Biologia roślin Część 1
Jest to tłumaczenie ósmego wydania bardzo popularnego w świecie podręcznika biologii roślin, który w niezwykle przystępny sposób przedstawia przegląd zagadnień tworzących szeroko rozumianą naukę o roślinach, od biologii i energetyki komórki roślinnej począwszy, poprzez genetykę i ewolucję roślin, budowę i rozwój roślin okrytonasiennych, fizjologię roślin nasiennych, skończywszy na szeroko pojętej ekologii, ze szczególnym podkreśleniem znaczenia roślin w różnych środowiskach życia na Ziemi.
W podręczniku położono akcent na przejrzystość. Podano definicję każdego wprowadzanego terminu oraz zilustrowano opisane zjawiska i procesy rysunkami oraz zdjęciami, w tym również mikrofotografiami z mikroskopu elektronowego.
Każdy rozdział rozpoczyna się fotografią z podpisem, który odnosi się bezpośrednio do jego treści merytorycznej. Rozdział ten zawiera: streszczenie, pytania kontrolne związane z tekstem, podsumowanie oraz pytania, na które odpowiedzi Czytelnik powinien poznać podczas lektury.
Wydanie polskie podzielone jest na dwie części.
W części pierwszej w sekcji znajduje się wprowadzenie do botaniki,
biologia komórki roślinnej ze szczegółowym omówieniem budowy molekularnej, cyklu komórkowego i przemieszczania się substancji do i z komórek. Następnie przedstawiono energetykę komórki roślinnej od przepływu energii, poprzez oddychanie komórkowe aż do wyjaśnienia procesu przechwytywania i przekształcania energii słonecznej w energię chemiczną podczas fotosyntezy. Sekcja dotycząca genetyki i ewolucji poświęcona jest rozmnażaniu płciowemu, dziedziczności i ekspresji genów, a także technologii rekombinacji DNA, biotechnologii roślin i genomice. Wiele miejsca poświęcono Darwinowskiej teorii ewolucji opartej na doborze naturalnym, genetyce populacyjnej i izolacji genetycznej. Sekcja dotycząca różnorodności zwraca uwagę na efekty ewolucji, czyli na liczne i różnorodne gatunki organizmów zamieszkujących obecnie naszą biosferę.
Część pierwszą kończy sekcja poświęcona związkom roślin i ludzi. Znajdują się w niej informacje o powstaniu i rozwoju rolnictwa, jego wpływie na wzrost liczby ludności, informacje o zielonej rewolucji i przyszłości rolnictwa. Nie zabrakło też informacji o leczniczych właściwościach roślin. W części drugiej opisano budowę i rozwój roślin okrytonasiennych. Sekcję tę rozpoczyna tematyka związana z powstawaniem i rozwojem zarodka, czyli embriogenezą. W czasie tego procesu ustalony zostaje ogólny plan budowy rośliny. Następnie omówiono komórki i tkanki roślinnie, budowę i rozwój pędów i korzeni oraz łodyg.
Kolejna sekcja poświęcona jest fizjologii roślin nasiennych. Dowiedzieć się z niej można, jaką rolę w regulacji wzrostu roślin odgrywają hormony roślinne i czynniki zewnętrzne, jakie pierwiastki są niezbędne do wzrostu roślin i jakie funkcje pełnią, jaki wpływ na wzrost rośliny wywiera gleba oraz jak odbywa się przemieszczanie wody i substancji w roślinach. Ostatnia sekcja została poświęcona ekologii.
Podręcznik kierowany jest do studentów: biologii, rolnictwa, ogrodnictwa, leśnictwa, biotechnologii, ochrony środowiska, farmacji, studiujących na uniwersytetach, uczelniach rolniczych, medycznych, technicznych i pedagogicznych oraz osób ciekawych świata roślin.
Przedmowa IX
WPROWADZENIE 1
1. Botanika: wprowadzenie 2
Ewolucja roślin 3
Ewolucja zbiorowisk roślinnych 8
Pojawienie się człowieka 10
Podsumowanie 15
Pytania 15
SEKCJA 1 BIOLOGIA KOMÓRKI ROŚLINNEJ 17
2. Budowa molekularna komórek roślinnych 18
Cząsteczki organiczne 19
Węglowodany 19
Lipidy 22
Białka 25
ESEJ: Wegetarianie, aminokwasy i azot 26
Kwasy nukleinowe 30
Metabolity wtórne 31
Podsumowanie 36
Pytania 38
3. Komórka roślinna i cykl komórkowy 39
Prokarionty i eukarionty 40
ESEJ: Teoria komórkowa a teoria organizmalna 41
Komórka roślinna: przegląd 42
Jądro 43
Chloroplasty i inne plastydy 45
Mitochondria 49
Peroksysomy 50
Wakuole 51
Retikulum endoplazmatyczne 52
Aparat Golgiego 53
Cytoszkielet 55
Wici i rzęski 56
Ściana komórkowa 57
ESEJ: Ruch cytoplazmy w olbrzymich komórkach glonów 59
Cykl komórkowy 63
Interfaza 66
Mitoza i cytokineza 66
Podsumowanie 73
Pytania 76
4. Przemieszczanie się substancji do i z komórek 77
Zasady ruchu wody 78
Komórki i dyfuzja 80
Osmoza i organizmy żywe 81
ESEJ: Imbibicja 82
Budowa błon komórkowych 83
Transport substancji rozpuszczonych przez błony 85
ESEJ: Badanie kanałów jonowych techniką patch-clamp 86
Transport pęcherzykowy 88
Komunikacja międzykomórkowa 89
Podsumowanie 92
Pytania 94
SEKCJA 2 ENERGETYKA KOMÓRKI ROŚLINNEJ 97
5. Przepływ energii 98
Zasady termodynamiki 99
Reakcje utleniania i redukcji 102
Enzymy 104
Rola kofaktorów w działaniu enzymów 105
Szlaki metaboliczne 106
Regulacja aktywności enzymów 106
Nośnik energii: ATP 108
Podsumowanie 109
Pytania 110
6. Oddychanie komórkowe 111
Ogólny przebieg utleniania glukozy 111
Glikoliza 112
Procesy tlenowe 114
Inne substraty oddechowe 120
Procesy beztlenowe 120
ESEJ: Bioluminescencja 122
ESEJ: Piwo i botanika 123
Strategia metabolizmu energetycznego 124
Podsumowanie 124
Pytania 125
7. Fotosynteza, światło i życie 126
Historia badań nad fotosyntezą 126
Natura światła 129
Rola barwników 130
ESEJ: Światło a życie 130
Reakcje zachodzące podczas fotosyntezy 133
Wiązanie i redukcja węgla 138
ESEJ: Globalne ocieplenie stało się faktem 143
Podsumowanie 150
Pytania 151
SEKCJA 3 GENETYKA I EWOLUCJA 153
8. Rozmnażanie płciowe i dziedziczność 154
Rozmnażanie płciowe 155
Chromosom eukariotyczny 156
Mejoza 156
Jak dziedziczone są cechy 161
Dwa prawa Mendla 163
Sprzężenie genów 165
Mutacje 166
Rozszerzenie koncepcji genu 169
Rozmnażanie bezpłciowe: alternatywna strategia 172
Zalety i wady rozmnażania bezpłciowego i płciowego 173
Podsumowanie 174
ESEJ: Rozmnażanie wegetatywne: niektóre sposoby 175
Pytania 177
9. Chemia dziedziczności i ekspresji genów 178
Struktura DNA 178
Replikacja DNA 180
Od DNA do białek: rola RNA 183
Kod genetyczny 183
Synteza białek 185
Regulacja ekspresji genów u eukariontów 187
DNA w chromosomie eukariotycznym 191
Transkrypcja i obróbka mRNA u eukariontów 193
Niekodujący RNA i regulacja ekspresji genów 195
Podsumowanie 195
Pytania 196
10. Technologia rekombinacji DNA, biotechnologia roślin i genomika 197
Technologia rekombinacji DNA 197
Biotechnologia roślin 204
ESEJ: Modelowe rośliny: Arabidopsis thaliana i Oryza sativa 205
ESEJ: Totipotencja 208
Genomika 211
Podsumowanie 214
Pytania 215
11. Ewolucja 216
Teoria Darwina 216
Koncepcja puli genów 218
Zachowanie genów w populacjach: prawo Hardy'ego-Weinberga 219
Czynniki zmian 219
Odpowiedź populacji na dobór 221
ESEJ: Rośliny inwazyjne 223
Wynik doboru naturalnego: adaptacja 224
Pochodzenie gatunków 227
Jak dochodzi do specjacji? 228
ESEJ: Radiacja adaptacyjna lobeliowatych na Hawajach 234
Pochodzenie głównych grup organizmów 236
Podsumowanie 238
Pytania 239
SEKCJA 4 RÓŻNORODNOŚĆ 241
12. Systematyka: nauka o różnorodności biologicznej 242
Taksonomia: nomenklatura i klasyfikacja 242
Kladystyka 247
ESEJ: Ewolucja konwergentna 247
ESEJ: Google Earth: narzędzie wspomagające odkrycia i ochronę bioróżnorodności 249
Systematyka molekularna 250
Główne grupy organizmów: bakterie, archeony i eukarionty 252
Pochodzenie eukariontów 253
Protisty i królestwa eukariontów 257
Cykle życiowe i diploidalność 260
Podsumowanie 263
Pytania 264
13. Prokarionty i wirusy 265
Charakterystyka komórki prokariotycznej 266
Różnorodność form 268
Reprodukcja i wymiana genów 269
Endospory 270
Różnorodność metaboliczna 271
Bakterie 272
Archeony 278
Wirusy 281
Wiroidy: inne cząstki zakaźne 285
Podsumowanie 286
Pytania 287
14. Grzyby 288
Znaczenie grzybów 289
Charakterystyka grzybów 292
ESEJ: Fototropizm u grzybów 295
Mikrosporydia: gromada Microsporidia 296
Grzyby pływkowe: polifiletyczna grupa grzybów z komórkami wytwarzającymi wici 297
Grzyby sprzężniowe: polifiletyczna grupa grzybów strzępkowych 298
Grzyby arbuskularne (kłębiakowe): gromada Glomeromycota 301
Grzyby workowe: gromada Ascomycota 302
Grzyby podstawkowe: gromada Basidiomycota 307
ESEJ: Grzyby drapieżne 315
Symbiotyczne związki grzybów 318
ESEJ: Od patogenu do symbionta: endofity grzybów 319
Podsumowanie 328
Pytania 329
15. Protisty: glony i heterotrofy 330
Ekologia glonów 333
ESEJ: Glony i człowiek 335
Eugleniny 336
ESEJ: Czerwone przypływy/toksyczne zakwity 337
Kryptofity: gromada Cryptophyta 338
Haptofity: gromada Haptophyta 339
Tobołki 341
ESEJ: Rafy koralowe a globalne ocieplenie 343
Fotosyntetyzujące stramenopile 344
Krasnorosty: gromada Rhodophyta 351
Zielenice 358
Heterotroficzne protisty 370
Podsumowanie 380
Pytania 381
16. Mszaki 382
Powiązania mszaków z innymi grupami 383
Budowa porównawcza i rozmnażanie mszaków 385
Wątrobowce: gromada Marchantiophyta 389
Mchy: gromada Bryophyta 394
Glewiki: gromada Anthocerotophyta 404
Podsumowanie 405
Pytania 406
17. Zarodnikowe rośliny naczyniowe 407
Ewolucja roślin naczyniowych (waskularnych) 407
Organizacja ciała roślin naczyniowych 408
Systemy rozrodcze 413
Gromady zarodnikowych roślin naczyniowych 414
ESEJ: Rośliny okresu węglowego 416
Gromada Rhyniophyta 418
Gromada Zosterophyllophyta 419
Gromada Trimerophytophyta 419
Gromada Lycopodiophyta 419
Gromada Monilophyta 425
Podsumowanie 446
Pytania 447
18. Nagonasienne 448
Ewolucja nasion 448
Pranagozalążkowe 450
Wymarłe nagonasienne 453
Żyjące nagonasienne 453
Gromada Coniferophyta 455
Inne żyjące gromady nagonasiennych:
Cycadophyta, Ginkgophyta i Gnetophyta 468
Podsumowanie 474
Pytania 475
19. Wprowadzenie do okrytonasiennych 476
Różnorodność w gromadzie Anthophyta 476
Kwiat 479
Cykl życiowy okrytonasiennych 485
ESEJ: Katar sienny 494
Podsumowanie 495
Pytania 495
20. Ewolucja okrytonasiennych 496
Przodkowie okrytonasiennych 496
Czas powstania i zróżnicowania okrytonasiennych 497
Powiązania filogenetyczne okrytonasiennych 497
Ewolucja kwiatu 501
Ewolucja owocu 511
Koewolucja biochemiczna 515
Podsumowanie 518
Pytania 520
21. Rośliny i ludzie 521
Powstanie rolnictwa 522
ESEJ: Pochodzenie kukurydzy 530
Wzrost populacji ludzkiej 534
ESEJ: Biopaliwa: rozwiązanie problemu czy kolejny kłopot? 535
Przyszłość rolnictwa 536
Podsumowanie 542
Pytania 543
Dodatki D–1
Słownik S–1
Polecana literatura PL–1
Ilustracje – pozwolenia IP–1
Indeks I–1
