Biologie für Ahnungslose: eine Einstiegshilfe für Studierende
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| Published: |
Stuttgart
Hirzel
2009
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_
ra
Inhaltsverzeichnis
Vorwort.
V
1 Zellbiologie. 1
1.1 Was ist Leben?. 1
1.2 Die Zelle. 1
1.3 Aufbau der tierischen Zelle. 1
1.3.1 Die Biomembran. 2
1.3.2 Zellorganellen. 3
1.3.3
Cilién
und Geißeln. 9
1.3.4 Zellkontakte. 10
1.4 Besonderheiten der pflanzlichen Zelle. 10
1.4.1 Vakuole. 11
1.4.2 Zellwand. 12
1.4.3 Piastiden. 13
1.5 Stofftransport. 14
1.5.1 Diffusion und Osmose. 14
1.5.2 Aktiver Transport durch
Carrier-Système
. 16
1.5.3 Endo- und Exozytose. 16
1.6 Zellzyklus und Zellteilung. 17
1.6.1 Mitose. 19
1.6.2
Méiose
. 19
1.7 Einzeller. 20
1.8 Bakterien. 23
1.8.1 Aufbau und Stoffwechsel der Bakterienzelle. 23
1.8.2 Vermehrung von Bakterien. 25
1.9 Viren. 26
1.9.1 Retroviren. 28
1.10 Prionen. 28
2 Stoffwechsel. 29
2.1 Energie. 29
2.2 Enzyme. 31
2.2.1 Enzymkinetik. 32
2.2.2 Substratbindung an das aktive Zentrum. 33
2.2.3 Regulation der Enzymaktivität. 33
2.3 Stoffabbau (Dissimilation). 36
2.3.1 Glykolyse. 36
2.3.2 Zitronensäurezyklus. 38
2.3.3 Atmungskette. 40
2.3.4 Zentrale Stellung der Zellatmung im Stoffwechsel. 42
2.3.5 Milchsäure-Gärung. 43
2.3.6 Alkoholische Gärung. 43
2.4 Stoffaufbau (Assimilation): Photosynthese. 44
2.4.1 Blattaufbau. 45
Inhaltsverzeichnis
2.4.2 Lichtreaktion. 46
2.4.3 Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus). 49
2.4.4 Chemosynthese. 51
2.5 Stofftransport bei
Pñanzen
. 52
2.5.1 Wasser- und Mineralsalztransport. 52
2.5.2 Transport von Photosyntheseprodukten. 55
2.6 Ernährung bei Tieren. 56
2.6.1 Arten der Nahrungsaufnahme. 57
2.6.2 Verdauung der Nahrung. 58
2.6.3 Resorption der Nährstoffe. 63
2.6.4 Regulation der Verdauungstätigkeit. 64
2.6.5 Der Wiederkäuermagen.'. 67
2.7 Blutkreislauf. 68
2.7.1 Blutkreislauf der Säugetiere. 68
2.7.2 Zusammensetzung und Aufgaben des Blutes. 73
2.7.3 Offene und geschlossene Kreislaufsysteme. 79
2.8 Atmung. 80
2.8.1 Hautatmung. 81
2.8.2 Kiemenatmung. 81
2.8.3 Tracheenatmung. 82
2.8.4 Lungenatmung. 83
2.9 Wasserhaushalt und Harnbildung. 86
2.9.1 Niere und ableitende Harnwege. 86
2.9.2 Wasserhaushalt bei Süßwassertieren. 90
2.9.3 Wasserhaushalt bei Meerestieren. 90
2.9.4 Weitere Exkretionsorgane bei Landtieren. 91
2.9.5 Wasserhaushalt bei Pflanzen. 91
2.10
Thermorégulation
. 93
2.10.1 Wechselwarme (poikilotherme) Tiere. 95
2.10.2 Gleichwarme (homoiotherme) Tiere. 95
3 Nerven- und Sinnesphysiologie. 97
3.1 Bau und Funktion von Nervenzellen. 97
3.1.1 Ruhe- und Aktionspotenzial. 98
3.1.2 Erregungsleitung. 104
3.1.3 Synapsen. 105
3.2 Aufnahme und Verarbeitung von Sinnesreizen. 108
3.2.1 Codierung von Sinnesreizen. 110
3.3 Lichtsinn.
щ
3.3.1 Lichtsinnesorgane.
щ
3.3.2 Linsenauge des Menschen. 113
3.4 Gehör- und Gleichgewichtssinn.
Цб
3.4.1 Anatomie des Säugetierohrs. \\~j
3.4.2 Schallübertragung im Ohr. 118
3.4.3 Reizübertragung im Innenohr. _
ИЗ
3.4.4 Der Gleichgewichtssinn. 120
3.5 Hautsinne.,. 221
Inhaltsverzeichnis
IX
3.5.1 Tastsinn. 121
3.5.2 Schmerzempfinden. 123
3.5.3 Temperatursinn. 123
3.6 Chemische Sinne. 124
3.6.1 Geschmackssinn. 124
3.6.2 Geruchssinn. 125
3.7 Nervensysteme. 126
3.7.1 Zentralnervensystem bei Wirbeltieren. 129
3.8 Reflexe. 134
3.8.1 Kniesehnenreflex. 134
4 Muskulatur und Bewegung. 136
4.1 Bau und Funktion der Skelettmuskulatur. 136
4.1.1 Gleitfilamenttheorie der Muskelkontraktion. 138
4.2 Formen der Muskelkontraktion. 140
4.3 Steuerung der Muskeltätigkeit. 141
4.3.1 Aufbau und Funktion der Muskelspindel. 142
5 Hormonsystem. 144
5.1 Signalübertragung durch Hormone. 144
5.2 Das Hypothalamus-Hypophysen-System. 147
5.3 Hormone der Nebennierenrinde und des Nebennierenmarks. 150
5.3.1
Stress
. 151
5.4 Regulation des Blutzuckerspiegels. 152
5.4.1 Diabetes mellitus. 153
5.5 Schilddrüsenhormone. 155
5.6 Geschlechtshormone. 155
5.6.1 Weibliche Sexualhormone. 156
5.6.2
Androgene
. 156
5.7 Pheromone. 157
5.8 Pflanzenhormone. 157
6 Fortpflanzung und Ontogenese. 160
6.1 Ungeschlechtliche Fortpflanzung. 160
6.2 Geschlechtliche Fortpflanzung. 161
6.3 Generationswechsel. 163
6.4 Entwicklung des Keims bei Tieren. 166
6.5 Entwicklung bei Samenpflanzen. 169
7 Genetik. 172
7.1 Gesetzmäßigkeiten der klassischen Genetik. 174
7.1.1 Mendel'sche Regeln. 174
7.1.2 Genkopplung. 180
7.1.3 Geschlechtsbestimmung. 181
7.1.4 Mutationen. 182
7.1.5 Modifikationen. 184
7.1.6 Polyphänie und Polygenie. 184
7.2 Molekulare Genetik. 185
7.2.1 DNA-Replikation. 185
Inhaltsverzeichnis
7.2.2 Vom Gen zum Merkmal. 187
7.2.3 Regulation der
Genaktívität
. 190
7.3 Gentechnik. 192
7.3.1 Polymerase-Kettenreaktion.: . 194
8 Immunabwehr. 197
8.1 Immunsystem der Säugetiere. 197
8.1.1 Unspezifische Abwehr. 198
8.1.Z Spezifische Abwehr. 201
8.1.3 Infektionskrankheiten und Schutzimpfungen. 205
8.1.4 Transplantationen. 207
8.1.5 Erkrankungen des Immunsystems. 207
9 Verhalten. 212
9.1 Angeborenes Verhalten. 212
9.1.1 Reflexe. 213
9.1.2 Instinkthandlungen. 213
9.1.3 Reifung. 216
9.2 Lernen. 217
9.2.1 Prägung. 218
9.2.2 Konditionierung. 219
9.2.3 Lernen durch Beobachtung. 220
9.2.4 Lernen durch Einsicht. 220
9.3 Arten des Zusammenlebens. 221
9.4 Revierverhalten. 222
9.5 Ritualisierung. 224
9.6 Balz- und Brutpflegeverhalten. 225
9.7 Kommunikation. 226
10 Ökologie. 230
10.1 Umweltfaktoren. 230
10.1.1 Abiotische Faktoren. 230
10.1.2 Toleranzbereiche und ökologische Potenz. 236
10.1.3 Biotische Faktoren. 238
10.2 Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen. 238
10.2.1 Konkurrenz und ökologische Nische. 238
10.2.H Räuber-Beute-Beziehungen. 239
10.2.3 Symbiose. 242
10.2.4 Kommensalismus. 243
10.3 Populationswachstum und Dichteregulation. 244
10.4 Ökosysteme. 247
1Q.4.1 Nahrungsketten und -netze. 248
10.4.2 Biomasse- und Energiepyramide. 248
10.4.3 Anreicherung von Stoffen in der Nahrungskette. 250
10.4.4 Kohlenstoffkreislauf. 250
10.4.5 Stickstoffkreislauf. 251
10.5 Mensch und Umwelt. 253
10.5Д
Anstieg der Weltbevölkerung. 254
10.5.2 Energieverbrauch und Umweltbelastungen. 254
Inhaltsverzeichnis
XI
11 Evolution. 257
11.1 Evolutionstheorien. 257
11.2 Evolutionsfaktoren. 258
11.2.1 Variabilität und Mutation. 258
11.2.2 Selektion. 260
11.2.3 Isolation und Artbildung. 263
11.3 Belege für die Evolution. 264
11.3.1 Homologie. 264
11.3.2 Analogie. 267
11.3.3 Rudimente. 269
11.3.4 Biochemische und molekularbiologische Belege. 270
11.3.5 Belege aus der Entwicklungsphysiologie. 271
11.3.6 Brückenformen und Fossilien. 271
11.4 Stammbäume. 273
11.5 Stammesgeschichte des Menschen. 273
Glossar. 277
Stichwortverzeichnis. 281 |
| adam_txt |
_
ra
Inhaltsverzeichnis
Vorwort.
V
1 Zellbiologie. 1
1.1 Was ist Leben?. 1
1.2 Die Zelle. 1
1.3 Aufbau der tierischen Zelle. 1
1.3.1 Die Biomembran. 2
1.3.2 Zellorganellen. 3
1.3.3
Cilién
und Geißeln. 9
1.3.4 Zellkontakte. 10
1.4 Besonderheiten der pflanzlichen Zelle. 10
1.4.1 Vakuole. 11
1.4.2 Zellwand. 12
1.4.3 Piastiden. 13
1.5 Stofftransport. 14
1.5.1 Diffusion und Osmose. 14
1.5.2 Aktiver Transport durch
Carrier-Système
. 16
1.5.3 Endo- und Exozytose. 16
1.6 Zellzyklus und Zellteilung. 17
1.6.1 Mitose. 19
1.6.2
Méiose
. 19
1.7 Einzeller. 20
1.8 Bakterien. 23
1.8.1 Aufbau und Stoffwechsel der Bakterienzelle. 23
1.8.2 Vermehrung von Bakterien. 25
1.9 Viren. 26
1.9.1 Retroviren. 28
1.10 Prionen. 28
2 Stoffwechsel. 29
2.1 Energie. 29
2.2 Enzyme. 31
2.2.1 Enzymkinetik. 32
2.2.2 Substratbindung an das aktive Zentrum. 33
2.2.3 Regulation der Enzymaktivität. 33
2.3 Stoffabbau (Dissimilation). 36
2.3.1 Glykolyse. 36
2.3.2 Zitronensäurezyklus. 38
2.3.3 Atmungskette. 40
2.3.4 Zentrale Stellung der Zellatmung im Stoffwechsel. 42
2.3.5 Milchsäure-Gärung. 43
2.3.6 Alkoholische Gärung. 43
2.4 Stoffaufbau (Assimilation): Photosynthese. 44
2.4.1 Blattaufbau. 45
Inhaltsverzeichnis
2.4.2 Lichtreaktion. 46
2.4.3 Dunkelreaktion (Calvin-Zyklus). 49
2.4.4 Chemosynthese. 51
2.5 Stofftransport bei
Pñanzen
. 52
2.5.1 Wasser- und Mineralsalztransport. 52
2.5.2 Transport von Photosyntheseprodukten. 55
2.6 Ernährung bei Tieren. 56
2.6.1 Arten der Nahrungsaufnahme. 57
2.6.2 Verdauung der Nahrung. 58
2.6.3 Resorption der Nährstoffe. 63
2.6.4 Regulation der Verdauungstätigkeit. 64
2.6.5 Der Wiederkäuermagen.'. 67
2.7 Blutkreislauf. 68
2.7.1 Blutkreislauf der Säugetiere. 68
2.7.2 Zusammensetzung und Aufgaben des Blutes. 73
2.7.3 Offene und geschlossene Kreislaufsysteme. 79
2.8 Atmung. 80
2.8.1 Hautatmung. 81
2.8.2 Kiemenatmung. 81
2.8.3 Tracheenatmung. 82
2.8.4 Lungenatmung. 83
2.9 Wasserhaushalt und Harnbildung. 86
2.9.1 Niere und ableitende Harnwege. 86
2.9.2 Wasserhaushalt bei Süßwassertieren. 90
2.9.3 Wasserhaushalt bei Meerestieren. 90
2.9.4 Weitere Exkretionsorgane bei Landtieren. 91
2.9.5 Wasserhaushalt bei Pflanzen. 91
2.10
Thermorégulation
. 93
2.10.1 Wechselwarme (poikilotherme) Tiere. 95
2.10.2 Gleichwarme (homoiotherme) Tiere. 95
3 Nerven- und Sinnesphysiologie. 97
3.1 Bau und Funktion von Nervenzellen. 97
3.1.1 Ruhe- und Aktionspotenzial. 98
3.1.2 Erregungsleitung. 104
3.1.3 Synapsen. 105
3.2 Aufnahme und Verarbeitung von Sinnesreizen. 108
3.2.1 Codierung von Sinnesreizen. 110
3.3 Lichtsinn.
щ
3.3.1 Lichtsinnesorgane.
щ
3.3.2 Linsenauge des Menschen. 113
3.4 Gehör- und Gleichgewichtssinn.
Цб
3.4.1 Anatomie des Säugetierohrs. \\~j
3.4.2 Schallübertragung im Ohr. 118
3.4.3 Reizübertragung im Innenohr. _
ИЗ
3.4.4 Der Gleichgewichtssinn. 120
3.5 Hautsinne.,. 221
Inhaltsverzeichnis
IX
3.5.1 Tastsinn. 121
3.5.2 Schmerzempfinden. 123
3.5.3 Temperatursinn. 123
3.6 Chemische Sinne. 124
3.6.1 Geschmackssinn. 124
3.6.2 Geruchssinn. 125
3.7 Nervensysteme. 126
3.7.1 Zentralnervensystem bei Wirbeltieren. 129
3.8 Reflexe. 134
3.8.1 Kniesehnenreflex. 134
4 Muskulatur und Bewegung. 136
4.1 Bau und Funktion der Skelettmuskulatur. 136
4.1.1 Gleitfilamenttheorie der Muskelkontraktion. 138
4.2 Formen der Muskelkontraktion. 140
4.3 Steuerung der Muskeltätigkeit. 141
4.3.1 Aufbau und Funktion der Muskelspindel. 142
5 Hormonsystem. 144
5.1 Signalübertragung durch Hormone. 144
5.2 Das Hypothalamus-Hypophysen-System. 147
5.3 Hormone der Nebennierenrinde und des Nebennierenmarks. 150
5.3.1
Stress
. 151
5.4 Regulation des Blutzuckerspiegels. 152
5.4.1 Diabetes mellitus. 153
5.5 Schilddrüsenhormone. 155
5.6 Geschlechtshormone. 155
5.6.1 Weibliche Sexualhormone. 156
5.6.2
Androgene
. 156
5.7 Pheromone. 157
5.8 Pflanzenhormone. 157
6 Fortpflanzung und Ontogenese. 160
6.1 Ungeschlechtliche Fortpflanzung. 160
6.2 Geschlechtliche Fortpflanzung. 161
6.3 Generationswechsel. 163
6.4 Entwicklung des Keims bei Tieren. 166
6.5 Entwicklung bei Samenpflanzen. 169
7 Genetik. 172
7.1 Gesetzmäßigkeiten der klassischen Genetik. 174
7.1.1 Mendel'sche Regeln. 174
7.1.2 Genkopplung. 180
7.1.3 Geschlechtsbestimmung. 181
7.1.4 Mutationen. 182
7.1.5 Modifikationen. 184
7.1.6 Polyphänie und Polygenie. 184
7.2 Molekulare Genetik. 185
7.2.1 DNA-Replikation. 185
Inhaltsverzeichnis
7.2.2 Vom Gen zum Merkmal. 187
7.2.3 Regulation der
Genaktívität
. 190
7.3 Gentechnik. 192
7.3.1 Polymerase-Kettenreaktion.: . 194
8 Immunabwehr. 197
8.1 Immunsystem der Säugetiere. 197
8.1.1 Unspezifische Abwehr. 198
8.1.Z Spezifische Abwehr. 201
8.1.3 Infektionskrankheiten und Schutzimpfungen. 205
8.1.4 Transplantationen. 207
8.1.5 Erkrankungen des Immunsystems. 207
9 Verhalten. 212
9.1 Angeborenes Verhalten. 212
9.1.1 Reflexe. 213
9.1.2 Instinkthandlungen. 213
9.1.3 Reifung. 216
9.2 Lernen. 217
9.2.1 Prägung. 218
9.2.2 Konditionierung. 219
9.2.3 Lernen durch Beobachtung. 220
9.2.4 Lernen durch Einsicht. 220
9.3 Arten des Zusammenlebens. 221
9.4 Revierverhalten. 222
9.5 Ritualisierung. 224
9.6 Balz- und Brutpflegeverhalten. 225
9.7 Kommunikation. 226
10 Ökologie. 230
10.1 Umweltfaktoren. 230
10.1.1 Abiotische Faktoren. 230
10.1.2 Toleranzbereiche und ökologische Potenz. 236
10.1.3 Biotische Faktoren. 238
10.2 Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen. 238
10.2.1 Konkurrenz und ökologische Nische. 238
10.2.H Räuber-Beute-Beziehungen. 239
10.2.3 Symbiose. 242
10.2.4 Kommensalismus. 243
10.3 Populationswachstum und Dichteregulation. 244
10.4 Ökosysteme. 247
1Q.4.1 Nahrungsketten und -netze. 248
10.4.2 Biomasse- und Energiepyramide. 248
10.4.3 Anreicherung von Stoffen in der Nahrungskette. 250
10.4.4 Kohlenstoffkreislauf. 250
10.4.5 Stickstoffkreislauf. 251
10.5 Mensch und Umwelt. 253
10.5Д
Anstieg der Weltbevölkerung. 254
10.5.2 Energieverbrauch und Umweltbelastungen. 254
Inhaltsverzeichnis
XI
11 Evolution. 257
11.1 Evolutionstheorien. 257
11.2 Evolutionsfaktoren. 258
11.2.1 Variabilität und Mutation. 258
11.2.2 Selektion. 260
11.2.3 Isolation und Artbildung. 263
11.3 Belege für die Evolution. 264
11.3.1 Homologie. 264
11.3.2 Analogie. 267
11.3.3 Rudimente. 269
11.3.4 Biochemische und molekularbiologische Belege. 270
11.3.5 Belege aus der Entwicklungsphysiologie. 271
11.3.6 Brückenformen und Fossilien. 271
11.4 Stammbäume. 273
11.5 Stammesgeschichte des Menschen. 273
Glossar. 277
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