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Biologie für Dummies


Biologie für Dummies


Für Dummies 3. Aufl.

von: Rene Fester Kratz, Donna Rae Siegfried

17,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 01.07.2016
ISBN/EAN: 9783527805754
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 422

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Beschreibungen

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 abluft, was bei der Zellteilung passiert, wie ein kosystem funktioniert und vieles mehr. Lassen Sie sich die Grundlagen der Genetik und Evolutionslehre erklren und bestaunen Sie die wichtigsten Entdeckungen in der Biologie. Sie werden sehen: Die Wissenschaft des Lebens ist eine spannende Sache!
Über die Autorinnen 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 26 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 31 Leben erzeugt Leben: Reproduktion und Genetik 32 Der Zusammenhang zwischen Ökosystemen und Evolution 33 Einblicke in die Anatomie und Physiologie der Tiere 33 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 43 Der fortwährende Austausch neuer Ideen in der Wissenschaft 48 Auffinden wissenschaftlicher Informationen 50 Wissenschaftliche Fachzeitschriften: Strenge Maßstäbe für die Publikation sichern die Qualität 50 Lehrbücher: Informationsquelle für Studenten 51 Die Boulevardpresse: Vorsicht vor falschen Informationen 52 Das Internet: Eine Fülle von Informationen, aber ohne Gewähr für Richtigkeit 52 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 Das Atom – »Bohr«en wir uns gedanklich in die Materie hinein 57 Elemente – Die chemischen Grundbestandteile 57 Isotope – ein wenig Abwechslung muss sein 60 Moleküle, Verbindungen und Bindungen 61 Säuren und Basen – Was sich chemisch dahinter verbirgt 62 Die pH-Skala – Ein »p«raktisches »H«ilfsmittel 63 Puffer – immer um Ausgleich bemüht 64 Moleküle mit einem Grundgerüst aus Kohlenstoff: Die Grundlage allen Lebens 65 Die Energiequelle: Kohlenhydrate 65 Der Auf- und Abbau von Zuckern 67 Die Umwandlung von Glukose zu Speicherstoffen 68 Die Lebensgrundlage: Proteine 69 Der Aufbau von Proteinen 69 Die wichtigsten Aufgaben von Proteinen 70 Die Steuerelemente: Nukleinsäuren 71 Desoxyribonukleinsäure (DNA) 71 Ribonukleinsäure (RNA) 73 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 Das Zytoskelett – Stütze der Zelle 87 Der Zellkern – die Kontrollinstanz 88 Die Ribosomen – Werkbank für den Proteinaufbau 88 Das endoplasmatische Retikulum – die Fabrik der Zelle 89 Der Golgi-Apparat – die Packstation der Zelle 89 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 105 Die Verbindung von Stoffen und Energie 105 Zellatmung: Energiegewinn durch Nahrungsaufspaltung mit Hilfe von Sauerstoff 106 Aufspaltung der Nahrung 107 Energiespeicherung in Form von ATP 109 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 Fortbestandes 115 Willkommen bei der DNA-Vervielfältigung 116 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« 125 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 Mendel’schen Vererbungsregeln 139 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 146 Die Untersuchung der Art der Vererbung 148 Schlussfolgerungen für Merkmale 149 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 Biologe 152 Das Abschreiben der Botschaft der DNA: Transkription 153 Die Helfer bei der Transkription 155 Die Vorgänge bei der Transkription 155 Die abschließenden Arbeiten: mRNA-Prozessierung 156 Die Übersetzung des genetischen Codes: Translation 158 Der Nutzen von Codons und Anticodons 159 Die Vorgänge bei der Translation 160 Fehler und ihre Folgen: Die Bedeutung von Mutationen 163 Die Kontrolle der Zelle durch Steuerung der Gene 166 Die Anpassung an Umweltveränderungen 166 Experten durch Differenzierung 167 Kapitel 9 Die Arbeit mit dem genetischen Code: DNA-Technologie 171 Die Bandbreite der DNA-Technologie 172 Klonierung Teil 1: DNA mit Hilfe 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 190 Die Aussterben von Arten 192 Grundpfeiler von Lebensgemeinschaften 192 Indikatoren 193 Der Erhalt der Biodiversität 193 Das Leben bewusst wahrnehmen 194 Ruhmlose Helden: Die Bakterien 195 Bakterienähnlich und doch anders: Die Archaeen 195 Vertraute Lebensformen: Die Eukaryoten 196 Der Baum des Lebens: Das Klassifikationssystem der Lebewesen 198 Verwandtschaftsbeziehungen und Domänen 199 Die Einteilung des Lebens in immer kleinere Gruppen 200 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 Lebensraumes 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 Kresilauf 227 Der Kohlenstoffkreislauf 227 Der Phosphorkreislauf 229 Der Stickstoffkreislauf 229 Kapitel 12 Die Entstehung von Arten in einer Welt im Wandel 233 Die Herkunft des Lebens – ein Blick in die Geschichte 233 Wie Charles Darwin jahrhundertealte Annahmen über das Leben auf der Erde hinterfragte 234 Was wir alles den Vögeln zu verdanken haben 235 Darwins Theorie der biologischen Evolution 236 Die natürliche Selektion 236 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 240 Biochemie 241 Vergleichende Anatomie 241 Geografische Verteilung von Arten 242 Molekularbiologie 243 Fossile Funde 244 Beobachtungen 244 Datierung mit Hilfe von Radioisotopen 245 Widerstreit der Meinungen: Biologische Evolution versus Kreationismus 246 Die Evolution des Menschen 248 Fossile Funde 249 Spurensuche in der DNA 251 Das große Gehirn von Homo sapiens 252 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 Wirbeltierskelettes 264 Knochen ist nicht gleich Knochen 266 Gelenkig durch Gelenke 267 Die Bedeutung der Muskeln 268 Muskelgewebe und Muskelphysiologie 269 Muskelkontraktion 271 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 276 Das Prinzip der Diffusion 279 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-Kreislaufsystem 281 Der Herzzyklus 285 Der Weg des Blutes durch den Körper 286 Der Lungenkreislauf: Anreicherung des Blutes mit Sauerstoff 286 Der Körperkreislauf: Verteilung des sauerstoffreichen Blutes 286 Austauschvorgänge im Bereich der Kapillaren 287 Zeitgeber der Herzaktivität 288 Blut: Saft des Lebens 289 Feste Bestandteile des Blutes 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 hinein gelangt und was herauskommt 295 Unvollständiger und vollständiger Verdauungstrakt 295 Kontinuierliche und diskontinuierliche Nahrungsaufnahme 295 Das menschliche Verdauungssystem 296 Der Mund: Nahrungsaufnahme bedeutet harte Arbeit 297 Der Magen: Vorgänge im Sauren 298 Der Dünndarm: ein langer und verschlungener Weg 298 Die Nährstoffaufnahme 300 Der Nährstofftransport im Körper 300 Die Steuerung des Glukosespiegels im Blut 301 Die Zusammenstellung einer Mahlzeit 302 Kohlenhydrate: Zielobjekte vieler Essgelüste 303 Proteine: Ketten werden aufgebrochen, um anschließend neue Ketten aufbauen zu können 303 Fette: Maß zu halten, fällt manchem schwer 306 Mineralien und Vitamine: Helfer von Enzymen 306 Die Ausscheidung von Stoffen beim Menschen 307 Die Ausscheidung fester Abfallstoffe durch den Dickdarm 307 Die Ausscheidung stickstoffhaltiger Abfallstoffe durch die Nieren 309 Kapitel 17 Das menschliche Abwehrsystem 313 Erfreuliche und weniger erfreuliche Begegnungen mit Mikroben 313 Bakterien als Stütze der Gesundheit 313 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 325 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 Vorsprung gewinnen durch Impfstoffe 329 Auswirkungen des Alterns auf das Immunsystem 331 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 336 Reflexe: Handeln ohne nachzudenken 338 Das Gehirn und die fünf Sinne 338 Der Geruchssinn 340 Der Geschmackssinn 340 Das Gehör 341 Das Sehvermögen 342 Das Gefühl 343 Die Ausbreitung von Nervenimpulsen 343 Die Reizung einer Nervenzelle 343 Die Reizübermittlung zwischen Nervenzellen 346 Das Hormonsystem 347 Die Wirkung von Hormonen 349 Die allgemeinen Aufgaben von Hormonen 349 Kapitel 19 Fortpflanzung bei Tieren 353 Ungeschlechtliche Vermehrung 353 Geschlechtliche Vermehrung 354 Die Gameten 354 Spermatogenese: Die Erzeugung von Zellen, die sich schwimmend fortbewegen 355 Oogenese: Die Erzeugung von Eizellen 356 Das Paarungsverhalten und andere Vorbereitungen für den großen Moment 357 Paarungszeiten 357 Die Suche nach einem Paarungspartner 358 Der Fortpflanzungszyklus des Menschen 359 Die Erzeugung von Nachkommen beim Menschen 362 Das menschliche Fortpflanzungssystem 363 Der Geschlechtsverkehr 363 Orgasmus 364 Befruchtung 365 Die Fortpflanzung bei Tieren 366 Die menschliche Individualentwicklung 367 Von einer einzelnen Zelle zur Blastozyste 368 Die Embryonalentwicklung 369 Die Fetalentwicklung und Geburt 370 Differenzierung, Individualentwicklung und Determination 371 Die Fähigkeit, zu jeder beliebigen Zelle werden zu können 372 Faktoren, die Differenzierung und Individualentwicklung beeinflussen 373 Geschlechtsdifferenzierung beim Menschen 374 Die männliche Geschlechtsentwicklung 375 Die weibliche Geschlechtsentwicklung 375 Störungen der Geschlechtsentwicklung 376 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 379 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 385 Die Teile einer Blüte 387 Die Bestäubung und Befruchtung bei Pflanzen 389 Von der Zygote zum Embryo 389 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 391 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 398 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 401 Die Entdeckung des ersten Antibiotikums: Penicillin 402 Der Pocken-Schutz des Menschen 402 Die Aufklärung der DNA-Struktur 403 Die Aufklärung und Bekämpfung von Erbdefekten 403 Die Entdeckung der Blutgruppen 404 Archaea – faszinierende Einzeller aus der Urzeit 404 Die Entdeckung infektiöser Proteine – Prionen und Rinderwahnsinn (BSE) 405 DNA-Vervielfältigung durch PCR 406 Kapitel 23 Zehn Wege, auf denen Biologie Ihr Leben beeinflusst 407 Die Versorgung mit Nahrung 407 Die Versorgung mit sauberem Wasser 408 Die Nutzung fossiler Brennstoffe 408 Mikrobielle Enzyme im Waschpulver 409 Die Entstehung Antibiotika-resistenter Bakterien 409 Das Aussterben von Arten 410 Biologie + Technik = Bionik 410 Grüne Gentechnik: Transgene Pflanzen 411 Medizinische Gentechnik und Gene Pharming 411 Impfobst und Impfgemüse – Schluckimpfung einmal anders 412 Stichwortverzeichnis 413
Rene Fester Kratz, PhD is a Biology instructor at Everett Community College. As a member of the North Cascades and Olympic Science Partnership, she worked to develop science curricula that are in alignment with research on human learning.

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