologie
ι
Kapitel 1 Grundlagen der Physiologie: Eine Einführung ;
1.1 Überblick . 5
1.2 Physiologie gestern und heute. 6
1.2.1 Kurze Geschichte der Tierphysiologie. 6
1.2.2 Teilgebiete physiologischer Forschung. 8
1.3 Einheitliche Prinzipien der Physiologie. 12
1.3.1 Physik und Chemie: Die Grundlagen der Physiologie . 12
1.3.2 Physiologische Regulation. 14
1.3.3 Phänotyp, Genotyp und Umwelt. 16
1.3.4 Physiologie und Evolution. 18
Kapitel 2 Die Chemie des Lebendigen im
2.1 Überblick . 25
2.2 Chemie und Physik des Lebendigen. 26
2.2.1 Energie. 26
2.2.2 Chemische Bindungen . 30
2.3 Eigenschaften des Wassers. 33
2.3.1 Lösungsmittel und gelöste Stoffe. 33
2.3.2 pH und Ionisierung des Wassers . 38
2.4 Biomoleküle . 43
2.4.1 Kohlenhydrate . 43
2.4.2
Lipide
. 45
2.4.3 Proteine. 49
2.4.4 Nucleinsäuren. 53
2.4.5 Enzyme . 56
Kapitel 3 Zellstoffwechsel und Physiologie ;i
3.1 Überblick . 73
3.2 Intermediärstoffwechsel. 74
3.2.1 Oxidativer Stoffwechsel. 74
3.2.2 Glycolyse. 80
3.2.3 Kohlenhydratbiosynthese. 83
3.2.4 Lipidstoffwechsel. 86
3.2.5 Integration der Reaktionswege im Energiestoffwechsel . 90
3.3 Zellphysiologie. 93
3.3.1 Membranstruktur . 93
3.3.2 Membrantransport . 96
3.3.3 Strukturmerkmale tierischer Zellen. 101
3.3.4 Physiologische Genetik und Genomik. 107
Rapite!
4 Hormone und Signalübertragung
¡ir
4.1 Überblick . 119
4.2 Biochemische Grundlagen der Zell-Zell-Kommunikation. 120
4.2.1 Allgemeine Eigenschaften der Signalübertragung von Zelle zu Zelle. 121
4.2.2 Ausschüttung einer Botensubstanz aus der Signalzelle. 122
4.2.3 Transport zur Zielzelle. 122
4.2.4 Übertragung des Signals zur Zielzelle. 124
4.3 Signalübertragungswege . 127
4.3.1 Intrazelluläre Rezeptoren. 127
4.3.2 Ligandengesteuerte Ionenkanäle . 129
4.3.3 Signalübertragung durch Rezeptorenzyme . 130
4.3.4 Signalübertragung durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren . 132
4.4 Systeme für die Signalübertragung zwischen Zellen. 139
4.4.1 Autokrine und parakrine Signalübertragung. 140
4.4.2 Signalübertragung zwischen Zellen im Nervensystem. 140
4.4.3 Signalübertragung zwischen Zellen im endokrinen System . 141
4.4.4 Exokrine Signalübertragung zwischen Zellen. 146
4.4.5 Die Regulation der Signalübertragung. 147
4.5 Die Evolution der Zell-Zell-Signalübertragung. 155
Kapitel 5 Neuronale Struktur und Funktion n>3
5.1 Überblick . 165
5.2 Signalgebung bei einem Wirbeltier-Motoneuron . 166
5.2.1 Elektrische Signale in Neuronen . 168
5.2.2 Signale in den Dendriten und im Zellkörper . 169
5.2.3 Graduierte Potenziale sind Kurzstreckensignale. 172
5.2.4 Signale im Axon. 176
5.2.5 Signalübertragung an der
Synapse
. 184
5.3 Vielfalt neuronaler Signalgebung . 187
5.3.1 Strukturelle Vielfalt von Neuronen . 188
5.3.2 Vielfalt der Signalfortleitung . 192
5.3.3 Vielfalt der synaptischen Übertragung . 202
5.3.4 Evolution von Neuronen . 213
Kapitel
б
Zellbewegungen und Muskeln im
6.1 Überblick . 222
6.2 Cytoskelett und Motorproteine . 223
6.2.1 Mikrotubuli. 223
6.2.2 Mikrofilamente. 230
6.3 Muskeln: Aufbau und Regulation . 237
6.3.1 Die Struktur des
kontraktilen
Apparats in der quergestreiften Muskulatur
der Wirbeltiere . 239
6.3.2 Regulation der Kontraktion in quergestreifter Muskulatur
der Wirbeltiere . 244
6.3.3 Erregung . 249
TEIL
II
Integrierende physiologische Systeme 273
Kapitel 7 Sensor ¡sehe Systeme z::>
7.1 Überblick . 277
7.2 Allgemeine Eigenschaften der Rezeptorzellen . 278
7.2.1 Klassifizierung von Rezeptorzellen. 279
7.2.2 Reizcodierung sensorischer Systeme. 280
7.3 Chemorezeption. 284
7.3.1 Das olfaktorische System. 285
7.3.2 Das gustatorische System. 289
7.4 Mechanorezeption . 293
7.4.1 Berührungs- und Druckrezeptoren . 294
7.4.2 Gleichgewicht und Hören . 297
7.5 Photorezeption. 308
7.5.1 Photorezeptoren . 309
7.5.2 Struktur und Funktionsweise verschiedener Augentypen. 314
7.6 Thermorezeption . 324
7.7 Magnetfeldorientierung . 326
Kapitel 8
Funktionellt/
Organisation des Nervensystems ;::.:
8.1 Überblick . 335
8.2 Organisation von Nervensystemen . 336
8.2.1 Evolution der Nervensysteme . 337
8.2.2 Struktur und Funktion des Säugergehirns . 345
8.3 Das periphere Nervensystem. 353
8.3.1 Autonome Bahnen . 353
8.3.2
Somatische
motorische Bahnen. 360
8.4
Integrative
Funktionen des Nervensystems . 360
8.4.1 Koordination von Verhalten. 361
8.4.2 Lernen und Gedächtnis . 366
Kapitel 9 Kreislaufsysteme
.'¡ľ"»
9.1 Überblick . 377
9.2 Kreislaufsysteme . 378
9.2.1 Bestandteile von Kreislaufsystemen . 379
9.2.2 Evolution von Kreislaufsystemen . 381
9.3 Herzen. 388
9.3.1 Arthropodenherzen . 389
9.3.2 Wirbeltierherzen. 390
9.3.3 Herzzyklus . 394
9.3.4 Kontrolle der Herzkontraktion. 397
9.4 Der Kreislauf. 405
9.4.1 Physik der Blutströmung . 405
9.4.2 Konstanz des Gesamtflusses, über alle Teile des Kreislaufsystems gesehen . . . 407
9.4.3 Blutgefäße bei Wirbeltieren . 409
9.4.4 Blutfluss im Kreislaufsystem von Wirbeltieren. 411
9.4.5 Regulation des Wirbeltierkreislaufs. 420
9.5 Blut. 424
9.5.1 Zusammensetzung des Blutes . 424
9.5.2 Wirbeltierblut . 426
Kap:teJ
10
Atmuníi5Sv5tí>mť>
-!;■;;,
10.1 Überblick . 437
10.2 Atmungsstrategien . 438
10.2.1 Zur Physik von Atmungssystemen . 438
10.2.2 Atmungssysteme: Verschiedene Typen. 442
10.3 Ventilation und Gasaustausch. 447
10.3.1 Ventilation und Gasaustausch im Wasser. 448
10.3.2 Ventilation und Gasaustausch in der Luft. 453
10.4 Gastransport in die Gewebe. 469
10.4.1 Sauerstofftransport. 469
10.4.2 Kohlendioxidtransport. 478
10.5 Regulation des Atmungssystems bei Wirbeltieren. 481
10.5.1 Regulation der Ventilation. 481
10.5.2 Umweltbedingter Sauerstoffmangel. 483
KapiteiH Ionen-und Wasserhaushalt
4<n
11.1 Überblick . 496
11.2 Ionen- und Wasserhaushalt. 497
11.2.1 Strategien für eine ionale und osmotische Regulation. 497
11.2.2 Die Rolle der Epithelgewebe . 503
11.2.3 Stickstoff-Exkretion . 513
11.3 Die Nieren. 520
11.3.1 Nierenbau und
-funktion
. 521
11.3.2 Regulation der Nierenfunktion . 530
11.3.3 Evolutionäre Vielfalt in Bau und Funktion von Exkretionssystemen . 537
Kapite! 12 Verdauung
.'>4ч
12.1 Überblick . 551
12.2 Beschaffenheit und Erwerb von Nährstoffen . 552
12.2.1 Nährstoffe . 553
12.2.2 Nahrungssuche und Nahrungsaufnahme . 563
12.3 Zusammenwirken von Verdauung und Stoffwechsel. 571
12.3.1 Verdauungssysteme . 571
12.3.2 Stoffwechselabläufe zwischen Mahlzeiten. 589
Kapitel 13 Fortbewegung
ічг
13.1 Überblick . 599
13.2 Lokomotorische Systeme. 600
13.2.1 Muskelfasertypen. 600
13.2.2 Energiestoffwechsel . 608
13.2.3 Durchblutung und Sauerstofftransport zur Muskulatur. 614
13.2.4 Skelettsysteme . 617
13.2.5 Die Übersetzung von Kontraktion in Bewegung. 622
13.3 Fortbewegung im Lebensraum. 626
13.3.1 Schwerkraft und Auftrieb. 626
13.3.2 Strömungsdynamik. 629
13.3.3 Aerodynamik und Hydrodynamik. 632
13.3.4 Leben an Land. 638
13.3.5 Die Energetik der Fortbewegung . 641
Kapitel
14
Thermorégulation
і,:; і
14.1 Überblick . 655
14.2 Wärmeaustausch und thermoregulatorische Strategien. 656
14.2.1 Kontrolle der Wärmeflüsse. 657
14.2.2 Thermoregulatorische Strategien. 661
14.3 Wechselnde Körpertemperaturen meistern. 666
14.3.1 Makromolekulare Struktur und Metabolismus. 666
14.3.2 Leben bei hohen und niedrigen Körpertemperaturen. 671
14.4 Erhalt einer konstanten Körpertemperatur. 678
14.4.1 Thermogenese. 678
14.4.2 Regulation der Körpertemperatur . 681
Kapitel 15 Fortpflanzung
Ч
' ■
15.1 Überblick . 695
15.2 Sexuelle Fortpflanzung . 696
15.2.1 Hormone im Dienst der Fortpflanzung . 698
15.2.2 Geschlechtsbestimmung. 701
15.2.3 Oogenese. 705
15.2.4 Spermatogenese und
Fertilisation
. 709
15.2.5 Fortpflanzungszyklus von Säugern . 717
Anhang "i't
A
Mathematische Grundlagen. 730
В
Literaturverzeichnis. 733
С
Index. 745 |
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