Über die Autorinnen 17
Einführung 19
Über dieses Buch 19
Konventionen in diesem Buch 20
Was Sie nicht lesen müssen 20
Törichte Annahmen über den Leser 20
Wie dieses Buch aufgebaut ist 21
Teil I: Grundlagen der Biologie 21
Teil II: Zellvermehrung und Genetik - das Thema Sex aus Sicht des Biologen 22
Teil III: Die Welt ist klein und vernetzt 22
Teil IV: Struktur und Funktion tierischen Lebens - Unmengen verschiedener Systeme 23
Teil V: Der Top-Ten-Teil 23
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 23
Wie es weitergeht 24
Teil I: Grundlagen der Biologie 25
Kapitel 1 Die Erforschung der belebten Welt 27
Am Anfang steht immer die Zelle 27
Leben erzeugt Leben: Reproduktion und Genetik 28
Kapitel 2 Die Chemie des Lebens 31
Die Unterscheidung zwischen Atomen, Elementen und lonen 31
Atome - Bausteine der Materie 31
Elemente - die chemischen Grundbestandteile 32
Ionen - immer geladen 32
Isotope - ein wenig Abwechslung muss sein 33
Moleküle, Verbindungen und Bindungen 33
Moleküle mit einem Grundgerüst aus Kohlenstoff: Die Grundlage allen Lebens 35
Die Energiequelle: Kohlenhydrate 35
Der Auf- und Abbau von Zuckern 38
Die Umwandlung von Glukose in Speicherstoffe 38
Die Lebensgrundlage: Proteine 39
Der Aufbau von Proteinen 39
Die wichtigsten Aufgaben von Proteinen 40
Die Steuerelemente: Nukleinsäuren 41
Desoxyribonukleinsäure (DNA) 42
Ribonukleinsäure (RNA) 44
Strukturelemente, Energielieferanten und mehr: Lipide 44
Kapitel 3 Die lebende Zelle 47
Die Zelle - ein Überblick 47
Ein Einblick in die Welt der Prokaryoten 49
Der Aufbau eukaryotischer Zellen 51
Zellen und Organellen 52
Die Plasmamembran: Zusammenhalt muss sein 53
Das Flüssig-Mosaik-Modell 54
Stofftransport durch die Plasmamembran 56
Passive Transportvorgänge 57
Aktive Transportvorgänge 59
Das Zytoskelett - Stütze der Zelle 59
Der Zellkern - die Kontrollinstanz 60
Die Ribosomen - Werkbank für den Proteinaufbau 61
Das endoplasmatische Retikulum - die Fabrik der Zelle 62
Der Golgi-Apparat - die Packstation der Zelle 62
Lysosomen - die Müllabfuhr der Zelle 63
Peroxisomen - die Entgifter der Zelle 63
Mitochondrien - die Kraftwerke der Zelle 64
Chloroplasten - Energieumwandler, die nicht jede Zelle hat 65
Enzyme - Starthilfe für Reaktionen 65
Enzyme verändern sich nicht ... 67
... sondern verringern die Aktivierungsenergie 68
Cofaktoren und Coenzyme - Helfer der Enzyme 69
Die Kontrolle von Enzymen durch hemmende Rückkopplung 69
Kapitel 4 Energie als Bestandteil des Lebens 71
Die Umwandlung von Molekülen 71
Energieübertragung mittels ATP 72
Nahrungsaufnahme zur Versorgung mit Material und Energie 74
Nahrungssuche und Nahrungserzeugung 74
Photosynthese: Nahrungserzeugung aus Sonnenlicht, Kohlenstoffdioxid und Wasser 76
Energieumwandlung - Nutzung der Sonne als Energiequelle 78
Die Verbindung von Stoffen und Energie 79
Zellatmung: Energiegewinn durch Nahrungsaufspaltung mit Hilfe von Sauerstoff 80
Aufspaltung der Nahrung 81
Energieübertragung auf ADP unter Bildung von ATP 83
Teil II: Zellvermehrung und Genetik - das Thema Sex aus Sicht des Biologen 85
Kapitel 5 Teilen, um zu erobern: Die Zellteilung 87
Vermehrung: Sicherung des Fortbestandes 87
Willkommen bei der DNA-Vervielfältigung 89
Zellteilung: Die Ablösung von Altem durch Neues 93
Interphase: Zeit, sich zu ordnen 94
Mitose: Gerechtes Teilen unter Geschwistern 97
Die vier Abschnitte der Mitose 97
Meiose: Vielfalt durch 'den kleinen Unterschied' 98
Meiose I 103
Meiose II 104
Wie die geschlechtliche Vermehrung zur genetischen Vielfalt beiträgt 104
Mutationen 105
Crossing-over 105
Unabhängige Zuordnung 106
Befruchtung 106
Ausbleibende Trennung 106
Die Geschlechtschromosomen 108
Kapitel 6 Zu Ehren von Mendel: Die Grundlagen der Genetik 111
Einzigartigkeit: Erbliche Merkmale und Faktoren, die sie beeinflussen 111
Versuche mit Erbsen: Die Mendel'schen Vererbungsregeln 113
Reinzucht der Elterngeneration 114
Die Untersuchung der Nachkommen: F1- und F2-Generationen 114
Ein Überblick über Mendels Ergebnisse 115
Genetische Fachbegriffe 116
Kreuzungszucht 118
Die genetische Forschung beim Menschen 121
Das Zeichnen von Stammbäumen 121
Die Untersuchung der Art der Vererbung 122
Schlussfolgerungen für Merkmale 125
Kapitel 7 Das Buch des Lebens: DNA und Proteine 127
Proteine erzeugen Merkmale, und DNA erzeugt Proteine 127
Der Weg von der DNA über die RNA zum Protein: Der Kernsatz der molekularen Biologie 128
Das Abschreiben der Botschaft der DNA: Transkription 129
Die Helfer bei der Transkription 131
Die Vorgänge bei der Transkription 131
Die abschließenden Arbeiten: Die RNA-Verarbeitung 133
Die Übersetzung des genetischen Codes: Translation 134
Der Nutzen von Codons und Anticodons 136
Die Vorgänge bei der Translation 137
Fehler und ihre Folgen: Die Bedeutung von Mutationen 140
Die Kontrolle der Zelle durch Steuerung der Gene 142
Die Anpassung an Umweltveränderungen 143
Experten durch Differenzierung 143
Kapitel 8 Die Arbeit mit dem genetischen Code: DNA-Technologie 147
Die Bandbreite der DNA-Technologie 148
Das Schneiden von DNA mit Hilfe von Enzymen 148
Das Zusammenführen von DNA aus unterschiedlicher Herkunft 149
Die Trennung von Molekülen durch Gelelektrophorese 151
Das Kopieren von Genen mittels PCR 152
Das Lesen von Genen: DNA-Sequenzierung 154
Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms 156
Genetisch veränderte Organismen 158
Argumente für die Nutzung von GVO 158
Bedenken bei der Nutzung von GVO 159
Teil III: Die Welt ist klein und vernetzt 163
Kapitel 9 Erkundung der belebten Welt: Biodiversität und Klassifikation 165
Biodiversität: Die Stärke der Vielfalt
und Unterschiedlichkeit 165
Die Bedeutung der Biodiversität 166
Die Bedrohung der Biodiversität durch menschliches Handeln 167
Das Aussterben von Arten 168
Grundpfeiler von Lebensgemeinschaften 169
Indikatoren 170
Der Erhalt der Biodiversität 170
Ruhmlose Helden: Die Bakterien 172
Bakterien ähnlich und doch anders: Die Archäen 172
Vertraute Lebensformen: Die Eukaryoten 173
Der Baum des Lebens: Das Klassifikationssystem der Lebewesen 176
Verwandtschaftsbeziehungen und Domänen 177
Die Einteilung des Lebens in immer kleinere Gruppen 178
Bedeutungsvolle Namensgebung 182
Kapitel 10 Das Zusammenleben von Organismen 183
Ökosysteme bringen alles zusammen 183
Die Untersuchung von Populationen 184
Populationsdichte 184
Populationsdynamik 185
Das Wachstum von Populationen 186
Das biotische Potenzial 188
Faktoren, die das Wachstum von Populationen beeinflussen 188
Die Aufnahmefähigkeit eines Lebensraumes 189
Wachstumskurven 190
Die Erdbevölkerung oder menschliche Population 191
Das explosionsartige Wachstum der menschlichen Population 191
Das demografische Übergangsmodell 193
Energie- und Stoffkreisläufe in einem Ökosystem 194
Der Fluss der Energie 196
Energetische Grundregeln 197
Die Energiepyramide 197
Stoffkreisläufe in Ökosystemen 199
Der Kohlenstoffkreislauf 200
Kapitel 11 Die Entstehung von Arten in einer Welt im Wandel 203
Die Herkunft des Lebens - ein Blick in die Geschichte 204
Wie Charles Darwin jahrhundertealte Annahmen über das Leben auf der Erde hinterfragt 205
Was wir alles den Vögeln zu verdanken haben 205
Darwins Theorie der biologischen Evolution 207
Die natürliche Selektion 207
Natürliche und künstliche Selektion im Vergleich 208
Die Bedingungen, unter denen natürliche Selektion stattfindet 209
Die vier Arten der natürlichen Selektion 210
Belege für die biologische Evolution 212
Biochemie 213
Vergleichende Anatomie 213
Geografische Verteilung von Arten 215
Molekularbiologie 216
Fossile Funde 217
Beobachtungen 217
Datierung mit Hilfe von Radioisotopen 218
Widerstreit der Meinungen: Evolution versus Kreationismus 219
Die Evolution des Menschen 221
Fossile Funde 222
Spurensuche in der DNA 225
Das große Gehirn von Homo sapiens 226
Teil IV: Struktur und Funktion des tierischen Lebens - zwei der wichtigsten Organsysteme 229
Kapitel 12 Das Nervensystem 231
Der komplizierte Aufbau des Nervensystems 231
Die Unterschiede zwischen ZNS und PNS 232
Die Struktur von Nervenzellen 233
Die Signalverarbeitung durch Nervenzellen 235
Reflexe: Handeln, ohne nachzudenken 236
Das Gehirn 237
Die Ausbreitung von Nervenimpulsen 239
Die Reizung einer Nervenzelle 239
Die Reizübermittlung zwischen Nervenzellen 241
Kapitel 13 Fortpflanzung bei Tieren 245
Ungeschlechtliche Vermehrung 245
Geschlechtliche Vermehrung 246
Die Gameten 247
Spermatogenese: Die Erzeugung von Zellen, die sich schwimmend fortbewegen 248
Oogenese: Die Erzeugung von Eizellen 248
Das Paarungsverhalten und andere Vorbereitungen für den großen Moment 250
Paarungszeiten 251
Die Suche nach einem Paarungspartner 251
Die Fortpflanzung bei Tieren 253
Differenzierung, Individualentwicklung und Determination 255
Die Fähigkeit, zu jeder beliebigen Zelle werden zu können 256
Teil V: Der Top-Ten-Teil 259
Kapitel 14 Zehn großartige Entdeckungen der Biologie 261
Das Unsichtbare sichtbar machen 261
Die Entdeckung des Antibiotikums: Penicillin 262
Der Pockenschutz des Menschen 262
Die Aufklärung der DNA-Struktur 262
Die Aufklärung und Bekämpfung von Erbdefekten 263
Die Aufklärung der Grundregeln der modernen Genetik 263
Die Theorie der natürlichen Selektion 264
Die Formulierung der Zelltheorie 264
Energiebewegung durch den Krebs-Zyklus 265
DNA-Vervielfältigung durch PCR 265
Stichwortverzeichnis 267
