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LINDeR BIOLOGIE Gesamtband
LINDeR BIOLOGIE
Gesamtband




Horst Bayrhuber, Ulrich Kull (Hrsg.)

Schroedel
EAN: 9783507109308 (ISBN: 3-507-10930-1)
560 Seiten, hardcover, 19 x 27cm, 2005, 22., neu bearbeitete Auflage

EUR 32,95
alle Angaben ohne Gewähr

Rezension
Das bewährte Lehrbuch "LINDeR BIOLOGIE" gibt es bereits in der 22., neu bearbeiteten Auflage. Es enthält alle für das Abitur relevanten Inhalte. Diese werden klar strukturiert, kompetent und präzise dargestellt - und das in einer schülergemäßen Weise. So werden wichtige Begriffe ausführlich und verständlich erläutert. Besonders hervorzuheben ist die hervorragende, sehr aussagekräftige und zudem reichliche Bebilderung (Abbildungen und Fotos) in Farbe. Zahlreiche Praxisbezüge zeigen die Anwendungsmöglichkeiten der Biologie auf und sorgen so für einen sinnstiftenden Unterricht. Querverweise zu anderen Kapitel stellen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Teilgebieten besser dar. Exkurse zu ausgewählten themenübergreifenden, kontroversen und aktuellen Fragestellungen zeigen die komplexen Zusammenhänge der Biologie auf. Eine Zusammenfassung am Ende eines jeden Kapitels dient der Wiederholung und der Vernetzung mit anderen Themengebieten. Mit den darauf folgenden Aufgaben kann das Wissen gefestigt werden. Äußerst hilfreich sind auch das sehr ausführliche, 15-seitige Glossar und das knapp zehnseitige Register. "LINDeR BIOLOGIE" sorgt für den Erwerb einer vertieften naturwissenschaftlichen Grundbildung aus Sicht der Biologie.

Ferrao, lehrerbibliothek.de
Verlagsinfo
22. Auflage 2005
Schülerband 11. - 13. Schuljahr



geeignet für: alle Bundesländer
Schulform: Gesamtschule, Gymnasium, Sekundarstufe II
Schulfach: Biologie
Schwerpunktauftritt unter: www.schroedel.de/linder-biologie
Inhaltsverzeichnis
Einleitung: Kennzeichen der Lebewesen 12


Cytologie 16

1 Die Zelle als Grundeinheit der Lebewesen 16
1.1 Die Entdeckung der Zellen 16
1.2 Die mikroskopische Dimension der Zelle 17
1.2.1 Die Lichtmikroskopie 18
1.2.2 Die Elektronenmikroskopie 20

2 Eucyte und Protocyte 22
2.1 Zwei grundlegende Zelltypen 22
2.2 Bau und Funktion von Membranen 24
Exkurs: Entwicklung von Membranmodellen 25
2.3 Die Eucyte 26
2.3.1 Organellen mit zwei Membranen 26
2.3.2 Organellen mit einfacher Membran 27
2.3.3 Organellen ohne Membran 28
Exkurs: Bewegung durch Wimpern und Geißeln 30
2.3.4 Die Zellwand 30
2.3.5 Verknüpfung von Zellen 30
Exkurs: Holz als Werkstoff 31
Exkurs: Methoden der Zellforschung 32
2.4 Die Protocyte 33
Exkurs: Antibiotika 33

3 Stofftransport 34
3.1 Passiver Stofftransport 34
3.1.1 Diffusion und Osmose 34
3.1.2 Passiver Transport durch Membranen 35
3.2 Aktiver Transport 36
3.3 Endocytose und Exocytose 37
Exkurs: Vesikeltransport in der Zelle 37

4 Vermehrung von Zellen durch Kernteilung und Zellteilung 38

5 Differenzierung von Zellen 40
5.1 Übergänge vom Einzeller zum Vielzeller 40
5.2 Arbeitsteilung der Zellen beim Schwamm und beim Süßwasserpolyp 41
5.3 Gewebe und Organe 43
5.4 Der Organismus als System 44
Exkurs: Die Zelltheorie 45

Zusammenfassung 46

Aufgaben 47


Ökologie 48

Exkurs: Untersuchungsebenen der Ökologie 48

1 Beziehungen der Organismen zur Umwelt 50
1.1 Wirksame Faktoren 50
1.2 Pflanze und Licht 52
1.2.1 Stoffproduktion und Fotosynthese 52
Exkurs: Die Entdeckung der Fotosynthese 54
1.2.2 Das Blatt als Organ der Fotosynthese 55
1.2.3 Die Abhängigkeit der Fotosynthese von Umweltfaktoren 56
1.2.4 Besondere Fotosynthese-Formen als Standortanpassungen 57
1.3 Pflanze und Wasser 58
1.3.1 Wasserhaushalt der Zelle 58
1.3.2 Wasserabgabe der Pflanze 58
Exkurs: Plasmolyse 59
1.3.3 Die Wurzel als Organ der Wasser- und Ionenaufnahme 60
1.3.4 Wasser- und Stofftransport in der Pflanze 61
Exkurs: Guttation und »Bluten« bei Pflanzen 62
1.3.5 Wasser- und Ionenverfügbarkeit 64
1.4 Pflanze und Temperatur 66
1.5 Pflanze und Boden 66
Exkurs: Die Nährstoffversorgung der Pflanze 67
1.6 Abhängigkeit der pflanzlichen Entwicklung von Umweltfaktoren 68
1.7 Pflanzenvorkommen in Abhängigkeit von abiotischen Umweltfaktoren 70
1.8 Tiere und Temperatur 74
1.9 Einfluss biotischer Faktoren 76
1.9.1 Wettbewerb zwischen den Arten 76
1.9.2 Energiebilanz bei der Nahrungsbeschaffung 76
1.9.3 Saprophyten 77
1.9.4 Pflanzliche Parasiten 78
1.9.5 Tierische Parasiten 79
1.9.6 Nutzbringende Formen des Zusammenlebens 81
Exkurs: Symbiose im Wiederkäuermagen 82
1.9.7 Insekten fressende Pflanzen 82
1.10 Tierstöcke 83

2 Population und Lebensraum 84
2.1 Population und Populationswachstum 84
Exkurs: Wachstumsraten und chaotische Vorgänge 85
2.2 Die ökologische Nische 88
Exkurs: Gebisstypen von Säugetieren 91
2.3 r- und K-Strategie bei der Fortpflanzung 92
2.4 Regulation der Populationsdichte 93
2.4.1 Dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren 93
2.4.2 Populationsdynamik: Räuber-Beute-Systeme 94

3 Ökosysteme 96
3.1 Einteilung und Aufbau von Ökosystemen 96
3.2 Nahrungsbeziehungen in Ökosystemen 98
3.3 Energiefluss 99
3.4 Stoffkreisläufe 100
3.5 Zeitliche Veränderungen von Ökosystemen 102
3.5.1 Aspektfolge 102
3.5.2 Sukzession und Klimax 102
3.6 Produktivität und Stabilität von Ökosystemen 104
3.7 Beispiele für Ökosysteme 105
3.7.1 Ökosysteme mitteleuropäischer Laubwälder 105
3.7.2 Ökosysteme im See 106
3.7.3 Ökosysteme im Meer 108

4 Nutzung und Belastung der Natur durch den Menschen 110
4.1 Nutzung der Natur in der Menschheitsgeschichte 110
4.2 Heutige Nutzung der Natur und nachhaltige Entwicklung 110
4.3 Eingriffe des Menschen in die Natur 112
4.3.1 Zerschneidung und Vernichtung von Lebensräumen 112
4.3.2 Flussregulierung 113
4.3.3 Einführung fremder Pflanzen- und Tierarten 113
4.3.4 Schädlingsbekämpfung 114
4.4 Abfall- und Schadstoffproblematik in Deutschland 116
4.4.1 Beseitigung des Mülls 116
4.4.2 Schadstoffe in der Nahrung 116
Exkurs: Cancerogene in Lebensmitteln 116
4.5 Einfluss von Lärm und Strahlung 117
4.6 Belastung des Bodens, des Wassers und der Luft in Europa 118
4.6.1 Flächenverbrauch und Belastung des Bodens 118
4.6.2 Belastung des Wassers 118
Exkurs: Eutrophierung 120
4.6.3 Belastung der Luft 121
4.7 Klimaveränderung 124
Exkurs: Klimageschichte 124
4.8 Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung 126
4.9 Naturschutz und Landschaftspflege 127
4.9.1 Artenrückgang 127
Exkurs: Biotopvernetzung 127
4.9.2 Naturschutzregelungen in Deutschland 128
Exkurs: Ökobilanz 128
4.10 Ökologische Situation der Zivilisation 129
4.10.1 Energienutzung und C02-Produktion 129
4.10.2 Urbanisation 130

Zusammenfassung 131

Aufgaben 132


Stoffwechsel und Energiehaushalt
134

1 Grundlagen des Zellstoffwechsels 134
1.1 Proteine 134
1.1.1 Aminosäuren und Peptide 134
Exkurs: Chiralität 135
1.1.2 Struktur und Eigenschaften der Proteine 136
Exkurs: Bindungkräfte in Proteinmolekülen 137
Exkurs: Elektrophorese 139
1.2 Wirkungsweise der Enzyme 140
1.2.1 Enzyme als Katalysatoren 140
1.2.2 Wirkungsspezifität und Substratspezifität 142
1.2.3 Hemmung und Regulation der Enzyme 143
Exkurs: Enzymtechnik 144
1.3 Bau- und Inhaltsstoffe der Zellen 145
1.3.1 Wasser 145
1.3.2 Übersicht über die Stoffgruppen 146
1.3.3 Lipide 147
1.3.4 Kohlenhydrate 148
1.3.5 Nucleotide und Nucleinsäuren 149
1.3.6 Porphyrine 150
Exkurs: Chromatografie 150
1.4 Energiehaushalt 151
1.4.1 Chemisches Gleichgewicht 151
1.4.2 Energieumsatz 151
Exkurs: Stoffwechselketten und Fließgleichgewicht 151
1.4.3 ATP als Energieträger 153
1.4.4 Energieumsatz im Organismus 154
1.5 Signalketten und deren Vernetzung 155
Exkurs: Desensibilisierung und Drogenabhängigkeit 157

2 Energie- und Stoffgewinn autotropher Lebewesen 158
2.1 Fotosynthese 158
2.1.1 Blattfarbstoffe und Lichtabsorption 158
2.1.2 Die Primärvorgänge der Fotosynthese 160
2.1.3 Die Sekundärvorgänge der Fotosynthese 163
2.1.4 Fotosyntheseprodukte 164
Exkurs: Markierungsverfahren 164
2.2 Chemosynthese 165

3 Stoffabbau und Energiegewinn in der Zelle 166
3.1 Stoffabbau und Energiegewinn durch Zellatmung 166
3.1.1 Glykolyse 168
3.1.2 Citronensäurezyklus 168
3.1.3 Endoxidation 169
3.1.4 Energiebilanz und Regulation 170
3.1.5 Fettabbau 170
3.2 Gärungen 171
Exkurs: Gärungstechnologie 171
Exkurs: Untersuchungsmethoden des Stoffabbaus 172
3.3 Stoffumwandlung und Stoffspeicherung 172
3.3.1 Umsetzungen im Intermediärstoffwechsel 172
3.3.2 Bildung und Abbau von Aminosäuren 174
3.3.3 Stickstoff-Fixierung 174
3.3.4 Speicherstoffe und ihre Nutzung in der menschlichen Ernährung 174
3.3.5 Produkte des Sekundärstoffwechsels 176
3.3.6 Reaktive Formen des Sauerstoffs 176
3.3.7 Verfahren der Biotechnologie 176

4 Stoffwechsel vielzelliger Tiere und des Menschen 178
4.1 Verdauung und Resorption beim Menschen 178
4.2 Blut und Kreislaufsysteme 181
4.2.1 Blutkreislauf beim Menschen 182
Exkurs: Sport und Stoffwechsel 183
4.2.2 Lymphe 184
4.2.3 Blut 184
4.3 Atmung 186
4.3.1 Gasaustausch 186
4.3.2 Lungenatmung der Wirbeltiere 188
4.3.3 Regelung der äußeren Atmung beim Menschen 188
Exkurs: Atmung in großer Höhe und beim Tauchen 189
4.3.4 Kiemenatmung der Fische 190
4.3.5 Tracheenatmung der Insekten 190
4.4 Ausscheidung 191
4.4.1 Ausscheidungsorgane der Wirbellosen 191
4.4.2 Bau und Funktion der Niere des Menschen 192
4.4.3 Wasser- und Salzhaushalt 193

Zusammenfassung 194

Aufgaben 195


Neurobiologie 196

1 Bau und Funktion von Nervenzellen 196
1.1 Bau einer typischen Nervenzelle 196
1.2 lonentransport durch die Zellmembran 198
1.2.1 Ionen als Ladungsträger 198
1.2.2 Natrium-Kalium-Pumpe 198
1.2.3 Ionenkanäle 199
Exkurs: Patch-clamp-Technik 199
1.3 Membranpotenzial 200
Exkurs: Messung des Membranpotenzials 200
1.4 Aktionspotenzial 202
1.5 Erregungsleitung im Axon 204
1.5.1 Erregungsleitung im Axon ohne Myelinscheide 204
1.5.2 Erregungsleitung im Axon mit Myelinscheide 205
1.6 Vorgänge an den Synapsen 206
Exkurs: Wirkung von Synapsengiften 207 Exkurs: Sucht 208
1.7 Neuromodulation, Neurosekretion 212

2 Aufnahme und Verarbeitung von Sinnesreizen 213

3 Lichtsinn 214
3.1 Augentypen 214
3.1.1 Facettenaugen 215
3.1.2 Das Auge des Menschen als Beispiel eines Linsenauges 216
Exkurs: Perimetrie 217
3.2 Lichtabsorption in den Sehzellen 218
3.3 Signalverarbeitung in der Netzhaut 220
3.3.1 Prinzip der lateralen Inhibition 220
3.3.2 Rezeptives Feld 220
3.4 Farbensehen 222
3.5 Hell- und Dunkeladaptation 224
3.6 Zeitliches Auflösungsvermögen 224
3.7 Auswertung der optischen Informationen im Gehirn 225
Exkurs: Künstliche neuronale Netze 226
3.8 Räumliches Sehen 227

4 Weitere Sinne 228
4.1 Tastsinn 228
4.2 Schmerzsinn 228
4.3 Raumlagesinn 229
4.4 Drehsinn 229
4.5 Gehörsinn 230
4.6 Chemische Sinne 231
4.6.1 Geschmackssinn 231
4.6.2 Geruchssinn 232
Exkurs: Erfahrbare Umwelt 232

5 Nervensysteme 233
5.1 Nervensysteme verschiedener Tiergruppen 233
5.2 Nervensystem des Menschen 234
5.2.1 Rückenmark 234
5.2.2 Gehirn 235
5.2.3 Steuerung vegetativer Funktionen 238
5.3 Emotion und Motivation 240
Exkurs: Mandelkern und emotionale Reaktionen 241
5.4 Lernen und Gedächtnis 242
Exkurs: Zelluläre Mechanismen von Lernen und Gedächntis 244
5.5 Aufmerksamkeit, Wachheit, Bewusstsein, Schlaf 245
Exkurs: Elektroencephalogramm (EEG) 245
5.6 Sprache 247
Exkurs: Bildliche Darstellung der Gehirnaktivität 248

6 Muskelbewegung 250
6.1 Bau der Muskeln 250
6.2 Kontraktion der quer gestreiften Muskelfasern 251
6.3 Molekulare Grundlagen der Muskelkontraktion 252
Exkurs: Energieversorgung bei der Muskelarbeit 253
6.4 Regelung der Muskellänge 254
6.5 Steuerung von Bewegungen 255
Exkurs: Steuerung der Bewegungsrichtung 256

Zusammenfassung 257

Aufgaben 258


Verhaltensbiologie 260

1 Grundlagen der Verhaltensbiologie 261
1.1 Einteilung von Verhalten 262
Exkurs: Geschichte der Verhaltensforschung 263

2 Verhaltensphysiologie 264
2.1 Grundelemente des Verhaltens 264
2.1.1 Reflexe 264
2.1.2 Erbkoordination 265
2.2 Mechanismen der Verhaltenssteuerung 265
2.2.1 Appetenzverhalten 265
2.2.2 Schlüsselreize und Auslösemechanismen 266
Exkurs: Attrappenversuche 266
Exkurs: Messung der sexuellen Motivation 267
2.2.3 Handlungsbereitschaft (Motivation) 268

3 Verhaltensontogenese 26g
3.1 Angeborenes und erlerntes Verhalten 269
3.2 Nicht-assoziatives und assoziatives Lernen 270
3.2.1 Nicht-assoziatives Lernen 270
Exkurs: Habituation bei Aplysia 271
3.2.2 Assoziatives Lernen 272
3.3 Prägung 275
3.4 Lernen durch Nachahmung 275
Exkurs: Neugier- und Spielverhalten 275
3.5 Lernen durch Einsicht 276

4 Verhaltensökologie 277
4.1 Anpassungswert von Verhaltensweisen 277
4.2 Kooperation und Konkurrenz 277
4.2.1 Soziale Verbände 277
Exkurs: Elterliche Fürsorge bei Vögeln und Säugetieren 277
4.2.2 Uneigennütziges Verhalten 278
4.2.3 Aggressives Verhalten 279
Exkurs: Kindstötung 279
Exkurs: Proximate Ursachen von aggressivem Verhalten 280
4.2.4 Rangordnung 280
4.2.5 Revierverhalten (Territoriales Verhalten) 280
4.3 Kommunikation 282
4.3.1 Formen der Verständigung bei Tieren 282
4.3.2 Kommunikation bei Honigbienen 283
4.3.3 Sprachähnliche Kommunikation bei Tieren 284
4.4 Verhalten von Primaten 286
Exkurs: Kognitive Leistungen 288
4.5 Biologische Grundlagen des menschlichen Verhaltens 288
Exkurs: Ritualisierung 289

Zusammenfassung 291

Aufgaben 292


Hormone 294

1 Hormone bei Mensch und Tier 294
1.1 Die Hypophyse 296
1.2 Die Schilddrüse 297
1.3 Die Nebennieren 298 Exkurs: Stress 298
Exkurs: Doping 300
1.4 Die Bauchspeicheldrüse 300
1.5 Die Keimdrüsen 302

2 Pflanzenhormone 304

Zusammenfassung 305

Aufgaben 305


Genetik 306

1 Variabilität von Merkmalen 306
Exkurs: Sorte, reine Linie, Rasse, Unterart 308

2 MENDELsche Gesetze 310
2.1 Monohybrider Erbgang 311
2.1.1 Dominant-rezessiver Erbgang 311
Exkurs: Allele 311
2.1.2 Rückkreuzung, 1. und 2. MENDELsches Gesetz 312
2.1.3 Unvollständige Dominanz 312
2.2 Dihybrider Erbgang 313
2.3 Populationsgenetik 314

3 Vererbung und Chromosomen 315
3.1 Meiose und Keimbahn 316
3.2 Kopplung von Genen 318
3.2.1 Kopplungsgruppen und Crossing-over 318
3.2.2 Klassische Genkartierung 319
Exkurs: Riesenchromosomen 320
3.2.3 Untersuchung menschlicher Chromosomen 320
3.2.4 Nichtchromosomale Vererbung 321
Exkurs: Versuchsobjekte in der Genetik 322
3.3 Mutationen 3223.3.1 Genmutationen 323
3.3.2 Chromosomenmutationen 324
3.3.3 Genommutationen 325
Exkurs: Down-Syndrom 326
Exkurs: Abstammung des Kulturweizens 327
3.4 Geschlechtschromosomen 328
3.4.1 Geschlechtsbestimmung 328
3.4.2 Störungen der Geschlechtsentwicklung beim Menschen 329
3.4.3 Geschlechtschromosomen gebundene Vererbung 330
3.5 Aspekte der Humangenetik 332
3.5.1 Klassische Methoden der humangenetischen Forschung 332
3.5.2 Monogene und polygene Merkmale 333
Exkurs: Intelligenz 336
3.5.3 Erbkrankheiten 336
Exkurs: Pränatale Diagnose 337
3.5.4 Penetranz und Expressivität 338
3.5.5 Die genetische Zukunft des Menschen 339
Exkurs: Genetische Beratung 339

4 Molekulare Grundlagen der Vererbung 340
4.1 Nucleinsäuren 340
4.1.1 Übertragung von Nucleinsäuren durch Bakterien und Viren 340
Exkurs: Bakterien als Untersuchungsobjekte 341
Exkurs: Viroide und Prionen 342
4.1.2 Desoxyribonucleinsäure (DNA) als Träger der genetischen Information 345
4.1.3 Vorkommen und Struktur der Nucleinsäuren 345
4.1.4 DNA als Speicher der genetischen Information 347
Exkurs: Modellvorstellungen 347
4.1.5 Replikation der DNA 348
4.1.6 Reparatur und Spaltung der DNA 349
Exkurs: Nachweis der semikonservativen Replikation der DNA 349
Exkurs: Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) 350
4.1.8 Genetischer Fingerabdruck und DNA-Hybridisierung 351
Exkurs: Sequenzanalyse der DNA 352
4.2 Realisierung der genetischen Information 354
4.2.1 Der Weg vom Gen zum Merkmal 354
4.2.2 Transkription und Genetischer Code 354
4.2.3 Translation 357
Exkurs: Reverse Transkription 358
Exkurs: Wirkungsweise von Antibiotika 360
4.2.4 Faltung, Lokalisierung und Abbau der Proteine 360
4.2.5 Genwirkketten 361
4.2.6 Molekularer Bau von Genen bei Eukaryoten 362
4.2.7 Molekulare Grundlage der Genmutation 363
Exkurs: Transposons 363
Exkurs: Bedeutungswandel des Genbegriffs 364
4.3 Regulation der Genaktivität 364
4.3.1 Genetische Totipotenz und unterschiedliche Genaktivität 364
4.3.2 Regulation der Genaktivität bei Bakterien 365
4.3.3 Aufbau des Genoms und Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten 367
Exkurs: Multigenfamilie 368
4.3.4 Regulation der Zellvermehrung, Tumorbildung 369
Exkurs: Epigenetik 369
Exkurs: Tiermodelle 369
Exkurs: Die Innere Uhr - ein rückgekoppeltes System 371
4.4 Genkartierung beim Menschen 372
Exkurs: Methoden zur Genomsequenzierung 373
4.5 Genomik und Proteomik 374

5 Anwendung der Genetik 376
5.1 Pflanzen- und Tierzüchtung 376
5.1.1 Klassische Pflanzenzüchtung 376
Exkurs: Ziele der Pflanzenzüchtung am Beispiel von Getreide 376
Exkurs: Schutz der Wildpflanzen 378
5.1.2 Klassische Tierzüchtung 379
5.2 Gentechnik 381
5.2.1 Methoden der Gentechnik 381
Exkurs: Ziele der Gentechnik in Landwirtschaft und Industrie 382
5.2.2 Anwendung der Gentechnik bei Mikroorganismen und Zellkulturen 384
5.2.3 Transgene Pflanzen 385
Exkurs: Freisetzung von trangenen Pflanzen 386
5.2.4 Transgene Tiere 386
5.2.5 Anwendung der Gentechnik beim Menschen 387
Exkurs: Risiken und ethische Fragen der Gentechnik 388

Zusammenfassung 389

Aufgaben 390


Immunbiologie 392

1 Die Bestandteile des Immunsystems beim Menschen 392
1.1 Das Immunsystem im Überblick 392
1.2 Die Weißen Blutzellen des Immunsystems 394
1.3 Antikörper 396
1.4 Gene der Antikörper 398

2 Die angeborene Immunabwehr 399

3 Die erworbene Immunabwehr 400
3.1 Klonale Selektion und MHC-Proteine 400
3.2 Humorale und zeilvermittelte Immunabwehr 401
Exkurs: Schutzimpfung 404
Exkurs: Blutgruppen und Rhesusfaktor 404

4 Störungen des Immunsystems 406
Exkurs: Organtransplantation 407

5 Anwendungen der Immunreaktion 409
5.1 Identifizierung von Proteinen durch Immundiffusion 409
5.2 Serumreaktion 409
Exkurs: Gewinnung von monoklonalen Antikörpern 409
5.3 Monoklonale Antikörper 410

Zusammenfassung 411

Aufgaben 411


Entwicklungsbiologie 412

1 Fortpflanzung 412
1.1 Ungeschlechtliche Fortpflanzung 412
1.2 Geschlechtliche Fortpflanzung 413
1.2.1 Geschlechtliche Fortpflanzung bei Samenpflanzen 414
1.2.2 Geschlechtliche Fortpflanzung bei Tieren und Mensch 414
Exkurs: Parthenogenese 415
1.3 Generationswechsel 416

2 Keimesentwicklung der Samenpflanzen 418

3 Keimesentwicklung von Tieren und Mensch 419
3.1 Keimesentwicklung der Amphibien 419
3.2 Keimesentwicklung der Reptilien und der Vögel 423
3.3 Embryonalentwicklung des Menschen 423

4 Entwicklungsphysiologie 426
4.1 Determination und Differenzierung 426
4.1.1 Determination 426
4.1.2 Differenzierung 430
4.2 Musterbildung und Morphogenese 431

5 Forschung mit Stammzellen 433
Exkurs: Embryonenschutz 435

Zusammenfassung 436

Aufgaben 437


Evolution 438

1 Geschichte der Evolutionstheorie 438
1.1 Die Entwicklung vor Darwin 438
1.2 Von Darwin bis ins 20. Jahrhundert 440

2 Evolutionstheorie 442
2.1 Evolutionsfaktoren 442
2.1.1 Mutationen als Grundlage der Evolution 442
Exkurs: Artbegriff 442
2.1.2 Selektion 443
Exkurs: Fitness und genetische Bürde 443
Exkurs: Polymorphismus 446
Exkurs: Coevolution 447
Exkurs: Tarn- und Warnfärbung als Selektionswirkungen 448
2.1.3 Gendrift 450
2.1.4 Genetische Rekombination 450
2.2 Artbildung und Isolation 451
2.2.1 Allopatrische Artbildung 452
2.2.2 Sympatrische Artbildung 452
2.2.3 Biologische Isolationsmechanismen 453
2.3 Rahmenbedingungen der Evolution 454
2.4 Transspezifische Evolution 455
Exkurs: Evolution des Auges 456
2.5 Soziobiologie 457
2.5.1 Verwandtschaftsselektion und Gesamtfitness 457
2.5.2 Geschlechterbeziehungen und Paarungssysteme 458
2.5.3 Evolutionsstabile Strategien 460

3 Stammesgeschichte 461
3.1 Stammesgeschichtsforschung als Homologieforschung 461
3.1.1 Homologien im Bau der Lebewesen 461
3.1.2 Homologien in der Ontogenese 464
3.1.3 Biochemische und molekulare Homologien 465
Exkurs: Bildung neuer Gene 467
3.1.4 Homologie von Parasiten 467
3.2 Geschichte des Lebens 468
3.2.1 Frühzeit der Erde und chemische Evolution 468
Exkurs: Fossilien und Altersbestimmung 468
3.2.2 RNA-Welt und Protobionten 470
Exkurs: Endosymbionten-Theorie 472
Exkurs: Plattentektonik und Evolution 473
3.2.3 Evolution im Präkambrium 474
3.2.4 Evolution im Phanerozoikum 476
Exkurs: Übergangsformen 481
3.3 Stammbäume der Lebewesen 482
3.3.1 Aufstellung von Stammbäumen 482
Exkurs: Methode der Stammbaum-Entwicklung 483
3.3.2 Molekularbiologische Stammbäume 484
3.3.3 Stammesgeschichte der Organismen 486
3.4 Folgerungen aus der Stammbaumforschung 490
3.4.1 Adaptive Radiation 490
3.4.2 Massenaussterben (Extinktion) 491
3.4.3 Gradualismus und Punktualismus 492
3.4.4 Geschwindigkeit der Evolution 492
3.4.5 Höherentwicklung 492
Exkurs: Bedeutung und Kritik der Evolutionstheorie 493

4 Evolution des Menschen 494
4.1 Stellung des Menschen im natürlichen System der Organismen 494
4.2 Sonderstellung des Menschen 496
4.3 Stammesgeschichte des Menschen 499
4.3.1 Vorfahren des Menschen 499
4.3.2 Menschwerdung (Hominisation) 500
4.3.3 Vormenschen 500
4.3.4 Menschen (Gattung Homo) 501
Exkurs: Probleme der Einordnung und Namensgebung von Fossilfunden 501
4.3.5 Großgruppen des heutigen Menschen 506
4.4 Kulturelle Evolution 507
4.4.1 Kulturentwicklung in der Vorgeschichte 507
4.4.2 Prinzipien der kulturellen Evolution 508
Exkurs: Soziobiologie und menschliches Verhalten 509
Exkurs: Evolution und Disziplinen der Biologie 510
Exkurs: Evolution und Ordnung 510

Zusammenfassung 511

Aufgaben 512


Erkenntniswege der Biologie
514

Baupläne der Lebewesen
522


Glossar 534
Register 550
Bildquellen 560