Description
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(Table of content)
1 Bau der Zelle (Prokaryoten, Eukaryoten)..- 1.1 Eigenschaften der Zelle.- 1.1.1 Molekül - Organelle - Zelle - Organismus.- 1.1.2 Die Zelle als Grundeinheit des Lebens.- 1.1.3 Die Größe der Zelle.- 1.1.4 Protozyte und Euzyte.- 1.2 Zellorganellen.- 1.2.1 Plasmalemma.- 1.2.2 Zellkern.- 1.2.3 Grundplasma.- 1.2.4 Organellen aus einem Kompartiment.- 1.2.5 Zusammengesetzte Organellen.- 1.2.6 Zellhüllen und Zellverbindungen.- 1.3 Kern-und Zellteilung.- 1.3.1 Mitose.- 1.3.2 Meiose.- 1.3.3 Zellteilung.- 1.4 Evolution der Euzyte.- 1.5 Viren und Bakteriophagen.- 2 Der chemische Bau biologisch wichtiger Makromoleküle..- 2.1 Einleitung.- 2.2 Nucleinsäuren und ihre Bausteine.- 2.2.1 Nucleotide als Bausteine.- 2.2.2 Die kovalente Polynucleotid-Struktur.- 2.2.3 Das Prinzip der Basenpaarung.- 2.2.4 Die Doppelhelix-Struktur der DNA.- 2.2.5 Eigenschaften der DNA.- 2.3 Proteine und ihre Bausteine.- 2.3.1 Aminosäuren als Bausteine.- 2.3.2 Das Prinzip der Verknüpfung.- 2.3.3 Eigenschaften der Aminosäuren.- 2.3.4 Die kovalente Struktur von Proteinen.- 2.3.5 Die Stabilisierung der Strukturelemente durch Wasserstoffbrücken (Sekundärstruktur).- 2.3.6 Die Raumstruktur.- 3 Methoden zur Untersuchung struktureller und funktioneller Eigenschaften einzelner Biomoleküle sowie ganzer biologischer Systeme.- 3.1 Äußere Struktur.- 3.1.1 Allgemeines.- 3.1.2 Experimented Methoden.- 3.2 Innere Struktur und Funktion.- 3.2.1 Strukturanalyse mit Röntgenstrahlen.- 3.2.2 Diffuse Kleinwinkelstreuung von makromolekularen Lösungen.- 3.2.3 Strukturanalyse mit Elektronenstrahlen (Elektronenmikroskopie).- 3.2.4 Lichtstreuung an Makromolekülen.- 3.2.5 Anwendung der Spektralphotometrie im UV- und sichtbaren Bereich.- 3.2.6 Die Anwendung der Photoakustischen Spektroskopie in der Biophysik.- 3.2.7 Wirkungsspektrometrie.- 3.2.8 ORD- und CD-Spektroskopie.- 3.2.9 Anwendung des Mößbauereffektes auf Probleme der Biophysik.- 3.2.10 Methoden zur Untersuchung schneller und funktioneller Eigenschaften einzelner chemischer Reaktionen.- 3.3 Elektronenspin-Resonanz-Spektroskopie.- 3.3.1 Einführung.- 3.3.2 Der Spin-Hamilton-Operator.- 3.3.3 ESR-Spektren von organischen Radikalen in Lösungen - Isotrope Hyperfeinaufspaltung.- 3.3.4 ESR-Spektren von organischen Radikalen im Festkörper - Anisotrope Hyperfeinaufspaltung.- 3.3.5 ESR-Spektren von anorganischen Radikalen - g-Faktor-Anisotropie.- 3.3.6 ESR von organischen Molekülen im Triplett-Zustand - Elektronen-Spin-Spin-Wechselwirkung.- 3.3.7 Relaxationszeiten und Linienform.- 3.3.8 Das ESR-Spektrometer.- 3.3.9 Verwandte Techniken - Mehrfachresonanzen.- 3.3.10 Anwendungen.- 3.4 Kernresonanzspektroskopie.- 3.4.1 Einleitung.- 3.4.2 Grundlegende Theorie.- 3.4.3 Experimentelle Technik.- 3.4.4 Biophysikalische Anwendungen der Kernresonanzspektroskopie.- 4 Intra-und Intermolekulare Wechselwirkungen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Primärstruktur.- 4.2.1 Teilchen.- 4.2.2 Atome.- 4.2.3 Bindungen.- 4.3 Wechselwirkungen zwischen Strukturbausteinen.- 4.3.1 Die Abstoßung von Elektronenpaaren.- 4.3.2 Elektrostatische Kräfte.- 4.3.3 Dispersionskräfte.- 4.3.4 Wasserstoffbrücken.- 4.4 Charge-Transfer-Reaktionen in Biomolekülen.- 4.5 Konformationsumwandlungen in Biopolymeren.- 4.5.1 Einleitung.- 4.5.2 Theoretische Behandlung.- 4.5.3 Experimentelle Beispiele.- 4.6 Polare Wechselwirkungen, Hydratation, Protonenleitung und Konformation biologischer Systeme -Ergebnisse infrarotspektroskopischer Untersuchungen.- 4.6.1 Grundlagen.- 4.6.2 Wechselwirkung und Konformation bei Polynucleotiden.- 4.6.3 Wasserstoffbrücken zwischen Seitengruppen, Protonenleitung, Hydratation und Konformation von Proteinen.- 4.6.4 Experimentelle Technik.- 4.7 Debye-Hückel-Theorie (Kräfte zwischen Molekülen in Lösung).- 4.7.1 Debye-Hückel-Theorie.- 4.7.2 Quantenmechanische Diskussion.- 4.8 Polyelektrolyte und ihre Interaktionen.- 4.8.1 Einleitung.- 4.8.2 Polyelektrolyte in Salzlösungen.- 4.8.3 Polyelektrolyte an Grenzflächen.- 4.8.4 Polyelektrolyte in Komplexen.- 4.8.5 A
Contents
1 Bau der Zelle (Prokaryoten, Eukaryoten)..- 1.1 Eigenschaften der Zelle.- 1.2 Zellorganellen.- 1.3 Kern-und Zellteilung.- 1.4 Evolution der Euzyte.- 1.5 Viren und Bakteriophagen.- 2 Der chemische Bau biologisch wichtiger Makromoleküle..- 2.1 Einleitung.- 2.2 Nucleinsäuren und ihre Bausteine.- 2.3 Proteine und ihre Bausteine.- 3 Methoden zur Untersuchung struktureller und funktioneller Eigenschaften einzelner Biomoleküle sowie ganzer biologischer Systeme.- 3.1 Äußere Struktur.- 3.2 Innere Struktur und Funktion.- 3.3 Elektronenspin-Resonanz-Spektroskopie.- 3.4 Kernresonanzspektroskopie.- 4 Intra-und Intermolekulare Wechselwirkungen.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Primärstruktur.- 4.3 Wechselwirkungen zwischen Strukturbausteinen.- 4.4 Charge-Transfer-Reaktionen in Biomolekülen.- 4.5 Konformationsumwandlungen in Biopolymeren.- 4.6 Polare Wechselwirkungen, Hydratation, Protonenleitung und Konformation biologischer Systeme —Ergebnisse infrarotspektroskopischer Untersuchungen.- 4.7 Debye-Hückel-Theorie (Kräfte zwischen Molekülen in Lösung).- 4.8 Polyelektrolyte und ihre Interaktionen.- 5 Energieübertragungsmechanismen.- 5.1 Allgemeine Grundlagen der Photophysik und Photochemie.- 5.2 Energieübertragungsmechanismen.- 6 Strahlenbiophysik..- 6.1 Einleitung.- 6.2 Die Strahlung und ihre Messung.- 6.3 Beschreibung und Deutung der Strahlenwirkung.- 6.4 Molekulare Strahleneffekte.- 6.5 Strahlenwirkung auf Biomoleküle und molekulare Strukturen.- 6.6 Strahlenwirkung auf Zellen und Organismen.- 6.7 Strahlengefährdung und Strahlenschutz.- 7 Isotopen-Methoden in der Biologie.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Stabile und radioaktive Isotope.- 7.3 Isotopeneffekte.- 7.4 Analytische Isotopenanwendung.- 7.5 Beispiele für Isotopenanwendungen.- 8 Energetische und statistische Beziehungen.- 8.1Allgemeines.- 8.2 Grundbegriffe der Gleichgewichtsthermodynamik.- 8.3 Interpretation thermodynamischer Größen durch die Molekularstatistik.- 8.4 Theorie der absoluten Reaktionsgeschwindigkeiten nach Eyring.- 8.5 Energiefluß in der belebten Welt, ATP, Übertragungspotential.- 8.6 Irreversible Thermodynamik — Ein Überblick. Peter Schuster.- 8.7 Biologische Energiekonservierung.- 9 Enzyme als Biokatalysatoren.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Wie wirken Enzyme?.- 9.3 Wie werden Enzyme reguliert?.- 9.4 Protein-Struktur (Globuläre Proteine).- 9.5 Beispiele.- 9.6 Strukturelle Organisation von Proteinen.- 10 Die biologische Funktion der Nukleinsäuren..- 10.1 Einleitung.- 10.2 Die Replikation der DNA.- 10.3 Genexpression.- 10.4 Regulation der Genexpression.- 11 Thermodynamik und Kinetik von Self-Assembly-Vorgängen..- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Lineare Assoziation.- 11.3 Gleichgewicht.- 11.4 Kinetik.- 11.5 Größenverteilung und Längenbestimmung.- 11.6 Andere Effekte.- 12 Membranen.- 12.1 Membran-Modelle.- 12.2 Physikalische Grundlagen der molekularen Organisation und Dynamik von Membranen.- 12.3 Membranpotentiale.- 12.4 Kontrolle von Differenzierung und Wachstum durch endogene elektrische Ströme.- 12.5 Stofftransport durch biologische Membranen.- 12.6 Biophysik des Atemgastransportes.- 13 Photobiophysik.- 13.1 Photosynthese.- 13.2 Photomorphogenese.- 13.3 Biolumineszenz.- 14 Biomechanik.- 14.1 Die molekulare Physiologie von Kontraktilität und Motilität.- 14.2 Biophysik der Fortbewegung auf dem Land.- 14.3 Biophysik der Fortbewegung im Wasser.- 14.4 Biophysik der Bewegung in der Luft.- 14.5 Biostatik.- 14.6 Biomechanik des Blutkreislaufs.- 14.7 Flüssigkeitsströme in Pflanzen.- 15 Neurobiophysik.- 15.1 Erregung, Erregungsleitung und synaptische Übertragung.- 15.2 Biophysiksensorischer Mechanismen.- 16 Kybernetik.- 16.1 Informationstheorie und Kommunikationstheorie.- 16.2 Einführung in die Kybernetik des Verhaltens am Beispiel der Orientierung im Raum.- 16.3 Systemtheorie von Wahrnehmungsprozessen.- 16.4 Systemanalytische Verhaltensforschung am Beispiel der Fliege.- 16.5 Zur Biophysik biologischer Oszillatoren.- 17 Evolution.- 17.1 Selbstorganisation der Materie und Evolution früher Formen des Lebens.- 17.2 Vom Makromolekül zur primitiven Zelle — Das Prinzip der frühen Evolution.- 17.3 Chemische Evolution und der Ursprung lebender Systeme.
