Botanik
1st Edition
Published on 1. November 2017
720 pages
978-3-86326-853-4 (ISBN)
Description
Dieses Buch - jetzt in der günstigen "Bafög"-Ausgabe - führt verständlich und anschaulich in die Welt der Pflanzenbiologie ein: Von den Pflanzenstrukturen und -funktionen über Genetik und Evolution bis zur Ökologie deckt Murray W. Nabors alle wichtigen Grundlagen der Botanik fundiert ab, ohne sich dabei in enzyklopädischer Ausführlichkeit zu ergehen. Stattdessen steht stets die Anschaulichkeit der Stoffvermittlung im Mittelpunkt ihr dienen wunderbare Farbfotos und ein konsistentes Grafikprogramm, das durch Animationen auf der begleitenden Website ergänzt wird. Vier Kernthemen perspektivieren die einzelnen Kapitel durch besondere Feature-Kästen: Biotechnologie, Nutzpflanzen, Naturschutz, Evolution. Umfangreiche Aufgabenteile dienen der Wiederholung des Gelernten und regen zur kritischen Auseinandersetzung an: Zeichenaufgaben, Diskussionsvorschläge, Zusammenfassungen und kommentierte Hinweise zur weiterführenden Lektüre nach jedem Kapitel.
ÜBER DEN AUTOR:
MURRAY W. NABORS ist Professor für Biologie an der University of Mississippi.
ÜBER DIE FACHLEKTORIN:
Die Fachlektorin RENATE SCHEIBE ist Professorin für Planzenphysiologie an der Universität Osnabrück.
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Content
- Botanik
- Inhaltsübersicht
- Inhaltsverzeichnis
- Vorwort zur amerikanischen Ausgabe
- Vorwort zur deutschen Ausgabe
- 1 Die Pflanzenwelt
- 1.1 Die Bedeutung derPflanzen
- Die Bedeutung der Photosynthese für dasLeben auf der Erde
- Pflanzen als Nahrungsquelle
- Pflanzliche Arzneimittel
- Pflanzen - Brennstoff, Baumaterial undRohstoff für Papiererzeugnisse
- Biodiversitätsforschung
- Grüne Biotechnologie
- 1.2 Merkmale von Pflanzenund Pflanzendiversität
- Die Merkmale der Pflanzen
- Moose
- Farne und andere Gefäßsporenpflanzen
- Nacktsamer: Nichtblühende Samenpflanzen
- Bedecktsamer: Blühende Samenpflanzen
- 1.3 Botanik und wissenschaftlicheMethodik
- Überprüfen von Hypothesen
- Teildisziplinen der Botanik
- Algen, Pilze und krankheitserregende Mikroorganismen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Teil I: Strukturen
- 2 Zellstruktur und Zellzyklus
- 2.1 Ein Überblick über Zellen
- Mikroskopie
- Zelltheorie
- Prokaryotische und eukaryotische Zellen
- Zellprodukte
- 2.2 Wichtige Zellorganellen
- Zellkern
- Ribosomen
- Endoplasmatisches Retikulum
- Golgi-Apparat
- Chloroplasten
- Mitochondrien
- Microbodies
- Vakuolen
- 2.3 Das Cytoskelett
- Mikrotubuli
- Mikrofilamente
- Motorproteine
- Intermediärfilamente
- 2.4 Membranen undZellwände
- Membranen
- Zellwände
- Plasmodesmen
- 2.5 Zellzyklus und Zellteilung
- Der Zellzyklus
- Wachstum und Fortpflanzung
- Zellspezialisierung
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 3 Einführung in die Pflanzenstruktur
- 3.1 Haupttypen von Pflanzenzellen
- Parenchymzellen
- Kollenchymzellen
- Sklerenchymzellen
- 3.2 Die Gewebe von Gefäßpflanzen
- Das Abschlussgewebesystem
- Das Leitgewebesystem
- Das Grundgewebe
- 3.3 Überblick über die Organe von Gefäßpflanzen
- Sprossachsen
- Blätter
- Wurzeln
- 3.4 Überblick über dasWachstum und die Entwicklungvon Pflanzen
- Keimling (Embryo)
- Meristeme
- Apikalmeristeme
- Die Entwicklungssteuerung von Apikalmeristemen
- Apikalmeristeme und primäre Gewebe
- Lateralmeristeme und sekundäres Dickenwachstum
- Lebensdauer von Pflanzen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 4 Wurzeln, Sprosse und Blätter: Der primäre Pflanzenkörper
- 4.1 Wurzeln
- Wurzelsysteme
- Die Entwicklung der Wurzel
- Die Wurzelhaube
- Die Wurzelhaare
- Die primäre Wurzelstruktur
- Spezielle Wurzelfunktionen
- Wurzelsymbiosen
- 4.2 Sprossachsen
- Zonen- und Zellschichtmodelle
- Das Leitgewebe
- Der Übergangsbereich zwischen Wurzel und Sprossachse
- Phyllotaxis (Blattstellung)
- Anpassungen der Sprossachse
- Spezielle Aufgaben von Sprossachsen
- 4.3 Blätter
- Blattentwicklung
- Die Blattepidermis
- Das Mesophyll
- Blattformen und Blattanordnungen
- Abscissionszonen
- Spezielle Blattfunktionen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 5 Sekundäres Wachstum
- 5.1 Sekundäres Wachstum: Ein Überblick
- Lateralmeristeme
- Kambium
- Korkkambium
- Rinde
- 5.2 Wachstumsmuster von Holz und Rinde
- Die Funktion des Kambiums
- Splintholz und Kernholz
- Jahresringe
- Dendrochronologie
- Reaktionsholz
- Korkkambium und Borke
- Gasaustausch
- 5.3 Wirtschaftliche Nutzungvon Holz und Rinde
- Holz als Brennstoff, Papierrohstoff und Baumaterial
- Holzschnittebenen
- Holzmerkmale
- Latex, Harz und Ahornsirup sind Produkte aus Holzsäften
- Kork
- Die Ressource Wald
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 6 Lebenszyklen und Fortpflanzungsstrukturen
- 6.1 Fortpflanzung und Vermehrung bei Pflanzen: Ein Überblick
- Asexuelle Fortpflanzung
- Sexuelle Fortpflanzung
- 6.2 Meiose und Generationswechsel
- Haploide Tochterkerne
- Sporophyten und Gametophyten
- 6.3 Zapfen und Blüten
- Nacktsamer produzieren Zapfen
- Bedecktsamer produzieren Blüten
- Blütenorgane als modifizierte Blätter
- Blütenmerkmale
- Blüten und natürliche Auslese
- 6.4 Samenstrukturen
- Entwicklung von Samen
- Die Keimung
- 6.5 Früchte
- Früchte und Samen
- Echte Früchte, Sammelfrüchte und Scheinfrüchte
- Ausbreitungsmechanismen von Samen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Teil II: Funktionen
- 7 Grundlagen der Pflanzenbiochemie
- 7.1 Die molekularen Komponenten lebender Organismen
- Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide
- Proteine als Polymere von Aminosäuren
- Die Nucleinsäuren DNA und RNA
- Lipide
- Sekundäre Metabolite
- 7.2 Energie und chemische Reaktionen
- Energieformen
- Exergone und endergone Reaktionen
- Redoxreaktionen
- Energiefreisetzung durch ATP
- Träger energiereicher Elektronen
- 7.3 Chemische Reaktionen und Enzyme
- Stoßtheorie
- Die Wirkungsweise von Enzymen
- Cofaktoren
- Kompetitive und nichtkompetitive Inhibitoren
- Stoffwechselwege
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 8 Photosynthese
- 8.1 Ein Überblick über die Photosynthese
- Die Photosynthese als Grundlage allen Lebens
- CO2-Assimilation
- Photosynthese und Atmung als gegenläufige Prozesse
- 8.2 Die Umwandlung der Lichtenergie in chemische Energie: Die Lichtreaktionen
- Die Rolle des Chlorophylls
- Photosysteme
- Lichtreaktionen
- ATP-Synthese
- 8.3 Die Umwandlung von CO2 in Zucker: Der Calvin-Zyklus
- Der Calvin-Zyklus
- Die Effizienz des Calvin-Zyklus
- Rubisco als Oxygenase
- Der C4-Weg
- CAM-Pflanzen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Weiterführendes
- 9 Zellatmung
- 9.1 Ein Überblick über die Ernährung
- Energie- und Kohlenstoffquellen von Organismen
- Die Beziehung zwischen Photosynthese und Zellatmung
- Zuckerabbau
- 9.2 Zellatmung
- Glycolyse
- Der Krebs-Zyklus
- Die oxidative Phosphorylierung
- Energiegewinn bei der Zellatmung
- Erzeugung von Wärme
- Fettsäurestoffwechsel
- 9.3 Gärung
- Umwandlung von Pyruvat in Ethanol und Lactat
- Industrielle Nutzung der Gärung
- Energiegewinn bei der Gärung
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 10 Transportprozesse
- 10.1 Molekularer Membrantransport
- Diffusion
- Erleichterte Diffusion und aktiver Transport
- Exocytose und Endocytose
- Osmose
- Die Rolle des osmotischen Potenzials beim Zellwachstum
- 10.2 Aufnahme und Transport vonWasser und gelösten Stoffen
- Wasseraufnahme und Transport durchTranspiration
- Gasaustausch und Wasserverlust durch die Stomata
- Assimilattransport im Phloem
- 10.3 Boden, Mineralstoffe undPflanzenernährung
- Bodenbestandteile
- Die für Pflanzen essenziellen Bestandteile des Bodens
- Bodenpartikel
- Stickstoff fixierende Bakterien
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 11 Interne und externe Reize
- 11.1 DieWirkung von Phytohormonen
- Die Wirkung von Auxin
- Cytokinine
- Gibberelline
- Die Wirkungen von Abscisinsäure
- Die Wirkung von Ethylen
- Die Wirkung von Brassinosteroiden
- Die Wirkung weiterer Pflanzenhormone
- 11.2 Reaktionen auf Licht
- Die Wirkung von blauem Licht
- Die Wirkung von rotem Licht
- Die Rolle des Photoperiodismus
- Circadiane Rhythmen
- 11.3 Reaktionen auf andere Umgebungsreize
- Gravitropismus
- Mechanische Reize
- Anpassung an jahreszeitliche Klimaveränderungen
- Reaktionen auf abiotischen Stress
- Reaktionen auf biotischen Stress
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Teil III: Genetik
- 12 Molekulare Grundlagen der Vererbung
- 12.1 Die Mendel'schen Vererbungsversuche
- Gene und Chromosomen
- Monohybridkreuzungen
- Die Segregation der Allele
- Bestimmung des Genotyps eines Individuums mit dominantem Phänotyp
- Dihybridkreuzungen
- 12.2 Die Genetik nach Mendel
- Kreuzungen mit mehr als zwei relevanten Merkmalen
- Unvollständige Dominanz
- Genloci und Vererbungsmuster
- Interaktion von Genen
- Das Mendel'sche Gen für die Wuchshöhe
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 13 Regulation der Genexpression
- 13.1 Genexpression
- Der genetische Code
- Transkription
- Translation
- Mutationen
- 13.2 DifferenzielleGenexpression
- Steuerungsebenen der Genexpression
- Regulatorproteine
- Aktivierung von Transkriptionsfaktoren durch Pflanzenhormone und Licht
- 13.3 Die Identifizierung von Genen,die für die Entwicklung maßgeblich sind
- Mutationsexperimente mit Arabidopsis
- Transposons
- Homöotische Gene
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 14 Molekularbiologie
- 14.1 Die Methoden der Pflanzenbiotechnologie
- Transgene Organismen
- Plasmide und andere Vektoren
- Herstellung rekombinanter DNA
- Klonierung der rekombinanten DNA
- Die Polymerasekettenreaktion (PCR)
- Methoden zur Einschleusung klonierter Gene in Pflanzenzellen
- Gewebekulturen
- 14.2 Leistungen und Möglichkeiten der Pflanzenbiotechnologie
- Gentechnisch erzeugte Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge und schlechte Bodenbeschaffenheit
- Die Bedeutung transgener Pflanzen für die Humanmedizin und die menschliche Ernährung
- Voraussetzungen für die Freigabegen technisch veränderter Nutzpflanzen
- Sicherheit der Gentechnik für Umwelt und Verbraucher
- Perspektiven der Pflanzenbiotechnologie
- Genomik und Proteomik
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Teil IV: Das Pflanzenreich
- 15 Evolution
- 15.1 Die Geschichte der Evolution auf der Erde
- Fossilien und molekulare Altersbestimmung
- Hinweise aus Biogeografie, Anatomie,Embryologie und Physiologie
- Die Chemosynthese und der Ursprungdes Lebens
- Prokaryoten
- Folgen der Plattentektonik und des Wechsels von Warm- und Kaltzeiten
- Das Aussterben von Arten als natürlicher Bestandteil der Evolution
- 15.2 Die Mechanismen der Evolution
- Evolution ist die Änderung der Häufigkeit von Allelen in einer Population im Verlauf der Zeit
- Die meisten Organismen haben das Potenzial, Nachkommen im Überfluss zu produzieren
- Phänotypische Unterschiede zwischen den Individuen einer Population
- Adaptive Vorteile durch bestimmte Merkmalsausprägungen
- Natürliche Auslese
- Schnelle Evolution
- Koevolution
- 15.3 Der Ursprung der Arten
- Der Begriff der biologischen Art
- Artbildung durch natürliche Auslese und geografische Isolation
- Präzygotische und postzygotische reproduktive Isolation
- Reproduktive Isolation durch Polyploidie
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 16 Klassifikation
- 16.1 Klassifikation vor Darwin
- Klassifikation im Altertum
- Die moderne Nomenklatur nach Linné
- 16.2 Klassifikation undEvolution
- Klassifikation anhand verschiedener Merkmale
- Molekulare Daten für die phylogenetische Klassifikation
- Hierarchisches Klassifikationssystem
- Systematik und Stammesgeschichte
- Kladogramme
- Probleme bei der Klassifikation
- 16.3 Hauptkategorien der Organismen
- Revision der Anzahl der Reiche
- Domänen als oberste Kategorie der Klassifikation
- Die Domänen Archaea und Bacteria
- Die Domäne Eukarya: Protisten, Tiere, Pilze und Pflanzen
- 16.4 Die Zukunft der Klassifikation
- Unentdeckte Arten
- Gegenwärtige Artbildungsprozesse
- Erkenntnisse durch molekulare Daten
- Praktischer Nutzen der Klassifikation von Organismen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 17 Viren und Prokaryoten
- 17.1 Viren und die Pflanzenwelt
- Die Struktur von Viren
- Virale Pflanzenkrankheiten
- Bekämpfung von Viruskrankheiten
- Viroide
- 17.2 Prokaryoten und die Pflanzenwelt
- Prokaryoten
- Stickstoff fixierende und Photosynthese betreibende Bakterien
- Bakterielle Pflanzenkrankheiten
- Prokaryoten in Industrie, Medizin und Biotechnologie
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 18 Algen
- 18.1 Merkmale und Evolution der Algen
- Einteilung der Algen
- Die Evolution der Algen
- 18.2 Einzellige und Kolonien bildende Algen
- Euglenoida
- Dinoflagellaten
- Kieselalgen
- Gelbgrünalgen
- Goldalgen
- Cryptophyceen
- Haptophyta
- 18.3 Mehrzellige Algen
- Braunalgen
- Rotalgen
- Grünalgen
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 19 Pilze (Fungi)
- 19.1 Merkmale und Evolutionsgeschichte der Pilze
- Das Reich der Pilze (Fungi)
- Phylogenie der Pilze
- 19.2 Die Vielfalt der Pilze
- Töpfchenpilze (Chytridiomycota)
- Jochpilze (Zygomycota)
- Schlauchpilze (Ascomycota)
- Ständerpilze (Basidiomycota)
- 19.3 Interaktionen von Pilzen mit anderen Organismen
- Flechten (Lichenes)
- Mutualistische Beziehungen zwischen Pilzen und Insekten
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 20 Moose (Bryophyten)
- 20.1 Ein Überblick über die Bryophyten
- Die ersten Landpflanzen
- Gemeinsamkeiten mit Grünalgen und Gefäßpflanzen
- Der Generationswechsel bei Bryophyten
- Ökologische Bedeutung
- Trockentoleranz
- 20.2 Lebermoose: Der Stamm der Hepatophyta
- Thallose und foliose Lebermoose
- Der Lebenszyklus eines Lebermooses
- 20.3 Hornmoose: Der Stamm der Anthocerophyta
- Der Lebenszyklus der Hornmoose
- Die Evolutionsgeschichte der Hornmoose
- 20.4 Laubmoose: Der Stamm der Bryophyta
- Die drei Hauptklassen der Laubmoose
- Der Lebenszyklus von Polytrichum
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 21 Samenlose Gefäßpflanzen (Farnpflanzen)
- 21.1 Die Evolution der samenlosen Gefäßpflanzen
- Die Landschaft vor 350 Millionen Jahren
- Die Evolutionsgeschichte der Landpflanzen
- Ausgestorbene Gefäßpflanzen
- Der Generationswechsel bei samenlosen Gefäßpflanzen
- 21.2 Rezente samenlose Gefäßpflanzen
- Gabelfarne (Psilotophyta)
- Bärlappgewächse, Moosfarne und Brachsenkräuter (Lycophyta)
- Schachtelhalme (Sphenophyta)
- Farne (Pterophyta)
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 22 Nacktsamer (Gymnospermae)
- 22.1 Ein Überblick über Nacktsamer
- Selektionsvorteile von Samenpflanzen
- Die Evolution der Nacktsamer
- Die Entwicklung abhängiger Gametophyten
- Der Generationswechsel bei Nacktsamern
- 22.2 Die heute lebenden Nacktsamer
- Der Stamm Coniferophyta
- Der Stamm Cycadophyta
- Der Stamm Ginkgophyta
- Der Stamm Gnetophyta
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 23 Bedecktsamer (Angiospermae)
- 23.1 Sexuelle Fortpflanzung bei Blütenpflanzen
- Generationswechsel der Bedecktsamer
- Selbstbestäubung und Fremdbestäubung bei Bedecktsamern
- 23.2 Die Evolution von Blüten und Früchten
- Die Selektionsvorteile der Blütenpflanzen
- Die Evolution der Blüten
- Der Ursprung der Bedecktsamer im Mesozoikum
- Ausbreitung der Bedecktsamer in der Kreidezeit
- 23.3 Die Diversität der Bedecktsamer
- Die Familien des Stammes Anthophyta: Blütenstrukturen
- Beispiele für die Diversität von Blüten und Früchten
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Teil V: Ökologie
- 24 Biogeografie
- 24.1 Abiotische Faktoren in der Ökologie
- Abiotische Faktoren
- Die Jahreszeiten
- Das Zirkulationssystem der Erdatmosphäre
- Der Einfluss von Erdrotation und Topografie auf Wind und Niederschläge
- 24.2 Ökosysteme
- Biogeografische Regionen und Biome
- Terrestrische Biome
- Aquatische Biome
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- 25 Ökosysteme
- 25.1 Populationen
- Definition von Individuen, Populationen und Pflanzenarten
- Verteilungsmuster von Pflanzen
- Die Altersstruktur von Pflanzenpopulationen
- Wachstum bei beschränkten Ressourcen
- Der Einfluss von Reproduktionsmustern auf das Wachstum von Pflanzenpopulationen
- 25.2 Interaktionen zwischen Organismen in Ökosystemen
- Kommensalismus und Mutualismus
- Ausbeuterische Formen des Zusammentlebens
- Intraspezifische und interspezifische Konkurrenz
- 25.3 Gesellschaften und Ökosysteme
- Mikrolebensräume
- Entstehung von Mikrolebensräumen durch Störungen
- Die ökologische Sukzession
- Trophische Stufen
- Kreisläufe in Ökosystemen
- 25.4 Biodiversität und Artenschutz
- Die Zukunft der Welternährung unter dem Gesichtspunkt des Bevölkerungswachstums
- Das Aussterben von Arten
- Zusammenfassung
- Verständnisfragen
- Diskussionsfragen
- Zur Evolution
- Weiterführendes
- Anhang
- A Grundlagen der Chemie
- Materie
- Atome
- Moleküle und Verbindungen
- Chemische Bindungen
- Wasser, Säuren, Basen und der pH-Wert
- Chemische Reaktionen
- B Glossar
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
- H
- I
- K
- L
- M
- N
- O
- P
- Q
- R
- S
- T
- U
- V
- W
- X
- Z
- Index
- A
- B
- C
- D
- E
- F
- G
- H
- I
- J
- K
- L
- M
- N
- O
- P
- Q
- R
- S
- T
- U
- V
- W
- X
- Z
- Bildnachweis
- Copyright
