Plasmolyse (engl. plasmolysis)
Als Plasmolyse bezeichnet man bei lebenden Pflanzenzellen die Ablösung der Zellmembran (Plasmalemma) von der Zellwand durch Wasseraustritt infolge einer höheren Konzentration osmotisch wirksamer Substanzen außerhalb der Zellmembran (vgl. Osmose).
Setzt man also Pflanzenzellen (z. B. Zellen einer roten Zwiebel) einer höher konzentrierten Zucker- oder Salzlösung aus, kommt es infolge des Wasseraustritts aus der Vakuole (und somit der Zelle) zu einer Verkleinerung der Zelle und schließlich zum Ablösen der Zellmembran von der Zellwand. Die Plasmolyse schreitet im Prinzip solange fort, bis die Konzentrationen zwischen Außen- und Innenraum ausgeglichen sind. (Die Zellwand stellt übrigens keine Barriere dar, sodass die hinzugegebene Lösung auch in den Raum zwischen Zellwand und Zellmembran eindringt!)
hypotone Lösung, hypertone Lösung, isotone Lösung
Die Lösung höherer Konzentration nennt man hyperton (= hypertone Lösung), die Lösung niedrigerer Konzentration heißt hypoton (= hypotone Lösung). Weisen Lösungen dieselbe Konzentration auf, nennt man diese isoton. Im Falle der Plasmolyse befindet sich die hypertone Lösung außerhalb der Zelle, die Lösung der Vakuole(n) der Zelle ist hypoton.
Die bei der Plasmolyse hinzugegebene hypertone Lösung wird auch als Plasmolytikum bezeichnet.
Verschiedene Formen der Plasmolyse
Während der prinzipielle Vorgang der Plasmolyse immer derselbe ist, können je nach der Art und Weise, in der sich der Zellleib von der Zellwand ablöst, verschiedene Plasmolyseformen unterschieden werden. Maßgeblich für die unterschiedliche Form der Ablösung sind
 der Grad der Zähflüssigkeit des Zellplasmas (Viskosität) und
die Stärke, mit der die Zellmembran an die Zellwand haftet.
1. Konvexplasmolyse, Kappenplasmolyse:
Bei dünnflüssigem Plasma und geringer Wandhaftung kommt es mit der vollständigen Ablösung der Zellmembran von der Zellwand zu einer kugelartigen Abrundung des Zellleibs, man spricht von einer Konvexplasmolyse.
In langgestreckten Zellen (z. B. in Zellen der Küchenzwiebel) kann man häufig die sog. Kappenplasmolyse beobachten: An den schmalen Seiten kommt es durch starke Quellung des Plasmas zu einer kappenförmigen Ansammlung des Plasmas. Ein solches starkes Aufquellen kommt z. B. dann zustande, wenn das Plasmolytikum bestimmte die Quellung des Plasmas förderende Stoffe enthält, z. B. Natrium- oder Kalium-Salze.
2. Konkavplasmolyse und Krampfplasmolyse:
Bei zähflüssigem Plasma und stärkerer Wandhaftung bleiben bestimmte Bereiche des Plasmalemmas an der Zellwand haften, während sich die dazwischen liegenden Abschnitte von der Zellwand zurückziehen. Man spricht in diesem Fall von einer Konkavplasmolyse oder - bei entsprechend deutlicher Ausprägung - von einer Krampfplasmolyse. Ziehen dünne Plasmafäden vom Zellleib zur Zellwand, während sich der Zellleib stark zurückgezogen hat, nennt man diese dünnen Plasmafäden "Hechtsche Fäden".
Grenzplasmolyse:
Als Grenzplasmolyse bezeichnet man den Zustand einer pflanzlichen Zelle, die sich in einer Lösung befindet, die eine ganz geringe Plasmolyse bewirkt (das Plasmalemma wird nur ganz leicht von der Zellwand abgelöst).
Die Umkehrung der Plasmolyse heißt Deplasmolyse
Wird eine zuvor plasmolysierte Zelle in nahezu reines Wasser (z. B. destilliertes Wasser oder Regenwasser) gegeben, so strömt Wasser in die Zelle hinein - und das Plasmalemma legt sich wieder an die Zellwand an. Allerdings wird eine starke Plasmolyse vielfach zu einer Schädigung der Zelle führen, sodass die betreffende Zelle nach der Deplasmolyse nicht mehr funktionstüchtig ist. Prinzipiell ist es aber möglich, die Vorgänge (Plasmolyse, Deplasmolyse) wiederholt nacheinander ablaufen zu lassen.
Plasmolyse ist nur bei pflanzlichen Zellen möglich
Bei tierischen Zellen ist eine Plasmolyse nicht möglich, da diese weder Zellwände noch Vakuolen besitzen - insofern kann sich weder die Zellmembran von der Zellwand ablösen, noch kann eine Vakuole Wasser abgeben. Allerdings reagieren tierische Zellen auf Lösungen entsprechender Konzentration durchaus in vergleichbarer Weise: Befindet sich außerhalb der Zelle eine hypertone Lösung, fließt Wasser aus der Zelle heraus und die Zelle schrumpft. Ist die Lösung außerhalb der Zelle hypoton, so fließt Wasser von außen in die Zelle hinein, und zwar so lange, bis ein Konzentrationsausgleich zwischen beiden Lösungen erreicht ist - ist ein solcher Konzentrationsausgleich nicht möglich, weil es sich bei der Lösung außerhalb der Zelle um "reines Wasser" handelt, wird solange Wasser in die Zelle einströmen, bis diese platzt. Bei pflanzlichen Zellen verhindert in der Regel die elastisch dehnbare Zellwand ein solches Platzen, allerdings ist es auch hier gelegentlich zu beobachten: Regenwasser (das nahezu "rein" ist) bewirkt oft das Aufplatzen von Kirschen am Baum.
Plasmolyse ist nur bei lebenden Zellen möglich
Da die Plasmolyse nur bei Zellen mit intakter (und damit selektiv permeabler) Zellmembran möglich ist, kann man eine Plasmolyse nur bei lebenden Zellen beobachten. Bei abgestorbenen Zellen, kommt es zum Abbau der Zellmembran, und die Selektivität (Semipermeabilität) der Membran geht verloren. Eine funktionierende Plasmolyse gilt daher auch als Beleg dafür, dass eine (pflanzliche) Zelle lebt.
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Literatur:
Internet:
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