Allgemeine Biologie

Allgemeine Biologie
mit Lernzielorientierung
für Mediziner und Biologen
Von
Prof. Dr. H. U. Koecke
Ehemaliges Zoologisches Institut
der Philipps-Universität Marburg (Lahn)
Mit 68 Abbildungen und 6 Tabellen
sowie einem integrierten Lernzielkatalog
„Biologie für Mediziner"
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F. K. Schattauer Verlag • Stuttgart-New York
Inhaltsverzeichnis
Einleitung (Historischer Rückblick)
A. Allgemeine Zytologie
I. Aufbau der Zelle: Feinstruktur, Funktionen der Organellen . .
1. „Lebende Substanz": Protoplasma, Grundzytoplasma ...
2. Die Zellmembran (Plasmalemma, Zytoplasmamembran) . .
a) Aufbau und Funktion der Zellmembran
a) Der stoffliche Aufbau der Zellmembran
ß) Die Glykokalix
Y) Zellkontakt
ö) Transportvorgänge in der Membran (Trans­
membrantransport)
E) Transportvorgänge durch Verlagerung der Membran
(Endozytosen und Exozytosen)
£) Rezeptoren der Zellmembran
r)) Membranwachstum
3. Membransysteme im Zytoplas'ma
a) Golgi-Feld und Diktyosomen
b) Lysosomen
c) Peroxisomen (microbodies)
d) Endoplasmatisches Retikulum
a) „Rauhes" endoplasmatisches Retikulum
ß) „Glattes" endoplasmatisches Retikulum
e) Mitochondrien
4. Zellorganellen ohne Membranteile
a) Ribosomen
b) Zentriole
c) Mikrotubuli
5. Der Zellkern
a) Kernhülle
b) Chromosomen und Nucleolus
a) Chromosomenbau und Genorte
ß) Chromomeren, Lampenbürstenchromosomen, polytäne Chromosomen („Riesenchromosomen") ....
y) Nucleolus und Entstehung der Ribosomen
B. Proteinbiosynthese: Grundlage für Zellwachstum, Zellvermehrung
und Genwirkung
I. Proteinbiosynthese
1. DNA als Schlüsselsubstanz: der genetische Code
2. Synthese der RNA: Transkription
a) RNA-Polymerasen I—III
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VIII
Inhaltsverzeichnis
b) Aufbau der RNA
a) Biosynthese der m-RNA
ß) Biosynthese der t-RNA
y) Biosynthese der r-RNA
3. Synthese der Proteine (Polypeptide): Translation
a) Die Aktivierung der Aminosäuren
b) Initiation
c) Elongation
d) Termination
II. Antibiotika: Hemmung der Proteinbiosynthese
1. Hemmung der Transkription
2. Hemmung der Translation .
III. Mutationen: Änderungen im genetischen Code
1. Qualitative Veränderungen im genetischen Code: Punkt­
mutationen (Genmutationen)
a) Substitution
b) Deletion und Insertion
2. Künstliche Erzeugung von Mutationen
a) Strahleninduzierte Mutationen
b) Chemische Induktion von Mutationen
3. Quantitative Veränderungen des genetischen Codes:
Chromosomenmutationen (numerische und strukturelle) . .
a) Numerische Chromosomenmutationen
b) Strukturelle Chromosomenmutationen (Chromosomen­
aberrationen)
IV. Genregulation: Änderung der Transkriptionsaktivität
1. Hormone als Genregulatoren
2. Chromosomale Proteine und Genregulation
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C. Kernteilung (Mitose) und Zellteilung (Zytokinese)
303
I. Intermitose (= Interphase)
306
1. Zellzyklus der Intermitose
306
a) G0- und G^Phase
307
b) S-Phase: Replikation der DNA der Chromosomen ... 311
c) G2-Phase
321
II. Kernteilung (= Mitose)
324
1. Phasen der Mitose, Transport der Chromatiden
324
a) Prophase
• 325
b) Metaphase
328
c) Anaphase
333
d) Telophase
335
III. Zellteilung (= Zytokinese)
337
D. Reifeteilung (= Meiose)
I. Zeitpunkt und Funktion der Reifeteilungen
n. Ablauf der Reifeteilungen
343
343
345
Inhaltsverzeichnis
IX
1. Die 1. Reifeteilung (= Reduktionsteilung)
a) Prophase
a) Leptotän (= Leptonema)
ß) Zygotän(= Zygonema)
•. . .
y ) Pachytän (= Pachynema)
ö) Diplotän (= Diplonema)
e) Diakinesis
b) Metaphase I
c) Anaphase I
d) Zellteilung
2. Die 2. Reifeteilung (= Äquationsteilung)
3. Chromosomenfehlverteilung
4. Nomenklatur der reifenden Geschlechtszellen, Keimbahn .
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E. Bau der Gameten, Besamung und Befruchtung
I. Bau der Gameten
1. Bau der Spermien
a) Akrosom
b) Zellkern
c) Halsabschnitt
d) Mittelstück (Verbindungsstück)
e) Schwanzstück, Schwanzfaden (Hauptstück, Geißel) . . .
2. Bau der Oozyte
II. Besamung und Befruchtung
1. Besamung (= Imprägnation)
a) Besamung im Wasser
a) Agglutination
ß) Akrosomreaktion
y) Verschmelzung der Gameten
b) Besamung bei Säugetieren
2. Befruchtung (Kernverschmelzung = Karyogamie)
3. Furchungsteilungen: Beginn der Entwicklung
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F. Evolution
I. Evolution der Moleküle
1. Hämoglobinmolekül
2. Cytochrom c
II. Evolution der Chromosomen
III. Evolution der Zelle
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403
414
418
428
G. Amöboide Zellbewegungen und Gewebsentstehung
I. Amöboide Zellbewegungen
II. Embryonale Induktion und Gewebeentstehung
435
435
440
Literaturverzeichnis
453
Sachverzeichnis
471