Plasmolyse: Eigenschaften, Phasen und Typen
Die Plasmolyse ist der Vorgang des Zusammenziehens oder Zurückziehens des Protoplasmas der Pflanzenzelle aufgrund des Wasserverlusts in dieser Zelle.
Dieser Prozess ist eines der Ergebnisse der Osmose. Sie tritt auf, wenn die Konzentration des externen Mediums im Vergleich zur zellulären Flüssigkeit eine größere Anzahl gelöster Moleküle und weniger Wasser pro Volumeneinheit enthält.
Dann lässt die semipermeable Membran die Wassermoleküle frei fließen, wodurch der Ausfluss erhöht wird, so dass die Konzentration der Vakuole der Konzentration des externen Mediums entsprechen muss, die sich aufgrund des Wasserverlusts verringert. Die Zellmembran wird reduziert und von der Zellwand getrennt.
Schließlich wird die Wand der Zellmembran abgetrennt, weil die Zelle plasmolysiert wird. Wenn die Pflanze während dieses Vorgangs kein Wasser bekommt, um die Vakuole zu füllen, so dass die Zelle ihren Turgor wiedererlangt, ist es am wahrscheinlichsten, dass die Pflanze stirbt.
Was ist Plasmolyse?
Anatomie der Zelle
Um die Plasmolyse zu verstehen, muss zuvor auf die Anatomie einer Pflanzenzelle Bezug genommen werden. Jede Zelle besteht aus einer Plasmamembran, einem Zytoplasma in ihrem Inneren, und schützt diese Struktur, eine Zellwand, die im Wesentlichen aus Zellulose besteht.
Alle Hauptteile der Zelle arbeiten zusammen, um die Pflanze aktiv zu halten. Die Vakuole befindet sich im Zytoplasma, das Wasser in der Pflanzenzelle enthält.
Die Zell- oder Plasmamembran trennt das Innere der Zelle von der Wand und ermöglicht den Durchtritt von Wassermolekülen, Ionen oder einigen Partikeln durch die Membran und verhindert den Durchtritt anderer.
Wassermoleküle wandern durch Zellmembranen in die Zelle hinein und aus dieser heraus. Diese Strömung ist eine notwendige Konsequenz, die es den Zellen ermöglicht, Wasser zu gewinnen.
Wenn die Zellen nicht genügend Wasser erhalten, kommt es zu einer Plasmolyse, bei der sich die Plasmamembran und das Zytoplasma zusammenziehen und von der Zellwand trennen, wodurch sich die gesamte Pflanze zusammenzieht.
Phasen der Plasmolyse
Das bei Wassermangel beobachtete Welken der Pflanzen ist ein Hinweis auf die Plasmolyse der Zellen. Bei der Plasmolyse gibt es drei Stufen: beginnende Plasmolyse, offensichtliche Plasmolyse und endgültige Plasmolyse.
1- Beginn der Plasmayse
In der beginnenden Plasmolysephase wird das erste Anzeichen einer Schrumpfung des Zellinhalts der Wand festgestellt. In einer Turgid-Zelle spannt die Plasmamembran mit der richtigen Menge Wasser die Zellwand an und steht damit in totalem Kontakt.
Wenn diese Zelle in einer hypertonischen Lösung gehalten wird, beginnt sich das Wasser aus der Zelle zu bewegen. Anfänglich wird es keine Auswirkungen auf die Zellwand geben. Mit zunehmendem Wasserverlust nimmt das Volumen der Zelle jedoch ab.
Trotzdem bleibt die Plasmamembran aufgrund ihrer elastischen Kapazität in Kontakt mit der Zellwand. Wenn das Wasser weiter austritt, erreicht die Plasmamembran ihre Elastizitätsgrenze und reißt an den Enden von der Zellwand ab, wodurch der Kontakt in anderen Bereichen aufrechterhalten wird. Dies ist die erste Stufe der Plasmolyse.
2- Offensichtliche Plasmayse
In dieser zweiten Phase verliert die Zelle unter hypertonischen Bedingungen weiterhin Wasser in der äußeren Umgebung und nimmt ihr Volumen weiter ab. Die Plasmamembran reißt vollständig von der Zellwand ab und zieht sich zusammen.
3- Endgültige Plasmaanalyse
Während die Exosmose fortschreitet, erreicht die Kontraktion der Zelle und des Zytoplasmas die minimale Grenze und eine zusätzliche Volumenkontraktion ist nicht möglich.
Das Zytoplasma löst sich vollständig von der Zellwand, erreicht eine Kugelform und verbleibt im Zentrum der Zelle.
Arten der Plasmolyse
Basierend auf der endgültigen Form des Zytoplasmas wird die endgültige Plasmolyse in zwei Typen unterteilt: konkave Plasmolyse und konvexe Plasmolyse.
Konkave Plasmolyse
Während der konkaven Plasmolyse ziehen sich das Protoplasma und die Plasmamembran zusammen und lösen sich aufgrund des Wasserverlusts von der Zellwand. Das Protoplasma wird zu einem Protoplasten, sobald es sich von der Zellwand zu trennen beginnt.
Dieser Vorgang kann umgekehrt werden, wenn die Zelle in eine hypotonische Lösung gegeben wird, wodurch das Wasser wieder in die Zelle zurückkehrt.
Konvexe Plasmolyse
Die konvexe Plasmolyse ist dagegen schwerwiegender. Wenn eine Zelle eine komplexe Plasmaanalyse durchläuft, verlieren die Plasmamembran und der Protoplast so viel Wasser, dass sie sich vollständig von der Zellwand trennen.
Die Zellwand bricht in einem Prozess namens Citorrisis zusammen. Die konvexe Plasmolyse kann nicht rückgängig gemacht werden und führt zur Zerstörung der Zelle. Im Wesentlichen passiert dies, wenn eine Pflanze aufgrund von Wassermangel verdorrt und stirbt.
Osmose, Plasmolyse und Turgeneration
Osmose ist der Durchgang von Wasser durch eine semipermeable Membran von einem Bereich, in dem Wasser eine höhere Konzentration (mit weniger gelösten Stoffen) aufweist, zu einem Bereich, in dem es eine niedrigere Konzentration (mit mehr gelösten Stoffen) aufweist.
In Zellen ist die semipermeable Membran die Zell- oder Plasmamembran, die normalerweise nicht sichtbar ist. Wenn sich jedoch die Wand und die Membran trennen, wird die Zellmembran sichtbar. Dieser Prozess ist Plasmolyse.
Im normalen Zustand befinden sich die Pflanzenzellen im Zustand des Turgors. Dank des Turgors bewegen sich die Nährstofflösungen zwischen den Zellen und helfen den Pflanzen, aufrecht zu stehen und ein Absacken zu vermeiden.
Plasmolyse und Deplasmolyse
Im Labor kann Osmose auftreten, indem eine lebende Zelle in eine Salzlösung gelegt wird, wodurch sich der Zellsaft bewegt. Die Wasserkonzentration in der Zelle ist höher als außerhalb.
Daher gelangt Wasser durch die Zellmembran in die benachbarte Umgebung. Schließlich trennt sich das Protoplasma von der Zelle und nimmt eine sphärische Form an, wodurch eine Plasmolyse erzeugt wird.
Wenn eine plasmolisierte Zelle in eine hypotonische Lösung gegeben wird (eine Lösung, in der die Konzentration des gelösten Stoffs geringer ist als der Zellsaft), gelangt Wasser aufgrund der höheren Wasserkonzentration außerhalb der Zelle zur Zelle.
Dann schwillt die Zelle an und gewinnt ihren Turgor wieder. Dieser Prozess, der darin besteht, den normalen Turgor einer plasmolisierten Zelle wiederzugewinnen, wird als Deplasmolyse bezeichnet.
