Allgemeine Physiologie Der Pflanzenzelle / General Physiology of the Plant Cell

ISBN-13: 9783642946776 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 1072 str.

H. Ullrich

Spis treści

— Contents.- I. Einführung und Übersicht.- II. Kinetics of cellular processes. With 1 figure.- Surface energy.- Adsorption.- Diffusion pressure.- Potentials.- Entropy.- Electrokinetics.- Membrane potentials.- The function of bioelectric currents.- Energy emanating from living material.- Fields.- Literature.- III. Die osmotischen Eigenschaften der Zelle (und der Gewebe).- A. Hydration and cell physiology.- I. Water content of cells and tissues.- II. Intracellular distribution of water.- A. Cell wall.- B. Protoplasm.- C. Vacuole.- D. Water balance within cells.- III. Cell hydration and cell reactions.- A. Growth.- B. Resistance to heat, cold, and desiccation.- C. Enzyme activity.- D. Mitochondrial action.- Literature.- B. Wall and turgor pressure and tension. Diffusion pressure deficit or suction force. With 4 figures.- I. Wall and turgor pressure and tension.- 1. Turgor pressure.- 2. Wall pressure.- 3. Tension.- II. Diffusion pressure deficit or suction force.- 1. Diffusion pressure.- 2. Diffusion pressure deficit.- 3. Alternative concepts for diffusion pressure deficit.- 4. Diffusion pressure deficit (“suction force”) of plant cells.- Literature.- C. Osmotic pressure or osmotic value. With 2 figures.- I. Introduction.- a) Definitions.- b) Early studies on osmosis.- II. Osmotic pressure and the gas laws.- a) Van’tHoff’s equation for dilute solutions.- b) Osmotic pressure, vapor pressure, and freezing point depression.- III. Determination of the osmotic pressure of plant saps.- a) The plasmolytic method.- b) The cryoscopic method.- IV. Osmotic pressures of plant cells.- a) Cell sap composition and osmotic pressure.- b) Range of osmotic pressures in plants.- Species variations.- Host and parasite relations.- Variations within the individual plant.- Diurnal and seasonal cycles.- Effects of the external medium.- Literature.- D. Plasmolyse und Deplasmolyse. Mit 8 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Zellmembran und Adhäsion.- Die Membrandurchlässigkeit.- Die Adhäsion des Protoplasten.- Die Ablösung des Protoplasten von der Zellwand.- Aufquellung der Zellwand.- III. Der Ablauf der Plasmolyse.- A. Die osmotischen Verhältnisse beim Plasmolysevorgang.- B. Plasmolysestadien.- C. Plasmolyseort, -form und -zeit.- Plasmolyseort.- Plasmolyseform.- Die Zeiten des Plasmolyseablaufes.- Faktoren und Korrelationen für Plasmolyseort, -form und -zeit.- Qualitäten des Cytoplasmas und der Zellwand.- Elemente höherer mechanischer Festigkeit im Protoplasten.- Qualitäten der Vacuole.- Außenfaktoren.- Korrelationen.- D. Verschiebungen des plasmolysierten Protoplasten.- IV. Das Ausbleiben jeglicher Plasmolyse.- V. Protoplastenkontraktionen ohne hypertonisches Milieu.- VI. Deplasmolyse.- VII. Verhalten der Plasmaschichten bei Plasmolyse.- A. Das Plasmalemma.- Die Plasmaoberfläche.- Die Fusion von Protoplasten.- B. Die Tonoplastenhaut.- C. Das Mesoplasma.- a) Kappenplasmolyse.- b) Spontane oder aplasmolytische Vacuolenkontraktion.- c) Plasmolytische Vacuolenkontraktion.- d) Plasmoschise.- VIII. Die einzelnen Teile des Protoplasten bei Plasmolyse.- A. Das Cytoplasma.- a) Allgemeines Verhalten bei Plasmolyse.- Quellung.- Viscosität.- Plasmaströmung.- b) Besondere plasmatische Elemente.- Plasmafäden.- Plasmagebilde in der Vacuole.- Plasmatröpfchen.- c) Spezielle Neubildungen.- Teilprotoplasten.- Tonoplasten.- Regenerationsoder Vernarbungsmembranen.- B. Der Zellkern.- C. Die Plastiden.- Systrophe.- Plasmasystrophe.- D. Die Vacuole.- IX. Der Einfluß von Plasmolyse und Deplasmolyse auf das Verhalten der Zelle.- A. Lebensdauer und Schädigung.- B. Änderungen von Zellfunktionen durch Plasmolyse.- Lokomotion.- Zellteilung.- Wachstum.- Stoffwechsel.- Resistenz.- C. Permeabüität.- X. Plasmolyseverhalten der Zelle in Relation zu ihrer Lage im Zellverband und zum Alter.- Die Lage im Zellverband.- Relationen zum Alter.- XI. Plasmoptyse und Plasmorrhyse.- Plasmoptyse.- Plasmorrhyse.- Literatur.- IV. Der Stoffaustausch der Zelle (und der Gewebe).- A. Einführung, Begriffsbestimmung: Permeabilität, nichtdiosmotische Stoffaufnahme und -abgabe.- 1. Stoffaustauschwerte M.- 2. Osmotische Stoffaufnähme und -abgäbe I: Der Konzentrationsgradient.- 3. Osmotische Stoffaufnahme und -abgabe II: Der Gradient des elektrochemischen Potentials.- 4. Nichtdiosmotische Stoffaufnahme und -abgabe.- 5. Der Stoffaustausch.- Literatur.- B. Mathematische Grundlagen.- a) Energetics and mathematical treatment of diffusion. With 5 figures.- The concept of diffusion.- Net and gross diffusion rates.- Fick’s law.- Comparison with mass flow.- Alternative form of Fick’s law.- Some general properties of the equation.- Scale effect.- Integration of Fick’s equation.- Case 1.- Case 2 Diffusion waves.- Onsager’s generalisation of Fick’s equation.- Free energy of dilution.- The molecular picture of diffusion.- The law of equipartition of energy.- The Maxwellian distribution.- Rate of diffusion across a membrane.- Effect of temperature and nature of gas.- Diffusion in liquid systems.- Origin of the activation energy.- The entropy of activation.- The nature of the diffusion coefficient.- Diffusion of large molecules.- Literature.- b) Mathematische Analyse experimenteller Ergebnisse: Gewinnung der Permeabilitätskonstanten, Stoffaufnahme- und -abgabewerte. Mit 3 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Übersicht über die Grundannahmen und Voraussetzungen.- A. Allgemeine Grundannahmen für den Versuchsverlauf.- B. Eigenschaften der Versuchsanordnung.- C. Eigenschaften des Objekts.- D. Weitere Voraussetzungen zur Auswertung der Versuchsresultate.- III. Die experimentellen Methoden zur Feststellung von Stoffwanderung und Wasserverschiebung.- Formeln für Protoplastenoberfläche und -volumen von zylindrischen und kugeligen Zellen.- IV. Maße des Transportes und der Permeation gelöster Stoffe.- A. Maße für den Stoff transport.- B. Maße für die Permeabilität.- a) Permeabilitätsmaße ohne Annahme eines Ausgleichsgesetzes.- b) Permeabilitätsmaße mit Annahme eines Ausgleichsgesetzes.- 1. Permeabilitätsmaße, welche sich aus der Gleichung $${ \over } = \cdot A\;(C - k)$$ ableiten.- ?) Berechnungen für konstant bleibende oder konstant angenommene Oberfläche A und/oder Volumen V des Protoplasten bzw. der Zelle.- ?) Berechnungen, bei welchen die stetigen Änderungen von A und V berücksichtigt sind.- 2. Permeabilitätsmaße, welche auf andere Ausgangsgleichungen zurückgehen.- V. Maße für Wassertransport und Wasserpermeabilität.- A. Maße für den Wassertransport.- B. Maße für die Wasserpermeabüität.- 1. Gleichungen für den Wassertransport durch Diffusion.- 2. Gleichungen für osmotische Saugkräfte.- 3. Ausgangsgleichungen für Konzentrationsdifferenzen.- aa) Konzentrationen von osmotisch wirksamen Substanzen.- bb) Wasserkonzentrationen.- VI. Die gegenseitige Vergleichbarkeit der nach den verschiedenen Formeln berechneten Transportwerte und Permeabilitätskonstanten.- A. Allgemeines.- B. Der mittelbare Vergleich von Permeabilitätskonstanten verschiedener Ausgangsgleichungen.- Bedeutung, Dimensionsprodukt und Maßeinheit der Formelzeichen.- a) Hauptsymbole.- b) Indices.- Literatur.- C. Methoden zur Messung des Stoffaustausches.- 1. Optische Methoden.- a) Vitalfärbung.- b) Die Indicatormethode.- c) Die Niederschlagsmethode.- d) Weitere optische Methoden.- 2. Chemisch-analytische Methoden.- a) Makroskopische Einzelzellen als Objekt.- b) Zellsuspensionen als Versuchsobjekte.- c) Gewebescheiben als Versuchsobjekte.- d) Wurzeln und andere Pflanzenorgane als Versuchsobjekte.- e) Die Isotopenmethode.- 3. Osmotische Methoden.- 4. Andere Methoden.- a) Elektrische Messungen.- b) Bestimmung des spezifischen Gewichts.- c) Diffusions versuche mit membranartigen Geweben.- d) Physiologische und toxikologische Effekte als Kriterien der Permeation.- 5. Wahl der geeignetsten Methode.- Literatur.- D. Die Stoffaufnahme des Protoplasten.- a) Einführung. Der Ort des Penetrationswiderstandes.- Geschichtliches.- Der Penetrationswiderstand des Mesoplasmas verglichen mit demjenigen.- Plasmagrenzschichten.- Ist der Penetrationswiderstand des Plasmalemmas viel kleiner als derjenige des Tonoplasten?.- Ist der Penetrationswiderstand des Plasmalemmas wesentlich größer als derjenige des Tonoplasten?.- Zusammenfassendes über den Penetrationswiderstand des Plasmalemmas, des Mesoplasmas und des Tonoplasten.- Der Penetrationswiderstand in der Grenzschicht Cytoplasma/Zellkern.- Die Penetrationswiderstände in den Grenzschichten der Piastiden und der Mitochondrien.- Literatur.- b) Die Aufnahme der Anelektrolyte. Mit 5 Abbildungen.- A. Osmotische Aufnahme von Anelektrolyten.- 1. Die Untersuchungen Overtons; die Lipoidtheorie.- 2. Beggiatoa mirabilis; das Ultrafilterprinzip; die Turgescenzmethode.- 3. Characeen; Lipoidfilterhypothese; chemische Zellsaftanalyse.- 4. Rhoeo discolor; die grenzplasmolytische Methode.- 5. Majanthemum bifolium; plasmometrische Methode.- 6. Die Mechanismen der osmotischen Aufnahme von Anelektrolyten.- B. Mchtosmotische Aufnahme von Anelektrolyten.- 1. Experimentelle Befunde.- a) Akkumulation.- b) Zuckeraufnahme.- c) Anwendung von Stoffwechselgiften.- 2. Mechanismen der nichtosmotischen Anelektrolytaufnahme.- Literatur.- c) Die Aufnahme der Farbstoffe. Yitalfärbung. Mit 10 Abbildungen.- I. Einleitung.- II Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Farbstoffe.- A. Einteilung der Farbstoffe.- B. Dissoziationsverhältnisse.- C. Dispersitätsgrad.- D. Oberflächenaktivität.- E. Löshchkeitsverhältnisse.- Verteilungskoeffizient.- F. Adsorbierbarkeit.- G. Farbton und Fluorescenzerscheinungen.- H. Reinheitsgrad der handelsüblichen Farbstoffe.- III. Methoden der Vitalfärbung.- A. Immersionsverfahren.- B. Injektionsverfahren.- C. Transpirationsmethode.- IV. Verteilung der Farbstoffe in der Zelle.- A. Membranfärbung.- B. Vacuolenfärbung.- C. Kern- und Cytoplasmafärbung.- D. Piastidenfärbung.- E. Mitochondrienfärbung.- F. Sphärosomen-(Mikrosomen-)färbung.- V. Faktoren, die die Aufnahme der Farbstoffe und ihre Verteilung in der Zelle beeinflussen.- A. cH des Außenmediums.- B. cH des Zellsaftes und Speicherstoffe.- C. Salze.- D. Anelektrolyte.- E. Stoffwechselvorgänge.- VI. Theorien der Vitalfärbung.- A. Theorien der Membranfärbung.- B. Theorien der Cytoplasmafärbung.- C. Theorien der Kernfärbung.- D. Theorien der Plastidenfärbung.- E. Theorien der Mitochondrienfärbung.- F. Theorien der Sphärosomenfärbung.- G. Theorien der Vacuolenfärbung.- Literatur.- d) The uptake of salts by plant cells. With 10 figures.- The elements absorbed by plants.- Terminology.- Cell membranes in relation to uptake of salt.- Forces concerned in salt uptake.- Accumulation processes.- Exchange adsorption.- Active transport.- The Lundegärdh theory.- Salt respiration.- Carrier or ion binding systems.- Respiration and salt accumulation.- Factors affecting salt accumulation.- Metabolic activity.- Temperature.- Oxygen.- Preconditioning.- Kind and concentration of ions.- Auxin.- Accumulation in roots in relation to absorption through roots.- Discussion.- Summary.- Literature.- e) The uptake of water by plant cells.- Terminology.- Forces concerned in water uptake.- The osmotic uptake of water.- Factors affecting osmotic uptake of water.- Active or nonosmotic uptake of water.- Discrepancies between cryoscopic and plasmolytic measurements.- Plasmometric measurements.- Respiration and water uptake.- Auxin and water uptake.- Increased uptake of solutes.- Permeability changes.- Extensibility of cell walls.- Stimulation of nonosmotic water uptake.- Conclusions.- Electroosmosis.- Discussion.- Summary.- Literature.- E. Die Permeabilität der Zellwand. Mit 11 Abbildungen.- I. Die Struktur der Zellwand.- A. Mikroskopischer Aufbau.- B. Feinstruktur.- C. Chemischer Aufbau.- D. Quellungseigenschaften der Zellwandbausteine.- II. Permeabilitätstypen der Zellwände.- A. Durchlässige hydrophile Membranen.- B. Beschränkt durchlässige hydrophile Membranen.- C. Hydrophobe Zellwände.- a) Trichome, Annuluszellen, Moosblättchen, Epidermen.- b) Samenschalen.- 1. Permeabilität für Wasser und hydrophile Stoffe.- 2. Permeabilität für lipophile Stoffe.- 3. Polare Permeabilität.- D. Verholzte Membranen.- Literatur.- F. Die Beeinflussung der Stoffaufnahme.- a) Permeability in relation to respiration.- Cell membranes in relation to permeability.- Forces causing movement across membranes.- Respiration, permeability and active transport.- Factors affecting permeability.- Summary.- Literature.- b) Abhängigkeit des Stoffaustausches von der Temperatur. Mit 2 Abbildungen.- Physikalische Grundlagen.- Der Zeitfaktor.- Temperaturabhängigkeit der Anelektrolytaufnahme.- Die Temperaturabhängigkeit der Ionenaufnahme und -abgabe.- Literatur.- c) Die Beeinflussung des Stoffaustausches durch das Licht. Mit 4 Abbildungen.- I. Das Problem.- II. Austausch von Elektrolyten.- III. Wasseraustausch.- IV. Austausch von Anelektrolyten.- 1. Zucker.- 2. Zellfremde Testsubstanzen.- V. Beeinträchtigung der Semipermeabilität.- VI. Die Strahlenaufnahme bei den Permeabilitätsreaktionen.- Literatur.- d) Uptake and ionic environment (including external pH).- I. Osmotic uptake.- A. Diffusion of nonelectrolytes.- B. Diffusion of electrolytes.- C. Ion exchange.- II. Non-osmotic uptake.- A. Nonelectrolytes.- B. Electrolytes.- a) The effect of concentration.- b) The effect of counter-ions.- c) The effect of other ions of the same sign.- d) The effect of other ions of opposite sign.- e) The effect of external Ph.- Literature.- e) Stoffaufnahme und innerer PH-Wert. Mit 3 Abbildungen.- A. Einleitung.- B. Permeabihtätseigenschaften des Plasmas.- C. Ionenaufnahme durch Austauschadsorption.- D. Das Prinzip der „Ionenfalle“.- E. Schlußbetrachtung.- Literatur.- f) Die Beeinflussung der Stoffaufnahme durch den physiologischen Zustand. Mit 5 Abbildungen.- A. Einleitung.- B. Beziehungen zum Entwicklungszustand.- C. Beziehungen zum jahresperiodischen Aktivitätswechsel.- D. Beziehungen zu anderen Typen des Aktivitätswechsels.- E. Beziehungen zur Resistenz.- Literatur.- g) Objekttypen der Permeabilität. Mit 4 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Permeabilitätstypen.- a) Allgemeines.- b) Experimentelle Ergebnisse.- c) Objekttypen.- d) Permeabilitätstypen.- e) Beziehungen zwischen den Permeabilitätstypen.- f) Kritik der Permeabilitätstypen.- g) Über die Einheithchkeit der Permeabilitätsreihen.- III. Die spezifischen Permeabilitätsreihen.- Literatur.- G. Die Theorie der Permeabilität.- I. Permeationsmechanismen.- A. Die formale Behandlung der Diffusion und Permeation.- B. Die molekularkinetische Behandlung der Diffusion und Permeation.- ?) Rein hydrophile Membranen.- ?) Rein hydrophobe Membranen.- ?) Membranen mit hydrophoben und hydrophilen Anteilen.- II. Grenzschichtfeinbau.- Literatur.- H. The mechanism of absorption. With 1 figure.- I. Osmotic uptake.- 1 The concentration gradient.- Diffusion of nonelectrolytes.- 2. The electrochemical potential gradient.- a) Diffusion of electrolytes.- b) The Donnan equüibrium.- ?) The immobile anions.- ?) The effect of pH.- ?) Metabolic production of ions.- c) Combination and complex formation.- d) Exchange ratios.- II. Non-osmotic uptake.- 1. Nonelectrolytes.- 2. Large molecules.- 3. Electrolytes.- Theories of mechanism.- ?) Hypotheses on the carrier.- ?) Hypotheses on the diffusion barrier.- ?) The role of mitochondria.- III. Comparative physiology.- Literature.- I. The loss of substances by cells and tissues (salt glands). With 6 figures.- General introduction.- Loss of substances by individual cells and isolated tissues.- Exosmosis and permeability.- Excretion and metabolism.- The excretion of sodium (sodium-pump).- Active loss of salts by salt glands.- Distribution, morphologic and anatomic features of the glands.- The influence of internal and external factors on the secretion process.- The secretion mechanism.- Literature.- V. Die allgemeinen Bedingungen des Zellstoffwechsels.- A. Die Mitwirkung von Enzymen im Zellstoffwechsel. Konstitution. Kinetik und cytochemische Grundlagen. Mit 6 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Die Konstitution der Fermente.- A. Allgemeines.- B. Enzyme als Proteine.- a) Löslichkeit.- b) Stabilität.- c) Verhalten im elektrischen Feld.- d) Das Molekulargewicht.- e) Artspezifität.- f) Bausteine der Enzyme.- III. Kinetik der Fermentreaktionen.- A. Thermodynamische Voraussetzungen.- B. Reversibilität chemischer Reaktionen, Gleichgewicht.- C. Maximale Arbeit chemischer Reaktionen.- D. Die Reaktionsgeschwindigkeit.- a) Einfluß der Temperatur.- b) Einfluß der Substratkonzentration.- c) Ermittlung der Reaktionskonstanten.- d) Der Enzym-Substrat-Komplex.- e) Die Hemmstoffwirkung.- f) Die Umsatzgeschwindigkeit im Verlauf der Spaltung.- g) Der Einfluß der H+-Konzentration.- h) Das Zusammenwirken von Enzymen.- IV. Cytochemische Grundlagen der Enzymwirkung.- A. Allgemeines.- B. Verteilung der Enzyme in der Zelle.- a) Grundcytoplasma und Plasmapartikel.- b) Zellkern.- c) Golgi-Körper und Plasmamembran.- V. Die Organisation des enzymatischen Reaktionsapparates der Zelle.- Literatur.- B. Mitwirkung der individuellen Zellbestandteile.- a) Der Zellkern.- Freie Nucleotide.- Enzymatische Aktivitäten des Zellkernes.- Enucleationsstudien.- Literatur.- b) Mitochondria and microsomes.- A. Mitochondria.- a) Introduction.- b) Mitochondria and organised respiratory activity.- c) The relationship of mitochondria with terminal oxidases.- d) Energy conservation during mitochondrial oxidations.- e) Metabolic spectrum of plant mitochondria.- Carbohydrate metabolism.- Fat metabolism.- Nitrogen metabolism.- f) Problems of inactivation associated with isolation of plant mitochondria.- g) Mitochondrial regulation of physiological activity.- h) Summary.- B. Microsomes.- a) Introduction.- b) Fatty acid metabolism.- c) Protein metabolism.- Literature.- C. Hydration.- A. Meaning.- B. Hydration of ceil components.- C. Extremes of hydration.- D. Hydration and metabolism.- Literature.- D. Viscosität.- Meßmethoden.- Die Plasmolysemethode.- Vergleich der Methoden.- Wasserbilanz.- Temperatur.- Licht.- Elektrizität.- Mechanische Einwirkung.- Elektrolyte.- Fettlösende Stoffe.- Zelleigene Substanzen.- a) Zelleigene Stoffe bekannter Konstitution.- b) Zelleigene Stoffe unbekannter Art.- Literatur.- E. Die Koordination der Reaktionssysteme. Mit 2 Abbildungen.- 1. Makromoleküle.- a) Wasserbindung.- b) Ionenbindung.- 2. Enzyme und Multienzyme.- 3. Die mikroskopisch sichtbaren Komponenten des Protoplasten.- a) Allgemeines.- b) Die Verteilung der Enzyme in der Zelle.- c) Chondriosomen.- d) Mikrosomen.- e) Zellkern.- f) Cytoplasma.- g) Zelloberfläche.- 4. Makromolekularer Stoffwechsel.- 5. Die Entstehung der Reaktionssysteme.- a) Der Zellkern.- b) Chondriosomen.- c) Chloroplasten.- d) Das Cytoplasma.- e) Vacuolen.- 6. Differenzierung.- Abschließende Bemerkungen.- Literatur.- VI. Beziehungen zwischen den physiologischen Bedingungen und der Zellaktivität.- A. Temperature (heat and cold resistance, frost hardening).- Heat hardiness.- Cold resistance.- Literature.- B. Wassermangel und Zellaktivität. Mit 12 Abbildungen.- I. Einführung.- II. Die Beeinflussung des chemischen Potentials des Wassers durch Wassermangel.- A. Physikalisch-chemische Grundlagen.- B. Die zellphysiologischen Verhältnisse.- a) Die Regulation der Saugkraft.- b) Die Zellaktivität.- III. Der Angriff des Wassermangels auf die Plasmastruktur.- A. Die letale Zerstörung der Plasmastruktur.- B. Vitale Änderungen der Plasmastruktur.- a) Plasmatische Zustandsgrößen.- b) Die Beeinflussung physiologischer Prozesse.- Literatur.- C. Die Wirkung von Licht und Strahlung auf die Zelle. Mit 27 Abbüdungen.- I. Allgemeine Hinweise.- a) Die verschiedenen Strahlensorten.- b) Übersicht über die verschiedenen Strahlenwirkungen.- II. Die Wirkungen ionisierender Strahlen.- a) Grundlagen.- 1. Die Energieübertragung durch Ionisation und Anregung.- 2. Die Treffertheorie der Strahlenwirkung.- 3. Die radiochemischen Vorgänge bei der ionisierenden Strahlung und ihre Bedeutung für die Strahlenwirkungen.- b) Die Strahlenwirkungen.- 1. Die Wirkung der direkten Treffer.- Modellsubstanzen.- Biologische Objekte.- 2. Indirekte Strahlenwirkungen.- Abbau von Modellsubstanzen in Lösungen.- Wirkungen von vorbestrahltem Medium auf biologische Objekte.- 3. Wirkungen ionisierender Strahlung auf Zellen und Gewebe.- Allgemeines.- Die Beeinflussung der Strahlenwirkung durch die Umwelt.- Die unterschiedliche Wirkung verschiedener Strahlensorten.- III. Strahlungswirkungen von UV und sichtbarem Licht.- A. Allgemeine Grundlagen.- a) Chromophore Gruppen und Strahlung absorbierende Substanzen.- b) Absorptionsspektrum, Wirkungsspektrum, Quantenausbeute.- c) Das Schicksal der Anregungsenergie.- B. Bestrahlung mit kurzwelligem ultraviolettem Licht (UV UV-Strahlenwirkung.- 5. Cytologische und stoffwechselphysiologische Wirkungen durch UV.- Cytologische Veränderungen.- Zellphysiologische Veränderungen.- d) Erholungsvorgänge nach UV-Bestrahlung.- 1. Erholungsvorgänge durch Chemikalien und Temperatur.- Chemikahen.- Temperatur.- 2. Erholungsvorgänge nach UV-Bestrahlung durch langwelliges UV und licht.- Allgemeine Beobachtungen.- Das Wirkungsspektrum der Belichtung.Quantenbedarf.- Abhängigkeit der Erholung von äußeren und inneren Faktoren.- Ursachen der lichtbedingten Erholung.- C. Die Wirkungen von langwelligem UV und sichtbarem Licht.- a) Primärvorgänge der Lichtbewegung.- 1. Allgemeines.- 2. Die lichtabsorbierenden Stoffe in der Zelle.- 3. Die photochemischen Wirkungen des Lichtes.- Übertragung der Anregungsenergie durch photosensibilisierende Substanzen.- Inhibitoren der Strahlenwirkung.- 4. Photosensibilisierter Abbau von biologischen Modellsubstanzen.- b) Lichtwirkungen auf die Zelle.- 1. Photodynamische Wirkungen.- 2. Beeinflussung zellphysiologischer Vorgänge durch Belichtung.- Stoff Wechselaktivität, Enzymaktivität, Wuchsstoffe.- Viscosität.- Plasmaströmung.- Permeabilität.- 3. Polarität und Licht.- 4. Photoelektrische Effekte.- 5. Irreversible Veränderungen durch sichtbares Licht.- Letalwirkungen.- Photooxydation.- IV. Die Wirkungen von Hochfrequenzfeldern (Zentimeter-, Ultrakurz- und Langwellen).- Literatur.- D. Ionenwirkungen. Mit 8 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Allgemeine Gesetzmäßigkeiten.- A. Wirkungen von Einzelsalzen.- B. Wirkungen von Salzgemischen. Ionenantagonismus.- C. Die Kolloidtheorie der Ionenwirkungen.- III. Spezielle Ionenwirkungen.- A. Höhere Pflanzen.- B. Mikroorganismen.- C. Zellphysiologische Erscheinungen.- a) Plasmolyseverhalten.- Plasmolyse mit Salzlösungen.- Plasmolyse -nach Vorbehandlung mit Salzen.- b) Verhalten beim Zentrifugieren.- c) Injektion von Salzlösungen.- d) Zellkern.- D. Ionenwirkung und Ionenaufnahme.- E. Ca als Beispiel spezifischer Ionenwirkungen.- F. Die Ionen des Wassers.- IV. Ionen im Stoffwechsel.- A. Quellungsbeeinflussung als Grundlage von Stoffwechselregulationen.- B. Beziehungen zwischen protoplasmatischen und Stoffwechselerscheinungen.- C. Mittelbare und unmittelbare Ionenwirkungen im Stoffwechsel.- Literatur.- E. Elektrophysiologische Phänomene. Mit 11 Abbildungen.- 1. Einleitung, ?- und ?-Potential.- 2. Die elektrische Spannung zwischen Protoplasma und Außenmedium.- 3. Das elektrische Potential des Zellsaftes.- 4. Der elektrische Widerstand des Plasmalemmas.- 5. Der Aktionsstrom.- 6. Elektrische Spannungen an Geweben und deren Veränderungen bei der Erregung und durch elektrische Ströme.- 7. Der elektrische Faktor der Wasserbewegung und sonstiger Stoffbewegungen.- 8. Elektrische Spannungen und Wachstum.- 9. Viscositätserhöhungen durch elektrische Ströme.- Literatur.- F. Narkose und Narkotica. Unter besonderer Berücksichtigung ihrer Einwirkung auf den aktiven Stofftransport und die Protoplasmapermeabilität. Nach einem hinterlassenen Manuskriptfragment. Bearbeitet.- Allgemeines.- Einfluß der Narkotica auf den aktiven Stofftransport.- Einfluß der Narkotica auf die Protoplasmapermeabilität.- Zur Theorie der Beeinflussung der Protoplasmapermeabilität durch Narkotica..- Literatur.- G. Effects of toxic compounds: stimulation, inhibition, injury, and death. With 7 figures.- I. Introduction.- II. Plant poisons—general occurrence and use.- Herbicides.- III. Some underlying principles of toxic action.- a) Properties of the toxicant molecule.- b) Influence of the external molecular environment.- Effect of the solvent.- Effect of additives.- Filming agents.- Activators.- c) Morphological relationships.- d) Stimulation and inhibition, and their interpretation as toxic phenomena.- e) Selective toxicity.- IV. Methods in toxicity studies.- V. Mechanisms of toxic action in plants.- VI. Visible responses of cells to poisons.- a) Effect on protoplasmic streaming.- b) Form and structure changes.- c) Displacement of cytoplasm.- d) Structural cytoplasmic changes.- Viscosity changes.- Separation of phases.- Lipophanerosis.- Granulation.- e) Plasma membrane effects.- f) Nuclear effects.- g) Responses of plastids.- h) Effects on the cell wall.- 1. Dissolution.- 2. Thickening.- 3. Textural changes.- 4. Abnormal growth.- VII. Effect of poisons on certain metabolic functions.- a) Influence on respiratory activity.- b) Effects on photosynthesis.- c) Inhibition of chlorophyll synthesis.- d) Influence on nitrogen metabolism.- e) Metabolic and growth patterns modified by auxin herbicides.- VIII. Cellular bases of herbicidal selectivity.- Literature.- H. Resistenz gegen Infektion. Immunität. Mit 3 Abbildungen.- I. Die präinfektionellen Gregebenheiten in Zellen und Geweben.- A. Die Resistenz von Zellwänden und Cuticula.- 1. Die Eindringungsresistenz der Cuticula.- 2. Die Eindringungs- und Ausbreitungsresistenz der Zellwände.- B. Die Resistenz im Innern der Zellen.- 1. Der Nährstoffgehalt der Zellen.- 2. Der Wuchsstoffgehalt der Wirtszellen.- 3. Die physikalisch-chemischen Bedingungen in der Zelle.- 4. Osmotische Verhältnisse und Permeabilität.- 5. Toxische Zellinhaltsstoffe.- II. Die Abwehrreaktionen der Zellen.- A. Die antiinfektionellen Abwehrreaktionen.- 1. Autonome antiinfektionelle Abwehrreaktionen.- a) Plasmatische Abwehrreaktionen.- b) Nekrogene Abwehrreaktionen.- 2. Induzierte antiinfektionelle Abwehrreaktionen.- a) Sensibilisierung der Wirtspflanze durch den Erreger (Prämunität).- b) Sensibilisierung der Wirtspflanze durch Stoffwechselprodukte des Erregers.- B. Die antitoxischen Abwehrreaktionen.- 1. Histogene Demarkationen.- 2. Gummöse Demarkationen.- C. Die induzierte Toleranz.- Literatur.- VII. Aktivitätswechsel.- A.Vorkommen und Arten des Aktivitätswechsels. Mit 5 Abbildungen.- A. Vorkommen des Aktivitätswechsels.- B. Arten des Aktivitätswechsels.- C. Physiologische Eigentümlichkeiten ruhender und aktiver Zellen.- a) Wassergehalt.- b) Plasmazustand.- c) Chemische Veränderungen.- d) Wuchs- und Hemmstoffgehalt.- e) Beteiligung physikalischer Faktoren.- f) Qualitative Veränderungen während des Aktivitätswechsels.- g) Beziehungen zur Resistenz.- D. Zusammenfassung.- Literatur.- B. Regulierende Faktoren des Aktivitätswechsels. Mit 4 Abbildungen.- A. Einleitung.- B. Der Temperaturfaktor.- a) Wirkung hoher Temperaturen.- b) Wirkung niedriger Temperaturen.- c) Wirkung wechselnder Temperaturen.- C. Lichtwirkungen.- D. Chemische Wirkungen.- E. Wundwirkungen, mechanische Wirkungen.- Literatur.- Nachtrag zu „C. Lichtwirkungen„, S. 872.- C. Endogene Aktivitätsrhythmen. Mit 31 Abbildungen.- A. Einleitung.- B. Rhythmen mit einer Cyclenlänge von mehreren Jahren.- C. Rhythmen mit einer Cyclenlänge von 1 Jahr.- D. Rhythmen mit einer Cyclenlänge von einigen Wochen oder Monaten.- E. Rhythmen mit einer Cyclenlänge von etwa 24 Stunden.- a) Einleitung.- b) Cyclen mit einer Periodenlänge, die etwas größer ist als 1 Tag.- c) Endogene Tagesrhythmik.- F. Etwa tagesperiodische Rhythmen mit induzierten Cyclenlängen.- G. Rhythmen mit noch kürzeren Cyclenlängen.- Literatur.- VIII. Altern und Zelltod. Mit 4 Abbildungen.- I. Einleitung.- II. Altern und Stoffwechsel.- A. Photosynthèse.- B. Die Atmung im Verlaufe des Alterns.- C. Der Eiweißstoffwechsel.- D. Andere Stoffwechselgebiete.- Der Mineralstoffhaushalt.- Sekundäre Pflanzenstoffe.- III. Zellphysiologische Altersveränderungen.- A. Vacuole.- Osmotischer Wert.- pH-Wert.- Redoxpotential.- B. Plasma.- Permeabilität.- Viscosität und Hydratation.- Resistenz.- IV. Ausblick.- Literatur.- Namenverzeichnis—Author Index.- Sachverzeichnis (Deutsch-Englisch).- Subject Index (English-German).