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Produktbild: Lehrbuch der Pflanzenphysiologie

Lehrbuch der Pflanzenphysiologie

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PDF

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Erscheinungsdatum

08.03.2013

Verlag

Springer

Seitenzahl

(Printausgabe)

Dateigröße

62284 KB

Auflage

2. Auflage 1971

Sprache

Deutsch

EAN

9783642960529

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08.03.2013

Verlag

Springer

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2. Auflage 1971

Sprache

Deutsch

EAN

9783642960529

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  • Produktbild: Lehrbuch der Pflanzenphysiologie
  • I. Die Zelle.- 1. Die Zelle und die Evolution.- 2. Die Pflanzenzelle.- 3. Struktur und Funktion.- 4. Hilfsmittel der Strukturforschung.- 5. Die fraktionierende Zentrifugierung.- 6. Zellmodelle embryonaler Zellen.- 7. Das Modell einer spezialisierten Pflanzenzelle.- 8. Das Phänomen der Kompartimentierung.- II. Rekapitulationen.- 1. Begründung.- 2. Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik.- 3. Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik.- 4. Freie Energie.- 5. ATP und "gekoppelte Reaktionen".- 6. Redoxsysteme und Redoxpotential.- 7. Die biologische Katalyse.- 8. Fließgleichgewichte.- III. Die genetische Information.- 1. Lokalisation der genetischen Information in der Zelle.- 2. Chromosomenmodelle.- 3. Der Nucleolus.- 4. Die DNS der Chloroplasten und der Mitochondrien.- 5. Das Plasmon.- IV. Proteinsynthese.- 1. Das Credo der Molekularbiologie.- 2. Das Ribosomen-Modell.- 3. Die RNS der Zelle.- 4. Proteinsynthese im Cytoplasma kernhaltiger Zellen.- 5. Proteinsynthese in den Chloroplasten.- 6. Die intracelluläre Regulation der Proteinsynthese.- a) Das Problem.- b) Bakterienzellen.- c) Kernhaltige Zellen.- d) Chloroplasten.- V. Kern-Plasma-Beziehungen bei Acetabularia.- 1. Das Objekt.- 2. Die Vorteile von Acetabularia.- 3. Einige Beobachtungen zum Einfluß des Plasmas auf den Kern.- 4. Die Bedeutung des Kerns für die spezifische Morphogenese.- a) Zwei grundlegende Experimente.- b) Interspezifische Kernübertragungen.- c) Die biochemische Natur der "morphogenetischen Substanzen".- d) Kernabhängige spezifische Enzymsynthese.- 5. Einschränkungen.- VI. Entwicklungsphysiologie vielzelliger Systeme.- 1. Grundlegende Phänomene.- 2. Quantitative Aspekte des Wachstums.- a) Die Messung des Wachstums.- b) Einige Beispiele.- i) 1. Beispiel: Das Wachstum des Hypokotyls der Keimlinge von Sinapis alba L..- ii) 2. Beispiel: Das Wachstum der Frucht einer Kürbispflanze, Cucurbita pepo L..- iii) 3. Beispiel: Das Wachstum der Gametophyten von Dryopteris filixmas (L.) Schott.- iv) 4. Beispiel: Das Wachstum einer Zellsuspension (Beispiel: Chlorella vulgaris).- c) Die Tragweite von Wachstumsfunktionen.- d) Allometrisches Wachstum.- i) Das allometrische Wachstum von Flaschenkürbissen, Lagenaria spec..- ii) Das allometrische Wachstum von Farngametophyten, Dryopteris filixmas (L.) Schott.- iii) Die allometrische Gleichung.- 3. Die Regulation des Zellwachstums.- a) Zellteilung und Zellwachstum.- b) Geeignete Objekte.- c) Der physiologische Nachweis eines Wuchshormons.- d) Die biochemische Natur des Auxins.- e) Faktorenanalyse des Zellwachstums.- f) Biologische Testverfahren für den Nachweis von Auxin.- g) Das allgemeine Vorkommen von Auxinen.- h) Die "multiple Wirkung" der IES.- i) Synthetische Auxine.- k) Die Wirkungsweise der IES.- i) Eine formale Betrachtung.- ii) Die molekulare Ebene.- l) Ein kritischer Zusatz.- 4. Die Regulation der Zellteilung.- a) Problemstellung.- b) Biochemische Aspekte der Mitose.- c) Die Regulation der Mitoseaktivität.- d) Die Regulation der Teilungsebene.- i) Sporenkeimung bei Equisetum spec..- ii) Photomorphogenese bei Farngametophyten.- 5. Vorläufige Zusammenfassung.- 6. Das Problem der Differenzierung.- 7. Der Nachweis der Omnipotenz differenzierter Zellen.- a) Regenerationsexperimente an Farnprothallien.- b) Regenerationsexperimente an Begonienblättern.- c) Regeneration in vitro aus isolierten Einzelzellen von Daucus carota L..- 8. Ein Nachtrag zum Problem der Differenzierung.- 9. Modifizierende Faktoren.- A. Organismuseigene modifizierende Faktoren.- a) Primäre Differenzierung durch die Polarität der Mutterzelle. (Beispiel: Gonosporenkeimung bei Equisetum spec.).- b) Der physiologische Nachweis organismuseigener modifizierender Faktoren bei der Entwicklung eines Thallus. (Einfaches Beispiel: Keimlinge von Fucus spec.).- i) Das Objekt.- ii) Experimente.- c) Ein weiteres Beispiel für korrelative Hemmung.- d) Hormone als "organismuseigene modifizierende Faktoren".- i) Die Entdeckung der Gibberelline.- ii) Physiologische Effekte der Gibberelline.- iii) Die molekulare Basis der Hormonwirkungen.- iv) Genphysiologische Gesichtspunkte.- e) Weitere Beispiele für Korrelationen im Kormus.- i) Organkultur einer Wurzel.- ii) Organkulturen von Blättern.- f) Umdifferenzierungen (= Änderungen der Modifikation).- i) Die Bildung des interfasciculären Kambiums.- ii) Regeneration von Xylemsträngen in Sproßachsen von Coleuspflanzen.- g) Aufhebung der "normalen" Korrelationen.- i) Bildung von Gallen.- ii) Bildung von Tumoren ("Krebsen").- ?) Wurzelhalsgallen.- ?) Genetische Tumoren.- B. Modifizierende Außenfaktoren.- a) Licht.- b) Einige Phänomene.- i) Das Etiolement von Keimpflanzen (Sinapis alba L).- ii) Das Etiolement der Kartoffelsprosse (Solanum tuberosum L.).- iii) Ein Beispiel aus dem Freiland (Gentiana campestris L.).- c) Photomorphosen des Senfkeimlings (Sinapis alba L.).- i) Terminologische Vorbemerkungen.- ii) Einige instruktive Photomorphosen.- iii) Genphysiologische Gesichtspunkte.- d) Das Reversible Hellrot-Dunkelrot-Photoreaktionssystem.- i) Die Ausarbeitung von Wirkungsspektren.- ii) Ein erstes Beispiel: Die Keimung "lichtbedürftiger" Achänen von Lactuca sativa L., cv. Grand Rapids.- iii) Ein zweites Beispiel: Die Keimung von Farnsporen (Dryopteris filix-mas (L.) Schott.).- iv) Ein drittes Beispiel: Das Sproßachsenwachstum bei grünen Bohnenpflanzen (Phaseolus vulgaris L.).- e) Phytochrom.- i) Allgemeine Charakterisierung.- ii) Einige Angaben zur Biochemie des Phytochroms.- iii) Die Lokalisation des Phytochroms in der Zelle.- iv) Die Instabilität des Phytochrom 730.- v) "Hochenergiereaktion" und Phytochrom.- vi) Kinetische Studien zur Photomorphogenese im Dunkelrot-Dauerlicht: Eine Rechtfertigung für den nächsten Abschnitt.- f) Die Photomorphogenese des Senfkeimlings (Sinapis alba L.).- i) Das Objekt.- ii) Das Problem.- iii) 3 Kategorien von Photomorphosen.- ?) Positive Photomorphosen.- ?) Negative Photomorphosen.- ?) Komplexe Photomorphosen.- iv) Deutung der positiven Photomorphosen durch differentielle Genaktivierung.- v) Die phytochrom-induzierte Anthocyansynthese als Prototyp einer "positiven Photomorphose".- vi) Phytochrom-induzierte Enzymsynthese.- vii) Schwierigkeiten.- viii) Mögliche Deutung der negativen Photomorphosen.- ix) Die Koordination der Photomorphosen.- 10. Blütenbildung.- a) Das Phänomen.- b) Genphysiologische Deutung.- i) Die autonome Umsteuerung des Vegetationspunktes.- ii) Die Umsteuerung des Vegetationspunktes durch ein Blühhormon.- c) Photoperiodismus.- i) Phänomene.- ?) Obligatorische Kurztagpflanzen.- ?) Obligatorische Langtagpflanzen.- ii) Die photoperiodische "Induktion" der Blütenbildung.- iii) Pfropfexperimente.- ?) Die Pfropfung als Technik der Pflanzenphysiologie.- ?) Pfropfexperimente und Florigen.- iv) Die Bedeutung des Phytochroms.- ?) Phänomene.- ?) Die Wirkungsspektren des Zusatzlichtes.- ?) Genphysiologische Gesichtspunkte: eine Spekulation.- ?) Endogene Rhythmik und Blütenbildung.- v) Ein spezifischer Blaulichteffekt.- 11. Blütenbildung und Gibberelline.- 12. Vernalisation.- i) Vernalisation beim Wintergetreide.- ii) Vernalisation bei biannuellen Rosettenpflanzen.- 13. Einige weitere Temperatureffekte.- i) Thermoperiodismus.- ii) Beendigung der Knospenruhe durch Kältebehandlung.- 14. Photoperiodische Phänomene unabhängig von der Blütenbildung.- i) Photoperiodische Steuerung der Bildung von Kartoffelknollen.- ii) Photoperiodische Steuerung des Aktivitätszustandes von Vegetationspunkten bei Holzpflanzen.- 15. "Hormonale" Integration bei der geschlechtlichen Fortpflanzung.- i) Das Objekt.- ii) Hormonwirkungen bei der geschlechtlichen Fortpflanzung von Oedogonium spec..- 16. Aspekte einer Physiologie des Generationswechsels.- i) Das Problem.- ii) Geeignete Objekte (leptosporangiate Farne; Filices).- iii) Generationswechsel und Kernphasenwechsel.- ?) Vergleichend-entwicklungsgeschichtliche Daten.- ?) Experimentelle Daten.- iv) Baumfarn und Rhizomfarn: Ein Vergleich.- v) Das Verhalten isolierter Zygoten und isolierter junger Sporophyten.- vi) Die obligatorische Photomorphogenese der Farngametophyten.- ?) Die Grundphänomene.- ?) Das Wirkungsspektrum.- ?) Genphysiologische Deutung der Blaulichtwirkung.- VII. Wirkungen ultravioletter Strahlung.- 1. Licht, Infrarot und Ultraviolett.- 2. Der "inaktivierende" Effekt des kurzwelligen UV.- 3. Die selektive Inaktivierung der Chloroplastenbildung durch kurzwelliges UV (Euglena gracilis).- 4. Die Wirkung des kurzwelligen UV auf Blütenpflanzen (Beispiel: Dikotylen-Keimling).- 5. Der molekulare Mechanismus der UV-Wirkung.- 6. Photoreaktivierung.- a) Das Phänomen.- b) Das Wirkungsspektrum der Photoreaktivierung.- c) Der molekulare Mechanismus.- d) Photoreaktivierung von Partialschäden.- VIII. Wirkungen ionisierender Strahlung.- 1. Anregende und ionisierende Strahlung (eine Rekapitulation).- 2. Die Bedeutung ionisierender Strahlung für die experimentelle Biologie.- 3. Typen ionisierender Strahlung.- 4. Etwas über Ionisationen.- 5. Zur Treffertheorie.- 6. Einige Phänomene.- a) Bleibende Effekte.- b) Mehr oder minder reparable Effekte.- c) Ein anschauliches Beispiel für die unterschiedliche "Empfindlichkeit" verschiedener Gewebe derselben Pflanze.- IX. Bewegungsphysiologie.- 1. Zur Einführung.- 2. Die freie Ortsbewegung.- a) Die Bewegung der Rhizome.- b) Die freie Ortsbewegung begeißelter monadoider Zellen.- i) Die Feinstruktur der Geißel.- ii) Die äußere Mechanik der Geißelbewegung.- c) Die gerichtete freie Ortsbewegung (Beispiel: Phototaxis).- i) Die Phobo-Phototaxis.- ii) Die Topo-Phototaxis.- ?) Die Einstellung in die Lichtrichtung (Beispiel: Euglena spec.).- ?) Wirkungsspektren der Topo-Phototaxis.- 3. Wachstumsbewegungen.- a) Phototropismen.- i) Grundphänomene.- ?) Der Dikotylenkeimling.- ?) Das Farnchloronema.- ii) Der Polarotropismus.- iii) Der Phototropismus der Gramineen-Koleoptile.- ?) Grundlegende Phänomene.- ?) Spitzenreaktion und Basiskrümmung.- ?) Die 1. positive Krümmung.- ?) Der Photoreceptor der 1. positiven Krümmung.- iv) Der Phototropismus des Dikotylenkeimlings.- v) Der Phototropismus von Sporangiophoren.- ?) Ein günstiges Objekt.- ?) Der Photoreceptor.- ?) Zum Reaktionsmechanismus.- b) Geotropismen.- i) Einige Beispiele.- ?) Grundphänomene.- ?) Das Verhalten von Coleus-Pflanzen auf dem Klinostaten.- ?) Die Blütenstiele von Lilium martagon.- ii) Die kausale Analyse an Koleoptilen und Sproßachsen.- ?) Die Induktion der geotropischen Krümmung.- ?) Das "Statolithen"-Konzept.- ?) Die Querverschiebung von Auxin.- iii) Experimente mit Wurzeln.- c) Der Chemotropismus der Pollenschläuche.- d) Rankenbewegungen.- i) Die "reizphysiologische" Terminologie.- ii) Die Blattranken von Bryonia dioica (Zaunrübe).- iii) Die haptotropische Krümmung und die Folgereaktionen.- iv) Einige Rankentypen.- v) Reizaufnahme und Reizleitung.- X. Aspekte der Zellphysiologie.- 1. Struktur und Dynamik.- a) Dynamik des Grundplasmas.- b) Dynamik der Partikel.- i) Chloroplasten.- ii) Zellkern.- c) Chloroplastenbewegung.- i) Schwachlicht- und Starklichtstellung.- ii) Die Induktion der Schwachlichtbewegung bei Mougeotia spec..- 2. Zustand und Leistung der Zelle.- a) Die Vacuole.- b) Das Osmometer-Modell.- c) Die Anwendung des Osmometer-Modells auf die Zelle.- d) Turgescenz und Plasmolyse.- e) Die Messung des osmotischen Werts und der Saugkraft.- i) Die Bestimmung des osmotischen Werts durch "Grenzplasmolyse".- ii) Die Bestimmung der Saugkraft.- f) Eine andere Formulierung für den Wasserzustand einer parenchymatischen Zelle.- i) Die Erniedrigung des Wasserpotentials.- ii) Der Begriff der "Hydratu".- g) Turgorbewegungen.- i) Die Seismonastie und Photonastie von Mimosa pudica L.- ?) Die seismonastische Reaktion.- ?) Die photonastische Reaktion.- ii) Die Stomabewegung.- ?) Die Stomabewegung als Turgorbewegung.- ?) Die Stomabewegung als Photonastie.- iii) Ein Beispiel für "Turgor-Schleuderbewegungen".- h) Eigenschaften der Plasmagrenzmembranen.- i) Morphologische Gesichtspunkte.- ii) Aufnahme von Molekülen.- i) Ionenaufnahme.- i) Aktive Aufnahme, Ionenakkumulation.- ?) Der freie Diffusionsraum (= apparent free space).- ?) Die aktive Aufnahme.- ?) Ionenaufnahme und Zellatmung.- ?) Ein kritischer Zusatz.- ii) Makroelemente.- iii) Mikroelemente.- k) Die Verwendung der Ionen im Plasma.- i) Kationen.- ii) Anionen.- iii) Düngung.- l) Drüsenzellen.- i) Definition.- ii) Einige Beispiele für Drüsenzellen.- iii) Zum "Mechanismus" der Sekretion.- iv) Zusammenfassung.- XI. Photosynthese.- 1. Die Bedeutung der Photosynthese.- 2. Pflanzenhabitus und Photosynthese.- 3. Gaswechselvorgänge.- 4. Die Summenformel der Photosynthese.- 5. Die begrenzenden Faktoren der Photosynthese-Intensität.- 6. Der Quantenbedarf der Photosynthese.- 7. Absorptionsänderungen im Photosynthese-Apparat.- 8. Die Strukturen des Photosynthese-Apparates.- a) Eine Rekapitulation.- b) Lichtmikroskopische Daten.- c) Elektronenmikroskopische Daten.- d) Chloroplastenmodelle.- e) Information zur Biochemie der Thylakoide.- f) Das molekulare Strukturmodell.- g) Morphogenese der Chloroplasten.- h) Granafreie Chloroplasten.- 9. Photosynthetisch aktive Pigmente.- a) Chlorophyll a, das Hauptpigment der Photosynthese.- b) Die Bedeutung des Protochlorophylls.- c) Akzessorische Pigmente im Photosynthese-Apparat.- i) Chlorophyll b.- ii) Carotinoide.- iii) Biliproteine.- 10. Wirkungsspektren der Photosynthese.- a) Wirkungsspektren bei grünen Pflanzen.- b) Wirkungsspektren bei Rotalgen.- 11. Die photosynthetische Phosphorylierung und die Bildung von reduziertem Pyridinnucleotid.- a) Der Ausgangspunkt.- b) Eine a priori-Überlegung.- c) Die Hill-Reaktion.- d) Die Photophosphorylierung.- e) Die neue Problemlage.- 12. Der photosynthetische Elektronentransport.- 13. Eine Zwischenbilanz.- a) Struktur und Funktion.- b) Lichtreaktionen und Dunkelreaktionen.- 14. Der Weg des Kohlenstoffs bei der Photosynthese.- a) Der Calvincyclus.- b) Nochmals: Ein Blick auf die Summenformel der Photosynthese.- c) Einige Verfeinerungen zum Calvincyclus.- i) Bildung von Aminosäuren.- ii) Einfluß einer Blaulicht-abhängigen Photoreaktion auf den Weg des CO2 in den Chloroplasten.- iii) Enzymaktivierung durch Licht.- 15. Photosynthese und Zellatmung.- 16. Die Photosynthese der Bakterien (ein Hinweis).- XII. Dissimilation.- 1. Terminologische Vorbemerkung.- 2. Die Summenformel der Zellatmung.- 3. Der respiratorische Gaswechsel.- 4. Einige physiologische Daten.- a) Der Q10 der Zellatmung.- b) Die Atmungsintensität verschiedener Pflanzen.- c) Veränderungen der Atmungsintensität durch Phytochrom.- d) Aerobe und anaerobe Dissimilation.- 5. Alkoholische Gärung und Glykolyse.- a) Die alkoholische Gärung.- b) Die Glykolyse.- 6. Strukturmodelle der Mitochondrien.- 7. Die oxydative Decarboxylierung des Pyruvats.- 8. Der Citronensäurecyclus.- 9. Die Atmungskette.- a) Eine Übersicht.- b) Ein Blick auf die Energiebilanz.- c) Ein Blick auf die Regulation.- 10. Bilanz der aeroben Dissimilation.- 11. ATP-Bildung in lebendigen Systemen (eine Zusammenfassung).- 12. Der Glyoxylsäurecyclus.- 13. Der Pentose-Phosphat-Cyclus.- 14. Andere Endoxydasen in pflanzlichen Geweben.- XIII. Die Kreisläufe von Kohlenstoff und Sauerstoff.- a) Allgemeine Gesichtspunkte.- b) Der Mensch im Kreislauf von Sauerstoff und Kohlenstoff.- XIV. Der Kreislauf des Stickstoffs.- XV. Der Strom der Energie.- XVI. Die Temperatur einer Pflanze.- XVII. Ferntransport.- 1. Ferntransport von Wasser bei Landpflanzen.- a) Wasserbilanz.- b) Erinnerungen.- i) Der Wasserzustand der Einzelzelle.- ii) Die Transportbahnen.- iii) Einige halbquantitative Überlegungen.- c) Transpiration.- i) Das Wasserpotential von Boden, Pflanze und Atmosphäre.- ii) Der Vorgang der Transpiration.- iii) Der Wassertransport in der Pflanze.- d) Guttation und Wurzeldruck.- 2. Ferntransport von Ionen.- 3. Ferntransport organischer Moleküle.- a) Problemstellung.- b) Die Anatomie der Siebröhren.- c) Zur Funktion der Siebröhren.- i) Transportmoleküle.- ii) Vorstellungen zum "Mechanismus der Stoffleitung".- d) Ein Blick auf die Kartoffelpflanze.- e) Einige neue Daten, die vielleicht weiterführen.- i) Differentielle Translokation.- ii) Bidirektionelle Translokation.- iii) Regulation der Translokations-Intensität durch Phytochrom.- 4. Ferntransport von Gasen.- a) Diffusionsgesetze.- b) Einige Konsequenzen aus den Diffusionsgesetzen.- c) Der Weg der Gase (O2, CO2).- i) Sauerstoff.- ii) Kohlendioxyd.- 5. Ein kurzer Vergleich: Ferntransport, Parenchymtransport.- XVIII. Endogene Rhythmen.- 1. Messung der Tageslänge und endogene Tagesrhythmik.- 2. Endogene Rhythmen: Einige Phänomene.- a) Tagesperiodische Blattbewegungen.- i) Exogene Periodizität und endogene Rhythmik.- ii) Die Temperaturunabhängigkeit der Periodenlänge.- b) Tagesperiodische Bewegung von Blütenblättern.- c) Tagesperiodischer Sporangienabschuß bei Pilobolus spec..- d) Circadiane Rhythmik in Gewebekulturen.- e) Endogene Rhythmik und Bioluminescenz (Gonyaulax polyedra).- 3. Ansätze zur Analyse der endogenen Rhythmik.- a) Auslösung der Rhythmik.- i) Gonyaulax polyedra.- ii) Phaseolus multiflorus.- b) Anpassungen der Rhythmik bei Programmänderungen.- i) Inversion des Licht-Dunkel-Wechsels.- ii) Anpassung an Periodenlängen ? 24 Std.- c) Endogene Rhythmik und Zellatmung.- d) Endogene Rhythmik und Zellkern.- 4. Modelle der physiologischen Uhr.- Literatur.