Plasmolyse und Zytorrhyse
Formale Metadaten
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| Lizenz | Keine Open-Access-Lizenz: Es gilt deutsches Urheberrecht. Der Film darf zum eigenen Gebrauch kostenfrei genutzt, aber nicht im Internet bereitgestellt oder an Außenstehende weitergegeben werden. | |
| Identifikatoren | 10.3203/IWF/C-1144 (DOI) | |
| IWF-Signatur | C 1144 | |
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| Produzent | ||
| Produktionsjahr | 1972 |
Technische Metadaten
| IWF-Filmdaten | Film, 16 mm, LT, 124 m ; F, 11 1/2 min |
Inhaltliche Metadaten
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| IWF-Klassifikation |
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Transkript: Deutsch(automatisch erzeugt)
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Die osmotischen Eigenschaften der Pflanzenzellen lassen sich auf einfache Weise demonstrieren,
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indem man ein Kartoffelstück in konzentriertes Glycerin einbringt. Das starkhypertonische Glycerin entzieht den Zellenwasser. Da das Wasser spezifisch leichter ist und sich nur langsam mit dem Glycerin mischt,
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steigt es in Form von Schlieren zur Oberfläche auf. An der Außenepidermis von Aliumzepa erkennt man bereits in der Lupenvergrößerung, dass der osmotische Wasserentzug, ausgelöst durch eine hypertonische Calciumchlorid-Lösung,
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mit einer Ablösung und Kontraktion der Protoplasten verbunden ist. Diese Kontraktion ist reversibel, wenn man das Hypertonicum durch eine hypotonische Lösung oder durch Wasser austauscht.
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Unter Einwirkung wasserenziehender Mittel, hier eine einmularen Traubenzuckerlösung, hebt sich das lebende Protoplasma zunächst unregelmäßig von der Zellwand ab. Schließlich tritt eine völlige Abrundung des Protoplasten ein. Diesen Vorgang nennt man Plasmolyse. Die Moleküle des Zellsaftfarbstoffes Anthocian vermögen das Protoplasma nicht zu durchdringen.
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Nach Austausch der hypertonischen Zuckerlösung durch eine hypotonische, nimmt der Protoplast wieder Wasser auf. Er dehnt sich aus und legt sich der Zellwand an. Dieser Vorgang heißt Deplasmolyse.
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Die Wiederholbarkeit der Plasmolyse beweist, dass die Zellen durch eine schonende Deplasmolyse nicht geschädigt wurden. Während der plasmolytischen Eingriffe bleibt die Protoplasmaströmung erhalten.
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Eine durch Wasser herbeigeführte rasche Deplasmolyse schädigt den Protoplasten. Er platzt und der Zellsaft mit dem Anthocian tritt aus.
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Darstellung der Plasmolyse in einem stark vereinfachten Schema. Der Ausschnitt einer Zelle zeigt die Zellwand mit ihren relativ großen Poren. Innen liegt der Zellwand das Protoplasma an.
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Es besteht aus der äußeren Hautschicht, dem Plasmalemma, dem Mesoplasma und der inneren Hautschicht, dem Tonoplasten, der die Vakuole umschließt. Das Protoplasma ist semipermeabel, halbdurchlässig. Die im Zellsaft gelösten Stoffe vermögen im Gegensatz zu Wasser,
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das Protoplasma nicht zu durchdringen. Eine Lösung mit höherem osmotischen Wert als der Zellsaft, ein Plasmolytikum, wird an die Zelle herangeführt. Das Plasmolytikum beginnt dem Zellsaft Wasser zu entziehen.
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Schließlich löst sich das Protoplasma von der Zellwand und folgt der sich verkleinernden Vakuole. Es tritt Plasmolyse ein. Zum Stillstand kommt die Verkleinerung der Vakuole, wenn der osmotische Wert des Zellsaftes dem des Plasmolytikums entspricht.
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Der Zustand der Endplasmolyse ist erreicht. Die Plasmolyseform ist abhängig vom Plasmolytikum.
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Kalium-Ionen vermindern die Viskosität des Plasmas. In Kalium-Salz-Lösungen hebt sich der Protoplast gleichmäßig von der Zellwand ab. Es handelt sich um eine Konvex-Plasmolyse mit abgerundeten, glattrandigen Formen. Kalzium-Ionen erhöhen dagegen die Viskosität des Plasmas.
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In Kalzium-Salz-Lösungen hebt sich der Protoplast von der Zellwand nicht gleichmäßig ab. In diesem Fall spricht man von Konkaff- oder Krampf-Plasmolyse. Bei der Plasmolyse der Innenepidermis-Zellen
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von Alium-Zepa in Kalzium-Salz-Lösungen ist das Entstehen der Hechtchen Fäden im Phasenkontrast gut zu erkennen. Besonders deutlich sind diese feinen, plasmatischen Fäden im Dunkelfeld zu beobachten.
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Die Hechtchen Fäden bestehen im Wesentlichen aus Plasma-Lämmer-Substanz, enthalten aber auch Mesoplasma- und Zellorganellen. Einige Fäden reißen von der Zellwand ab und flottieren im Plasmolyse-Voraum.
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Viele Zellen, wie die der Blattepidermis von Rheodyskolor, haben einen sehr dünnen, plasmatischen Wandbelag. Erst durch Plasmolyse kann er deutlich sichtbar gemacht werden. Auch bei diesem zarten Protoplasten
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ist eine schonende Deplasmolyse in hypotonischer Lösung unschädlich. Die Plasmolyse ist ein vorzüglicher Test
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für die Vitalität der Zelle. Die im oberen Bildteil mit UV bestrahlten, abgetöteten Zellen der Innenepidermis von Aliumzepa plasmolysieren nicht. Die während der Bestrahlung abgedeckten Zellen in der unteren Bildhälfte leben weiter und plasmolysieren. Die abgetöteten Zellen erkennt man auch
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an den ekrotischen, im Dunkelfeld hell aufleuchtenden Zellkernen. Die Zellwände Phylamose sind so dicht, dass sie nur für kleine Moleküle und Salz-Ionen permeabel sind.
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In Lösungen solcher Stoffe, zum Beispiel Kaliumchlorid, tritt normale Plasmolyse ein, wie hier an den Blattzellen des Laubmoses Hocheria lucens. Für große Moleküle ist die Zellwand von Hocheria undurchlässig.
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So wird in einer starken Rohrzuckerlösung der gesamten Zelle Wasser entzogen. Dabei kollabieren die biegsamen Außenwände und pressen sich in der Zellmitte aufeinander. Diesen Vorgang, bei dem die Zellen nicht getötet werden,
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nennt man Zytoryse. Nach Austausch der Zuckerlösung durch eine hypertonische Salzlösung geht diese Zellschrumpfung zurück und es tritt Plasmolyse ein.
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In dieser schematischen Darstellung werden die Vorgänge bei Plasmolyse und Zytoryse verglichen. Bei Plasmolyse dringen die Moleküle des Plasmolytykums durch die Zellwand. Bei der Zytoryse dagegen nicht.
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Bei Plasmolyse wirkt das Protoplasma als semipermeable Schranke und löst sich von der Zellwand. Es entsteht ein Plasmolyse-Voraum. Bei Zytoryse dagegen ist die Zellwand
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die semipermeable Schranke. Die Zellwand folgt der sich verkleinernden Vakuole. Hier wird kein Plasmolyse-Voraum gebildet. Die Zytoryse erfolgt nicht nur durch osmotischen Wasserentzug, sondern auch durch Austrocknung. Das erhöht die Dürreresistenz,
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da ein Abreißen des Plasmas von der Zellwand in Luft den Protoplasten sofort töten würde. Im fortgeschrittenen Stadium der Austrocknung ist eine starke Schrumpfung des Hocheria-Blättchens zu beobachten.
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Bei stärkerer Vergrößerung erkennt man, dass zwischen den sich eng aneinander legenden Zellwänden schließlich kein Plasma mehr vorhanden ist. Die Protoplasten liegen ringförmig den Innenwänden an.
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Halbschematische Darstellung der Zytoryse ist der Fall des hocheria-Luzens. Turgessente Zellen haben nach außen gewölbte Zellwände. Bei osmotischem Wasserentzug durch großmolekulare Lösungen, aber auch bei Eintrocknung, dellen sich die Außenwände zunächst ein.
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Im fortgeschrittenen Stadium berühren sich die Zellwände in der Mitte der Zellen. Schließlich pressen sich die Außenwände flächig aneinander und drängen die Protoplasten an die Innenwände,
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denen sie zuletzt kranzförmig anliegen. Zytoryse durch Austrocknung ist weitgehend reversibel. Bei Befeuchtung nehmen die Zellen Wasser auf und erhalten wieder ihre ursprüngliche Form.