ALBERT

Note: Inhaltsverzeichnis: Vorwort. - 1 Theoretische Grundlagen und Zielsetzung der Physiologie. - 1.1 Das Selbstverständnis der Physiologie. - 1.2 Gesetzesaussagen in der Biologie. - 1.3 Systemtheorie. - 1.4 Prinzipien wissenschaftlichen Arbeitens. - 1.5 Das Kausalitätsprinzip in der Physiologie. - 1.6 Das Problem der Komplexität. - 1.7 Formulierung von Sätzen. - 1.8 Merkmale und Variabilität. - 1.9 Maßsystem und Bezugsgrößen. - 1.10 Darstellung von Daten. - 2 Die Zelle als morphologisches System. - 2.1 Die meristematische Pflanzenzelle. - 2.1.1 Strukturelle Gliederung. - 2.1.2 Endoplasmatisches Reticulum. - 2.1.3 Zellkern (Nucleus). - 2.1.4 Golgi-Apparat. - 2.1.5 Peroxisomen. - 2.1.6 Mitochondrien und Piastiden. - 2.1.7 Cytoskelett. - 2.1.8 Zellwand. - 2.2 Zellteilung. - 2.2.1 Cytokinese und Karyokinese. - 2.2.2 Regulation des Zellcyclus. - 2.2.3 Determination der Teilungsebene. - 2.3 Zelldifferenzierung. - 2.4 Zeil- und Organpolarität. - 2.5 Die Evolution der Pflanzenzelle. - 2.6 Vom einzelligen zum vielzelligen Organismus. - 3 Die Zelle als energetisches System. - 3.1 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik. - 3.2 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. - 3.3 Die Zelle als offenes System, Fließgleichgewicht. - 3.4 Chemisches Potenzial. - 3.5 Chemisches Potenzial von Wasser. - 3.6 Anwendung des Wasserpotenzialkonzepts auf den Wasserzustand der Zelle. - 3.6.1 Die Zelle als osmotisches System. - 3.6.2 Das Osmometermodell. - 3.6.3 Die Zelle als Osmometeranalogon. - 3.6.4 Das Matrixpotenzial. - 3.6.5 Nomenklatorische Schwierigkeiten. - 3.6.6 Das osmotische Zustandsdiagramm der Zelle (Höfler-Diagramm). - 3.6.7 Die experimentelle Messung von π und ψ. - 3.6.8 Regulation des Wasserzustandes. - 3.7 Chemisches Potenzial von Ionen. - 3.8 Membranpotenzial. - 3.9 Energetik biochemischer Reaktionen. - 3.10 Phosphatübertragung und Phosphorylierungspotenzial. - 3.11 Redoxsysteme und Redoxpotenzial. - 4 Die Zelle als metabolisches System. - 4.1 Biologische Katalyse. - 4.1.1 Aktivierungsenergie. - 4.1.2 Enzymatische Katalyse. - 4.1.3 Enzymkinetik. - 4.1.4 Messung der Enzymaktivität. - 4.1.5 Modulation der Enzymaktivität. - 4.2 Metabolische Kompartimentierung der Zelle. - 4.3 Transportmechanismen an Biomembranen. - 4.3.1 Diffusion und Permeation. - 4.3.2 Spezifität des Membrantransports, Transportkatalyse. - 4.3.3 Transporter, Ionenpumpen und Ionenkanäle. - 4.3.4 Aquaporine. - 4.3.5 Passiver und aktiver Transport. - 4.3.6 Shuttle-Transport. - 4.4 ATP-Synthese an energietransformierenden Biomembranen. - 4.5 Stoffaufnahme in die Zelle. - 4.5.1 Ionenaufnahme. - 4.5.2 Aufnahme von Anelektrolyten. - 4.5.3 Akkumulation von Metaboliten und anorganischen Ionen in der Vacuole. - 4.6 Prinzipien der metabolischen Regulation. - 4.6.1 Ebenen der Regulation. - 4.6.2 Regulation des Enzymgehalts. - 4.6.3 Regulation des Aktivitätszustands bei konstantem Enzymgehalt. - 4.6.4 Intrazelluläre und interzelluläre Signaltransduktion. - 4.6.5 Die Integration der Regulationsmechanismen zum Kontrollsystem. - 5 Die Zelle als wachstumsfähiges System. - 5.1 Biophysikalische Grundlagen des Zellwachstums. - 5.1.1 Hydraulisches Zellwachstum. - 5.1.2 Messung der physikalischen Wachstumsparameter. - 5.2 Wachstum und Zeliwandveränderungen. - 5.2.1 Die strukturelle Dynamik der Primärwand. - 5.2.2 Diffuses Wachstum der Zellwand. - 5.2.3 Lokales Wachstum der Zellwand. - 5.3 Integration des Zellwachstums in vielzelligen Systemen. - 5.3.1 Die Epidermiswand als zellübergreifende Organwand. - 5.3.2 Streckungs-und Kontraktionswachstum bei Wurzeln. - 5.4 Zur Beziehung zwischen Zellwachstum und Zellteilung. - 5.5 Regulation des Streckungswachstums. - 6 Die Zelle als gengesteuertes System. - 6.1 Das Gen - die Einheit der genetischen Information. - 6.2 Die Organisation des Genoms. - 6.2.1 Die drei Genome der Pflanzenzelle. - 6.2.2 Genomstruktur im Zellkern. - 6.2.3 Das plastidäre Genom. - 6.2.4 Das mitochondriale Genom. - 6.3 Die Transkriptionspromotoren, RNA-Polymerasen und RNA-Reifung. - 6.3.1 Transkription nucleärer Gene. - 6.3.2 Transkription plastidärer Gene. - 6.3.3 Transkription mitochondrialer Gene. - 6.3.4 KNA-editing. - 6.4 Proteinsynthese (Translation) und Protein-turnover. - 6.4.1 Translation und Protein-turnover im Cytoplasma. - 6.4.2 Translation und Protein-turnover in Piastiden. - 6.4.3 Translation und Protein-turnover in Mitochondrien. - 6.5 Die Zelle als regulatorisches Netzwerk der Genexpression. - 6.5.1 Regulation nucleärer Gene. - 6.5.2 Regulation plastidärer Gene. - 6.5.3 Regulation mitochondrialer Gene. - 6.5.4 Evolutionäre Adaption von Regulationsstrukturen. - 7 Intrazelluläre Proteinverteilung und Entwicklung der Organellen. - 7.1 Proteinsortierung in der Pflanzenzelle. - 7.1.1 Prinzipien der Proteinsortierung. - 7.1.2 Proteinexport aus der Zelle und Import in die Vacuole. - 7.1.3 Proteintransport in die Mitochondrien. - 7.1.4 Proteintransport in die Piastiden. - 7.1.5 Isosorting - das gleiche Protein für Cytoplasma, Mitochondrien und Piastiden. - 7.1.6 Evolution der Proteintransportsysteme in Mitochondrien und Piastiden. - 7.1.7 Proteintransport in die Peroxisomen. - 7.1.8 Proteintransport in den Zellkern. - 7.2 Entwicklung der Mitochondrien. - 7.3 Entwicklung der Piastiden. - 7.4 Entwicklung der Peroxisomen. - 8 Photosynthese als Funktion des Chloroplasten. - 8.1 Photosynthese als Energiewandlung. - 8.2 Energiewandlung im Chloroplasten. - 8.2.1 Struktur der Chloroplasten. - 8.2.2 Struktur der Thylakoide. - 8.2.3 Photosynthesepigmente. - 8.2.4 Quantenmechanische Grundlagen der Lichtabsorption. - 8.2.5 Funktion der Pigmente. - 8.2.6 Energietransfer in den Pigmentkollektiven. - 8.2.7 Bildung von chemischem Potenzial. - 8.2.8 Funktionelle Verknüpfung der beiden Photosysteme. - 8.3 Die Pigmentsysteme der Rot- und Blaualgen. - 8.4 Photosynthetischer Elektronentransport. - 8.4.1 Offenkettiges System. - 8.4.2 Cyclisches System. - 8.5 Mechanismus der Photophosphorylierung. - 8.6 Der biochemische Bereich. - 8.6.1 Stoffwechselleistungen der Chloroplasten. - 8.6.2 Fixierung und Reduktion von CO2. - 8.6.3 Reduktion und Fixierung von Nitrat und Sulfat. - 8.6.4 Photosynthetische H2-Produktion. - 8.6.5 Photosynthetische N2-Fixierung. - 8.7 Regulation der photosynthetischen Teilprozesse. - 8.7.1 Regulation der Energieverteilung zwischen PSI und PSII. - 8.7.2 Regulation der ATP-Synthase-Aktivität. - 8.7.3 Regulation der CO2-Assimilation im Calvin-Cyclus. - 8.7.4 Koordination von C- und N-Assimilation. - 8.7.5 Fluoreszenzlöschung als Indikatorreaktion für die Effektivität der Photosynthese. - 8.8 Ein kurzer Blick auf die anoxygene Photosynthese der phototrophen Bakterien. - 9 Dissimilation. - 9.1 Energiegewinnung bei der Dissimilation. - 9.2 Dissimilation der Kohlenhydrate. - 9.2.1 Freisetzung chemischer Energie. - 9.2.2 Glycolyse. - 9.2.3 Fermentation (alkoholische Gärung und Milchsäuregärung). - 9.2.4 Citratcyclus und Atmungskette. - 9.2.5 Cyanidresistente Atmung. - 9.2.6 Oxidative Phosphorylierung. - 9.2.7 Elektronentransport an der Plasmamembran. - 9.2.8 Oxidativer (dissimilatorischer) Pentosephosphatcyclus. - 9.3 Photorespiration. - 9.3.1 Lichtatmung und Dunkelatmung. - 9.3.2 Photosynthese von Glycolat. - 9.3.3 Metabolisierung des photosynthetischen Glycolats im C2-Cyclus. - 9.3.4 Glycolatstoffwechsel bei Grün- und Blaualgen. - 9.4 Mobilisierung von Speicherstoffen in Speichergeweben. - 9.4.1 Natur und Lokalisierung der Speicherstoffe. - 9.4.2 Umwandlung von Fett in Kohlenhydrat. - 9.4.3 Metabolismus von Speicherpolysacchariden. - 9.4.4 Metabolismus von Speicherproteinen. - 9.5 Regulation des dissimilatorischen Gaswechsels. - 9.5.1 Atmung: CO2-Abgabe und O2-Aufnahme. - 9.5.2 Der Respiratorische Quotient. - 9.5.3 Regulation des Kohlenhydratabbaus durch Sauerstoff. - 9.5.4 Induktion der Fermentation durch Enzy