Es ist meistens ein zufalliger AnlaB, der zu dem Entstehen eines Werkes dieser Art ftihrt: Vor mehreren lahren hatten einige Kollegen an der Technischen Uni versiHit Mtinchen eine Ringvorlesung tiber Biophysik durchgeftihrt, in welcher nicht nur Physiker sondern auch Chemiker, Biochemiker und Biologen zu W orte kamen, mit dem Wunsch, die physikalisch orientierten Prinzipien ihrer Disziplinen darzustellen. Aus dieser V orlesung ist dieses Buch hervorgegangen - allerdings in nicht unbetrachtlich erweiterter Form und mit z. T. neuen Autoren. Was ist Biophysik? Wie immer bei Grenzgebieten Wit es schwer, prazise Defini tionen zu finden. Es ist ferner unmoglich, Biophysik zu betreiben, wenn man nicht gewisse Grundkenntnisse der Biologie, der Physik, der physikalischen Chemie, der Chemie und der Biochemie besitzt. Ftir den Entwurf eines biophysikalischen Lehr buches ergibt sich damit sofort die Frage, ob man den Studenten auf die Literatur dieser N achbargebiete verweisen solI, wobei ihm dann die Auswahl des notwendigen Wissensstoffes tiberlassen ware. Wir waren der Meinung, daB es ntitzlicher und zeitsparender ist, wenn er den ausgewahlten "Zusatzwissensstoff' in konzentrierter Form im Rahmen der Biophysik-Vorlesung geboten bekommt. Auch in diesem Buch wird man daher Beitrage tiber die Struktur und Funktion der Zelle, tiber den chemischen Bau von biogenen Makromolekiilen, aber auch tiber theoretische Chemie usw. finden. Wiederholen wir die Frage, was ist Biophysik? MtiB man Physiologie, Elektro medizin, Strahlenmedizin usw. auch hinzurechnen? Das Bild der Biophysik hat sich in den letzten lahren sehr gewandelt.

1. Bau der Zelle (Prokaryonten, Eukaryonten)

1.1. Eigenschaften der Zelle
1.2. Zellorganellen
1.3. 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
2.3. Proteine und ihre Bausteine
3. Physikalische Methoden zur Bestimmung der strukturellen Eigenschaften von Biomolekülen
3.1. Äußere Struktur
3.2. Innere Struktur
3.3. Elektronenspin-Resonanz-Spektroskopie
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. Debye-Hückel-Theorie (Kräfte zwischen Molekülen in Lösung)
5. Energieübertragungsmechanismen
5.1. Allgemeine Grundlagen der Photophysik und Photochemie
5.2. Energieübertragungsmechanismen
5.3. Aktionsspektrometrie. Karl M.Hartmann. (Mit 15 Abbildungen)
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. Tracer-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
8.1. Allgemeines
8.2. Grundbegriffe der Gleichgewichtsthermodynamik
8.3. Interpretation thermodynamischer Größen durch die Molekularstatistik
8.4. Grenzen der Gleichgewichtsthermodynamik
8.5. Energiefluß in der belebten Welt, ATP,Übertragungspotential
8.6. Theorie der absoluten Reaktionsgeschwindigkeiten nach Eyring
8.7. Methoden zur Bestimmung schneller Reaktionen
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
10. Die biologische Funktion der Nucleinsäuren
10.1. Einleitung
10.2. Die Replikation der DNA
10.3. Genexpression
10.4. Regulation der Genexpression
11. Membranen
11.1. Membran-Modelle
11.2. Dynamische Struktur von Lipid-Doppelschichten und biologischen Membranen: Untersuchung mit Radikalsonden
11.3. Stofftransport durch biologische Membranen
11.4. Elektrische Potentiale
11.5. Biophysik des Atemgastransportes
12. Sensorische Transduktionsprozesse
12.1. Grundzüge der Transduktionsmechanismen in Sinneszellen
12.2. Molekulares Erkennen
13. Photobiophysik
13.1. Photosynthese
13.2. Zur Biophysik biologischer Oszillatoren
13.3. Photomorphogenese
13.4. Photorezeptor-Optik - Struktur und Funktion von Photorezeptoren
13.5. Photorezeption und ihre molekularen Grundlagen
14. Biomechanik
14.1. Die molekulare Physiologie der Muskelkontraktion
14.2. Biostatik
14.3. Biophysik des Schwimmens. Werner Nachtigall. (Mit 12 Abbildungen)
14.4. Biophysik des Fliegens
14.5. Biomechanik des Blutkreislaufs
14.6. Flüssigkeitsströme in Pflanzen
Literaturauswahl
14.7. Schallrezeption am Beispiel höherer Säugetiere und des Menschen
14.8. Echoortung. Gerhard Neuweiler. (Mit 20 Abbildungen)
15. Elektrorezeption und Ortung im elektrischen Feld
15.1. Einleitung
15.2. Natürliche Quellen für eine bioelektrische Reizmodalität
15.3. Elektrorezeptoren und Elektrorezeption
15.4. Ortungsmechanismen und ihreneuronalen Grundlagen
16. Geo-Biophysik: Schwerefeld, Magnetfeld und Organismen
16.1. Einleitung
16.2. Die Wirkung der Schwerkraft auf Organismen
16.3. Die Wirkung des Erdmagnetfeldes auf Organismen
17. Kybernetik
17.1. Methoden der Kybernetik (Kommunikationstheorie, Systemtheorie homogener Schichten und Mustererkennung)
17.2. Informationsübertragung und -Verarbeitung im Nervensystem, dargestellt am Beispiel der neurophysiologischen Grundlagen des Sehens
17.3. Systemanalytische Verhaltensforschung am Beispiel der Fliege
18. Evolution
18.1. Modell der Selbstorganisation und präbiotischen Evolution
18.2. Vom Makromolekül zur primitiven Zelle - die Entstehung biologischer Funktion.