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Biologie für Dummies

Für Dummies 4. Auflage

von: Rene Fester Kratz, Donna Rae Siegfried
17,99 €
Verlag:	Wiley-VCH
Format:	EPUB
Veröffentl.:	03.02.2020
ISBN/EAN:	9783527827473
Sprache:	deutsch
Anzahl Seiten:	426

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Beschreibungen

Titelbeschreibung

Schauen Sie hinter die Kulissen von Mutter Natur. Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Pflanzen, Tiere, Bakterien und Co. Erfahren Sie von Rene Fester Kratz und Donna Rae Siegfried, wie die Photosynthese abläuft, was bei der Zellteilung passiert, wie ein Ökosystem funktioniert und vieles mehr. Lassen Sie sich die Grundlagen der Genetik und Evolutionslehre erklären und bestaunen Sie die wichtigsten Entdeckungen in der Biologie. Sie werden sehen: Die Wissenschaft des Lebens ist eine spannende Sache!

Inhaltsverzeichnis

Über die Autorin 7 Über die Überarbeiterin 7 Einleitung 23 Über dieses Buch 23 Formale Regelungen in diesem Buch 23 Was Sie nicht lesen müssen 24 Was Sie von diesem Buch erwarten können 24 Wie dieses Buch aufgebaut ist 25 Teil I: Grundlagen der Biologie 25 Teil II: Zellvermehrung und Genetik – Das Thema Sex aus Sicht des Biologen 25 Teil III: Die Welt ist klein und vernetzt 26 Teil IV: Struktur und Funktion tierischen Lebens – Unmengen verschiedener Systeme 26 Teil V: Struktur und Funktion des pflanzlichen Lebens – Es ist nicht leicht, grün zu sein 26 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 27 Symbole, die Sie durch das Buch begleiten 27 Wegweiser durch dieses Buch 27 Teil I Grundlagen Der Biologie 29 Kapitel 1 Die Erforschung der belebten Welt 31 Am Anfang steht immer die Zelle 32 Leben erzeugt Leben: Reproduktion und Genetik 32 Der Zusammenhang zwischen Ökosystemen und Evolution 33 Einblicke in die Anatomie und Physiologie der Tiere 34 Der Vergleich zwischen Pflanzen und Menschen 35 Kapitel 2 Die Erforschung des Lebens 37 Die belebte Natur: Warum Biologen das Leben untersuchen und wie sie es definieren 37 Beobachtungen als Schlüssel zum Verständnis der Welt 40 Einführung in die wissenschaftliche Arbeit 41 Versuchsplanung 44 Der fortwährende Austausch neuer Ideen in der Wissenschaft 49 Auffinden wissenschaftlicher Informationen 50 Wissenschaftliche Fachzeitschriften: Strenge Maßstäbe für die Publikation sichern die Qualität 51 Lehrbücher: Informationsquelle für Studenten 52 Die Boulevardpresse: Vorsicht vor falschen Informationen 52 Das Internet: Eine Fülle von Informationen, aber ohne Gewähr für Richtigkeit 53 Kapitel 3 Die Chemie des Lebens 55 Warum es wichtig ist, etwas über die Materie zu wissen 55 Die Unterscheidung zwischen Atomen, Elementen und Isotopen 56 Elemente - Die chemischen Grundbestandteile 57 Moleküle, Verbindungen und Bindungen 61 Säuren und Basen - Was sich chemisch dahinter verbirgt 62 Die pH-Skala - Ein »p«raktisches »H«ilfsmittel 62 Puffer - immer um Ausgleich bemüht 64 Moleküle mit einem Grundgerüst aus Kohlenstoff: Die Grundlage allen Lebens 64 Was ist das Besondere an »natürlichen« Zuckern? 66 Die Lebensgrundlage: Proteine 68 Die Steuerelemente: Nukleinsäuren 70 Strukturelement, Energielieferant und mehr: Lipide 73 Kapitel 4 Die lebende Zelle 77 Die Zelle – ein Überblick 77 Ein Einblick in die Welt der Prokaryoten 79 Der Aufbau eukaryotischer Zellen 80 Zellen und Organellen 82 Die Plasmamembran: Zusammenhalt muss sein 83 Das Flüssig-Mosaik-Modell 83 Stofftransport durch die Plasmamembran 85 Passive Transportvorgänge 85 Aktive Transportvorgänge 87 Das Zytoskelett – Stütze der Zelle 87 Der Zellkern – die Kontrollinstanz 88 Die Ribosomen – Werkbank für den Proteinaufbau 89 Das endoplasmatische Retikulum – die Fabrik der Zelle 89 Der Golgi-Apparat – die Packstation der Zelle 90 Lysosomen – die Müllabfuhr der Zelle 90 Peroxisomen – die Entgifter der Zelle 90 Mitochondrien – die Kraftwerke der Zelle 91 Chloroplasten – Energieumwandler, die nicht jede Zelle hat 91 Enzyme – Starthilfe für Reaktionen 92 Enzyme verändern sich nicht … 93 ..., sondern verringern die Aktivierungsenergie 94 Cofaktoren und Coenzyme – Helfer der Enzyme 95 Die Kontrolle von Enzymen durch hemmende Rückkopplung 95 Kapitel 5 Energie als Bestandteil des Lebens 97 Wo Energie überall eine Rolle spielt 97 Die Regeln der Energie 98 Die Umwandlung von Molekülen 99 Energieübertragung mittels ATP 99 Nahrungsaufnahme zur Versorgung mit Material und Energie 101 Nahrungssuche und Nahrungserzeugung 101 Photosynthese: Nahrungserzeugung aus Sonnenlicht, Kohlenstoffdioxid und Wasser 103 Energieumwandlung – Nutzung der Sonne als Energiequelle 104 Die Verbindung von Stoffen und Energie 105 Zellatmung: Energiegewinn durch Nahrungsaufspaltung mithilfe von Sauerstoff 106 Aufspaltung der Nahrung 107 Energiespeicherung in Form von ATP 108 Energie im Körper 110 Teil II Zellvermehrung Und Genetik – Das Thema Sex Aus Sicht Des Biologen 113 Kapitel 6 Teilen, um zu erobern: Die Zellteilung 115 Vermehrung: Sicherung des Fortbestands 115 Willkommen bei der DNA-Vervielfältigung 117 Zellteilung: Die Ablösung von Altem durch Neues 120 Interphase: Zeit, sich zu ordnen 121 Mitose: Gerecht teilen unter Geschwistern 122 Die vier Abschnitte der Mitose 123 Der Verbleib der Tochterkerne: Zytokinese als Fortbewegungsmittel 124 Meiose: Vielfalt durch »den kleinen Unterschied« 126 Meiose I 129 Meiose II 130 Wie die geschlechtliche Vermehrung zur genetischen Vielfalt beiträgt 131 Mutationen 131 Crossing-over 132 Unabhängige Zuordnung 132 Befruchtung 132 Ausbleibende Trennung 133 Die Geschlechtschromosomen 135 Kapitel 7 Zu Ehren von Mendel: Die Grundlagen der Genetik 137 Ursachen der Einzigartigkeit: erbliche Merkmale und Faktoren, die sie beeinflussen 137 Versuche mit Erbsen: Die mendelschen Vererbungsregeln 140 Reinzucht der Elterngeneration 140 Die Untersuchung der Nachkommen: F1- und F2-Generationen 141 Ein Überblick über Mendels Ergebnisse 141 Genetische Fachbegriffe 142 Kreuzungszucht 144 Die genetische Forschung beim Menschen 146 Das Zeichnen von Stammbäumen 147 Die Untersuchung der Art der Vererbung 149 Schlussfolgerungen für Merkmale 150 Kapitel 8 Das Buch des Lebens: DNA und Proteine 151 Proteine erzeugen Merkmale, und DNA erzeugt Proteine 151 Der Weg von der DNA über die RNA zum Protein: Der Kernsatz der molekularen Biologie 152 Das Abschreiben der Botschaft der DNA: Transkription 153 Die abschließenden Arbeiten: mRNA-Prozessierung 156 Die Übersetzung des genetischen Codes: Translation 158 Fehler und ihre Folgen: Die Bedeutung von Mutationen 163 Kapitel 9 Die Arbeit mit dem genetischen Code: DNA-Technologie 171 Die Bandbreite der DNA-Technologie 172 Klonierung Teil 1: DNA mithilfe von Enzymen spezifisch schneiden 172 Klonierung Teil 2: Das Verbinden von DNA aus unterschiedlicher Herkunft 173 Die Trennung von Molekülen durch Gelelektrophorese 175 Das Kopieren von DNA mittels PCR 176 Das Lesen von Genen: DNA-Sequenzierung 178 Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms 179 Genetisch veränderte Organismen 182 Argumente für die Nutzung von GVO 182 Bedenken bei der Nutzung von GVO 183 Teil III Die Welt Ist Klein Und Vernetzt 187 Kapitel 10 Erkundung der belebten Welt: Biodiversität und Klassifikation 189 Biodiversität: Die Stärke der biologischen Vielfalt und Unterschiedlichkeit 189 Die Bedeutung der Biodiversität 190 Die Bedrohung der Biodiversität durch menschliches Handeln 191 Die Aussterben von Arten 192 Grundpfeiler von Lebensgemeinschaften 193 Indikatoren 193 Der Erhalt der Biodiversität 194 Das Leben bewusst wahrnehmen 195 Ruhmlose Helden: Die Bakterien 195 Bakterienähnlich und doch anders: Die Archaeen 196 Vertraute Lebensformen: Die Eukaryoten 196 Der Baum des Lebens: Das Klassifikationssystem der Lebewesen 198 Verwandtschaftsbeziehungen und Domänen 200 Die Einteilung des Lebens in immer kleinere Gruppen 201 Bedeutungsvolle Namensgebung 203 Kapitel 11 Das Zusammenleben von Organismen 205 Ökosysteme bringen alles zusammen 205 Biome: Lebensgemeinschaften 206 Freund oder Feind: Wechselbeziehungen zwischen den Arten 208 Die Untersuchung von Populationen 209 Die Methoden der Populationsökologie 209 Populationsdichte 209 Dispersion 210 Populationsdynamik 211 Überlebensrate und Überlebensmuster 211 Das Wachstum von Populationen 214 Das biotische Potenzial 214 Faktoren, die das Wachstum von Populationen beeinflussen 215 Die Aufnahmefähigkeit eines Lebensraums 216 Wachstumskurven 216 Die Erdbevölkerung oder menschliche Population 217 Das explosionsartige Wachstum der menschlichen Population 217 Das demografische Übergangsmodell 219 Energie- und Stoffkreisläufe in einem Ökosystem 220 Der Fluss der Energie 222 Energetische Grundregeln 222 Die Energiepyramide 224 Stoffkreisläufe in Ökosystemen 225 Der hydrologische Kreislauf 226 Der Kohlenstoffkreislauf 227 Der Phosphorkreislauf 228 Der Stickstoffkreislauf 229 Kapitel 12 Die Entstehung von Arten in einer Welt im Wandel 233 Die Herkunft des Lebens – ein Blick in die Geschichte 234 Wie Charles Darwin jahrhundertealte Annahmen über das Leben auf der Erde hinterfragte 235 Was wir alles den Vögeln zu verdanken haben 235 Darwins Theorie der biologischen Evolution 236 Die natürliche Selektion 237 Natürliche und künstliche Selektion im Vergleich 237 Die Bedingungen, unter denen natürlichen Selektion stattfindet 238 Die vier Arten der natürlichen Selektion 239 Belege für die biologische Evolution 241 Biochemie 241 Vergleichende Anatomie 241 Geografische Verteilung von Arten 243 Molekularbiologie 244 Fossile Funde 244 Beobachtungen 245 Datierung mithilfe von Radioisotopen 245 Widerstreit der Meinungen: Biologische Evolution versus Kreationismus 246 Die Evolution des Menschen 249 Fossile Funde 249 Spurensuche in der DNA 252 Das große Gehirn von Homo sapiens 253 Teil IV Struktur Und Funktion Des Tierischen Lebens – Unmengen Verschiedener Systeme 255 Kapitel 13 Die Prinzipien der Physiologie 257 Physiologische Untersuchungen auf allen Ebenen des Lebens 257 Die Grundlagen der Physiologie 259 Die Evolution zur perfekten Form 259 Abstimmung der Körperfunktionen zum Erhalt der Homeostase 259 Die Übermittlung von Informationen über Plasmamembranen hinweg 261 Die Steuerung von Aufnahme und Abgabe 262 Kapitel 14 Bewegend: Skelett- und Muskelsysteme 263 Fortbewegung nach Art der Tiere 263 Die Arten von Skelettsystemen 264 Die Teile des Wirbeltierskeletts 264 Knochen ist nicht gleich Knochen 266 Knochenbrüche 267 Gelenkig durch Gelenke 267 Die Bedeutung der Muskeln 268 Muskelgewebe und Muskelphysiologie 269 Muskelkontraktion 270 Kapitel 15 Atmungssystem und Kreislaufsystem 273 Gasaustausch: Wie Tiere »atmen« 273 Gasaustausch über das Integument 274 Kiemen 275 Tracheensysteme 275 Lungen 276 Was beim Atmen geschieht 277 Das Prinzip der Diffusion 278 Der Blutkreislauf: Nährstoffanlieferung und Abfallbeseitigung 279 Offene Kreislaufsysteme 279 Geschlossene Kreislaufsysteme 280 Einfache Formen von Herzen 280 Herz und Kreislaufsystem beim Wurm 280 Herz und Kreislaufsystem beim Fisch 281 Das menschliche Herz-Kreislauf-System 281 Der Herzzyklus 284 Der Weg des Bluts durch den Körper 285 Der Lungenkreislauf: Anreicherung des Bluts mit Sauerstoff 286 Der Körperkreislauf: Verteilung des sauerstoffreichen Bluts 286 Austauschvorgänge im Bereich der Kapillaren 287 Zeitgeber der Herzaktivität 288 Blut: Saft des Lebens 289 Feste Bestandteile des Bluts 289 Rote Blutkörperchen 290 Weiße Blutkörperchen 290 Blutplättchen 291 Das Blutplasma 291 Die Blutgerinnung 292 Kapitel 16 Die Verdauungs- und Ausscheidungssysteme von Tieren 293 Die Aufnahme und Zerlegung der Nahrung 293 Das Verdauungssystem: Was hineingelangt und was herauskommt 295 Unvollständiger und vollständiger Verdauungstrakt 295 Kontinuierliche und diskontinuierliche Nahrungsaufnahme 296 Das menschliche Verdauungssystem 297 Der Mund: Nahrungsaufnahme bedeutet harte Arbeit 297 Der Magen: Vorgänge im Sauren 298 Der Dünndarm: ein langer und verschlungener Weg 299 Die Nährstoffaufnahme 300 Der Nährstofftransport im Körper 301 Die Steuerung des Glukosespiegels im Blut 302 Die Zusammenstellung einer Mahlzeit 302 Kohlenhydrate: Zielobjekte vieler Essgelüste 303 Proteine: Ketten werden aufgebrochen, um anschließend neue Ketten aufbauen zu können 304 Fette: Maß zu halten, fällt manchem schwer 306 Mineralien und Vitamine: Helfer von Enzymen 307 Die Ausscheidung von Stoffen beim Menschen 308 Die Ausscheidung fester Abfallstoffe durch den Dickdarm 308 Die Ausscheidung stickstoffhaltiger Abfallstoffe durch die Nieren 309 Kapitel 17 Das menschliche Abwehrsystem 313 Erfreuliche und weniger erfreuliche Begegnungen mit Mikroben 314 Bakterien als Stütze der Gesundheit 314 Bakterien als Feinde der Gesundheit 314 Viren als Feinde der Gesundheit 315 Die angeborene Abwehr des Menschen 317 Der wirksamste Schutz des Körpers: Haut und Schleimhäute 318 Klein, aber mächtig: Abwehrmoleküle 319 Professionelle Mikrobensucher: dendritische Zellen 320 Immer hungrig nach Eindringlingen: Phagozyten 320 Schadensbegrenzung: Entzündung 321 Die Filterwirkung des Lymphsystems 321 Die erworbene Abwehr des Menschen 323 Immer dienstbereit: T-Helferzellen 324 Immer auf Wanderschaft: B-Zellen und Antikörper 324 Die Killer unter den Zellen: Zytotoxische T-Zellen 325 Unterstützung des Abwehrsystems 326 Antibiotika zur Abtötung von Bakterien 326 Virale Hilfe bei der Bakterienbekämpfung 327 Virenbekämpfung mit antiviralen Medikamenten 328 Auswirkungen des Alterns auf das Immunsystem 332 Kapitel 18 Das Nervensystem und das Hormonsystem 333 Der komplizierte Aufbau des Nervensystems 333 Die Unterschiede zwischen ZNS und PNS 334 Die Struktur von Nervenzellen 336 Die Signalverarbeitung durch Nervenzellen 337 Reflexe: Handeln, ohne nachzudenken 338 Das Gehirn und die fünf Sinne 338 Der Geruchssinn 340 Der Geschmackssinn 340 Das Gehör 341 Das Sehvermögen 341 Das Gefühl 342 Die Ausbreitung von Nervenimpulsen 343 Die Reizung einer Nervenzelle 343 Die Reizübermittlung zwischen Nervenzellen 345 Das Hormonsystem 347 Die Wirkung von Hormonen 347 Die allgemeinen Aufgaben von Hormonen 349 Kapitel 19 Fortpflanzung bei Tieren 351 Ungeschlechtliche Vermehrung 351 Geschlechtliche Vermehrung 352 Die Gameten 353 Spermatogenese: Die Erzeugung von Zellen, die sich schwimmend fortbewegen 353 Oogenese: Die Erzeugung von Eizellen 354 Das Paarungsverhalten und andere Vorbereitungen für den großen Moment 355 Paarungszeiten 356 Die Suche nach einem Paarungspartner 356 Der Fortpflanzungszyklus des Menschen 357 Die Erzeugung von Nachkommen beim Menschen 360 Das menschliche Fortpflanzungssystem 361 Der Geschlechtsverkehr 361 Orgasmus 363 Befruchtung 363 Die Fortpflanzung bei Tieren 364 Die menschliche Individualentwicklung 366 Von einer einzelnen Zelle zur Blastozyste 366 Die Embryonalentwicklung 368 Die Fetalentwicklung und Geburt 369 Differenzierung, Individualentwicklung und Determination 369 Die Fähigkeit, zu jeder beliebigen Zelle werden zu können 370 Faktoren, die Differenzierung und Individualentwicklung beeinflussen 371 Geschlechtsdifferenzierung beim Menschen 373 Die männliche Geschlechtsentwicklung 374 Die weibliche Geschlechtsentwicklung 374 Störungen der Geschlechtsentwicklung 374 Teil V Struktur Und Funktion Des Pflanzlichen Lebens – Es Ist Nicht Leicht, Grün Zu Sein 377 Kapitel 20 Das Leben einer Pflanze 379 Die Struktur von Pflanzen 379 Pflanzengewebe 380 Die Pflanzenarten 381 Krautige und holzige Sprossachsen 382 Die Versorgung mit dem, was zum Wachstum benötigt wird: Material und Energie 384 Ungeschlechtliche Vermehrung bei Pflanzen 385 Geschlechtliche Vermehrung bei Pflanzen 385 Das Leben einer Pflanze 386 Die Teile einer Blüte 388 Die Bestäubung und Befruchtung bei Pflanzen 388 Von der Zygote zum Embryo 390 Samen als Schutz für den Pflanzenembryo 390 Kapitel 21 Einblicke in die Pflanzenphysiologie 391 Der Transport von Nährstoffen, Flüssigkeiten und Zucker in Pflanzen 391 Die Nährstoffe, die Pflanzen zum Überleben brauchen 392 Der Aufwärtstransport von Wasser und Nährstoffen aus dem Boden 393 Die Bewegung von Zucker durch das Phloem 394 Die Kontrolle von Wasserverlusten 396 Pflanzenhormone als Botenstoffe 397 Teil VI Der Top-Ten-Teil 399 Kapitel 22 Zehn großartige Entdeckungen der Biologie 401 Die Aufklärung der Grundregeln der modernen Genetik 401 Die Theorie der natürlichen Selektion 402 Die Entdeckung des ersten Antibiotikums: Penicillin 402 Der Pocken-Schutz des Menschen 403 Die Aufklärung der DNA-Struktur 403 Die Aufklärung und Bekämpfung von Erbdefekten 404 Die Entdeckung der Blutgruppen 404 Archaea – faszinierende Einzeller aus der Urzeit 405 Die Entdeckung infektiöser Proteine – Prionen und Rinderwahnsinn (BSE) 405 DNA-Vervielfältigung durch PCR 406 Kapitel 23 Zehn Wege, auf denen Biologie Ihr Leben beeinflusst 409 Die Versorgung mit Nahrung 409 Die Versorgung mit sauberem Wasser 410 Die Nutzung fossiler Brennstoffe 410 Mikrobielle Enzyme im Waschpulver 411 Die Entstehung Antibiotika-resistenter Bakterien 411 Das Aussterben von Arten 412 Biologie + Technik = Bionik 412 Grüne Gentechnik: Transgene Pflanzen 413 Medizinische Gentechnik und Gene Pharming 414 Impfobst und Impfgemüse – Schluckimpfung einmal anders 414 Stichwortverzeichnis 415