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Pflanzenzellen – Wasserabgabe und Wasseraufnahme 10:17 min

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Transkript Pflanzenzellen – Wasserabgabe und Wasseraufnahme

Hallo! Unser Thema ist die Wasserabgabe und Wasseraufnahme bei Pflanzenzellen. Heute will ich zeigen, wie pflanzliche Zellen reagieren, wenn Kräfte auf sie einwirken. Ihr braucht als Vorwissen Grundkenntnisse über den Aufbau pflanzlicher Zellen und die Diffusion. Und ihr solltet wissen, was hydrophile Substanzen oder Stoffe sind, damit ihr mich begleiten könnt. Mein Ziel ist es, dem Radieschen und Rettich Wasser zu entlocken. Ich will es zunächst mechanisch mit Fingerkraft und dann chemisch mit Salz probieren. Wird es mir gelingen? Beginnen wir mit dem Radieschen. Klar, dass nichts weiter geschieht, wenn man die verdickte Wurzel zwischen Daumen und Zeigefinger presst. Die Kraft der Finger reicht einfach nicht aus, um Wasser herauszupressen. Nun kann ich mich erinnern, dass Radieschenscheiben nach dem salzen zu glänzen beginnen. Deshalb schneide ich die runde Wurzel in Hälften und salze eine Schnittfläche. Was jetzt geschieht, sehen wir uns vergrößert an. Die aufgestreuten Salzkristalle werden kleiner und scheinen zu zerfließen. Es sammelt sich um sie herum eine Flüssigkeit, die nur Wasser sein kann, denn die Radieschen bestehen mit Sicherheit größtenteils aus Wasser. Nach diesem Vorgang des Salzens schmecken die Scheiben angenehm saftig und beim kauen werden zusätzlich die Aroma- und Geschmacksstoffe frei. Ein in Scheiben angeschnittenes und gesalzenes Radieschen kann ich zwischen zwei Fingern ohne große Kraftanstrengung recht gut auspressen, was mir zuvor ohne Salz nicht gelang. Um klare Rückschlüsse ziehen zu können, wiederhole ich das gesehene mit dem Rettich. Zunächst gibt das Speichergewebe, auch ohne gesalzen zu sein, beim drücken einige Tropfen ab. Es handelt sich um flüssigen Zellinhalt der vielen an- und aufgeschnittenen Zellen der abläuft, mehr aber auch nicht. Nach dem salzen kann ich zusätzlich mehrere Milliliter Flüssigkeit herausdrücken. Die farblose Flüssigkeit ist Wasser, das natürlich Salz löste und mitführte. Der Rettich gab leichter Wasser ab. Unser erstes Ergebnis wurde bestätigt. Somit steht fest: Pflanzenzellen werden durch mechanische Kräfte, das heißt das Zerschneiden, zur Flüssigkeitsabgabe durch Zerstörung der Zellwand und der Zellmembran veranlasst. Die Wirkung von hydrophilen Stoffen, hier dem Kochsalz, scheint aber wesentlich größer zu sein. Das Salz löst sich auf, es zerfällt in seine Ionen, die sich mit einer Hülle von Wassermolekülen umgeben. Das Bestreben der Ionen, eine Hydrathülle, eine Wasserhülle, zu bilden, erzeugt große Saugkräfte, die Wasser aus Zellen austreten lassen. Wie war das möglich? Wie hat das Salz meine Bemühungen unterstützt? Ich glaube, ich muss mir die Zellen aus den Speichergewebe genauer ansehen. Hier sind Zellen bei 400-facher Vergrößerung zu sehen. Im durchlichtmikroskopischen Bild erscheinen die Zellen meistens rundlich, voluminös und nur die Zellewände und der Zellsaftraum sind einigermaßen zu erkennen. Die Zellen scheinen allein mit Wasser gefüllt zu sein. Das Zellplasma und weitere Zellbestandteile sind nicht zu beobachten. Offensichtlich sind sie voll als Speicherzellen ausdifferenziert. Das Zellplasma ist reduziert oder vollständig verschwunden. Die Zellen sind reine Speicherzellen für Zellsaft geworden, die durchscheinend, hell und weißlich sind. Ich muss, um weiteres herausfinden zu können, andere Objekte, möglichst farbige, auswählen. Die Früchte vom Ligusterstrauch scheinen geeignet zu sein. Sie sind im unreifen Zustand grün. Im Herbst werden sie nahezu schwarz, was durch den hohen Anteil an Farbstoffen, den Anthocyanen, bewirkt wird. Die Zellen des Fruchtfleisches sind im Foto zu sehen. Auf den ersten Blick kann man die Zellwand und die Vakuole ausfindig machen. Wenn man Glück hat, sind Reste des Zellplasmas und Chloroplasten erkennbar. Die farbigen Speicherzellen links haben wenig Zellplasma. Die Zellen rechts vermutlich mehr, da sie noch fotosynthetisch aktiv sind. Das nächste Foto zeigt uns Zellen unterschiedlicher Entwicklung. Erstaunlicherweise sind beide über eine Zellplasmabrücke, Plasmodesmos genannt, verbunden. Die rechte Zelle hat einen prall gefüllten Zellsaftraum, die linke Zelle assimilierte noch, was uns die vorhandenen Chloroplasten vermuten ließen. Was geschieht, wenn zu den Speicherzellen eine Kochsalzlösung gegeben wird? Die Skizzen zeigen, wie es geht. Rechts setzt man an den Rand des Deckgläschens einen Topfen der Salzlösung. Links wird Wasser abgesaugt, wodurch die Salzlösung zu den Zellen unter das Deckgläschen einwandert. Jetzt ändert sich das Milieu um die Zellen. Sie gelangen in eine salzige Lösung, die Auswirkungen hat. Während des Wasserabsaugens habe ich fotografiert. Beobachte! Bereits im ersten Bild können wir sehen, wie sich das Zellplasma stellenweise von der Zellwand abgehoben hat. Der Vorgang setzt sich fort, bis der Protoplast, so nennen wir den Zellinhalt ohne die Zellwand, sich vollständig abkugelt. Dabei wird die Farbe der Vakuole kräftiger rot. Demnach wurden die Anthocyane stärker konzentriert. Das deutet auf Wasseraustritt aus der Vakuole hin. Die Farbstoffe können den Tonoplasten, so heißt die vakuolenbegrenzende Membran, nicht durchdringen. Nur Wasser kann ausdiffundieren. Die Vakuole schrumpft und das aufsitzende Zellplasma folgt ihr nach. Irgendwann, im Experiment dauerte es circa drei Minuten, ist die Plasmolyse, so nennen wir den physiologischen Vorgang, beendet. Kann man die Plasmolyse umkehren? Jetzt saugen wir die Kochsalzlösung ab. Sie wird Plasmolytikum genannt, weil sie die Plasmolyse bewirkte. Das Plasmolytikum ersetzen wir also durch Trinkwasser und wir versuchen, die ursprünglichen Bedingungen wiederherzustellen. Beobachtet bitte die nächste Bildfolge! Schnell füllt sich die Vakuole. Sie wird voller und praller. Das Plasma, für uns nicht wahrnehmbar, wird wieder an die Zellwand bewegt und angedrückt. Die Kräfte, die dabei ausgeübt werden und die Zelle straffen, bezeichnet man als Turgor. In unserem Fall übersteigt der Turgor den Zellwanddruck. Die Zelle wird verformt und über das ursprüngliche Maß hinaus gedehnt, wie es das letzte Bild zeigt. Der Vorgang der Wasseraufnahme heißt Deplasmolyse. Kommen wir zur kurzen Zusammenfassung: Letzten Endes können wir feststellen, dass die durch Wasserentzug verursachte Plasmolyse umkehrbar ist. Die Deplasmolyse ist der entgegen gerichtete Vorgang. Sie erfolgt durch Wasseraufnahme. Beide Phänomene kann man in lebenden Zellen mit intakten Membranen und Zellplasma beobachten. Damit ist für heute dieses Thema beendet. Wer mehr darüber wissen will, sollte sich den zweiten Film zu den Plasmolysenarten ansehen. Tschüss sagt Octavus.

5 Kommentare
  1. Img 20160215 wa0000

    Sehr gutes video :)

    Von eqan23 N., vor mehr als einem Jahr
  2. Himmelsscheibe nebra

    Hallo Brede Ferdi, ein Dankeschön für die Wertung. Allerdings könnte ich hier nur helfen, wenn eine Frage formuliert wird. Die Mühe kann man Dir nicht abnehmen.

    Von Roland Hesse, vor etwa 3 Jahren
  3. Default

    sowas schlechtest habe ich noch nie hier gesehen -.-

    Von Brede Ferdi, vor etwa 3 Jahren
  4. Dark side of the moon

    Spitzen Video! Danke viel mal's für diese tolle Erklärung.

    Von Broye, vor etwa 4 Jahren
  5. Default

    Super Video. Ganz toll erklärt! Danke :)

    Von Sonja Milo, vor fast 6 Jahren