Biophysik des Fließgleichgewichts

1. Einführung.- 1.1. Die Entwicklung der Theorie der offenen Systeme.- 1.2. Sinn und Probleme der Modellbildung in der Biologie.- 1.2.1. Modelle in der Biologie.- 1.2.2. Original-Modell-Angleichung.- 1.3. Grundbegriffe der allgemeinen Systemtheorie.- 1.3.1. Die Forderungen der allgemeinen Systemtheorie.- 1.3.2. Zur Begriffsbestimmung „System“.- 1.3.3. Die Eigenschaften allgemeiner Systeme.- 1.3.4. Relationale und metrische Systeme.- 1.4. Der Organismus als offenes System im Fließgleichgewicht.- 2. Theorie der offenen Systeme.- 2.1. Der Systembegriff in den Naturwissenschaften.- 2.2. Biologische Systeme als n-stellige Relationen.- 2.2.1. Allgemeine Formulierung.- 2.2.2. Ein Beispiel.- 2.3. Systembeschreibung mit Hilfe von Differentialgleichungen.- 2.3.1. Der Weg zu Systemen gewöhnlicher linearer Differentialgleichungen erster Ordnung mit konstanten Koeffizienten.- 2.3.2. Lösungsmethode und Eigenschaften der Lösungsfunktion.- 2.4. Spezielle Probleme der Systeme von linearen Differentialgleichungen.- 2.4.1. Eigenwertprobleme der Koeffizientenmatrix.- 2.4.2. Nichtnegative Lösungsfunktionen.- 2.4.3. Systeme mit nichtkonstanten Koeffizienten.- 2.5. Die Eigenschaften offener Systeme.- 2.5.1. Allgemeine Gleichungen der offenen Systeme.- 2.5.2. Fließgleichgewicht.- 2.5.3. Zwei einfache Modelle offener Systeme.- 2.5.4. Overshoot und falscher Start.- 2.5.5. Äquifinalität.- 3. Anwendungen der Theorie der offenen Systeme in der Biologie.- 3.1. Stoffwechselgeschehen.- 3.1.1. Hierarchische Ordnung des Stoffwechsels und der Energiebedarf zu seiner Aufrecht-erjialtung.- 3.1.2. Stoffwechsel als Netzwerk von Reaktionen.- 3.1.3. Kompartmentierung.- 3.1.4. Die organischen Grundphänomene als Konsequenzen des Fließgleichgewichts des Organismus.- 3.2. Wachstum.- 3.2.1. Wachstumin der Zeit.- 3.2.2. Zellwachstum.- 3.2.3. Wachstum von Geweben.- 3.2.4. Wachstum des Gesamtorganismus.- 3.2.5. Computerisation der Bertalanffy-Gleichungen.- 3.2.6. Relatives Wachstum (Allometrie).- 3.2.7. Wachstum von Populationen.- 4. Zur Thermodynamik biologischer Systeme.- 4.1. Prinzipien der Thermodynamik irreversibler Prozesse.- 4.2. Prinzipien der Thermodynamik offener Systeme.- 4.3. Beispiele aus der Biologie.- 5. Das Verhältnis der Theorie der offenen Systeme zu anderen Systembeschreibungen.- 6. Literatur.