Hypertonisch: Griechisch: stärker konzentriert In der Biologie ist ...

Hypertonisch:
Griechisch: stärker konzentriert
In der Biologie ist damit eine überkonzentrierte Lösung im Vergleich zu einer benachbarten Lösung
gemeint (bzw. eine Lösung mit höherem osmotischen Druck als die benachbarte Lösung)
Hypotonisch:
Griechisch: schwächer konzentriert
In der Biologie ist damit eine unterkonzentrierte Lösung im Vergleich zu einer benachbarten Lösung
gemeint (bzw. eine Lösung mit geringerem osmotischen Druck als die benachbarte Lösung)
Vakuole:
Lateinisch: vacuus = Vakuum
Eine Vakuole in einer Pflanzenzelle ist ein im Zellplasma liegender, großer, flüssigkeitsgefüllter
Hohlraum, der von einer Elementarmembran (Tonoplast) umgeben ist.
Besonders auffällig ist dabei die Zellsaftvakuole (auch zentrale Vakuole oder Zellsaftraum genannt).
Sie nimmt bei ausgereiften Pflanzenzellen meist das größte Volumen der Zelle ein (ca. 80%).
Vakuolen sind Zellorganellen. Die Vakuole dient u.a. der Speicherung von Ionen, Zuckern, Vitaminen
usw. Diese hohe Konzentration an Stoffen befähigt die Pflanzenzelle Wasser aus der Umgebung
aufzunehmen. (Osmose). Aufgrund ihrer Größe sind sie auch im Lichtmikroskop erkennbar.
Semipermeable Zellmembran:
Lateinisch: semi = halb + permeabilis (Spätlateinisch) = gangbar
Halbdurchlässige bzw. teilweise durchlässige Membran. Dabei können bestimmte Stoffe die
Membran passieren, andere nicht. Zum Beispiel wandern kleine Moleküle wie O2 problemlos durch
die Membran, große Moleküle wie Proteine gelangen nicht hindurch und wieder andere benötigen
spezielle Membrantunnel. Semipermeable Zellmembranen werden aus speziellen Lipidmolekülen
gebildet.
Diffusion:
Lateinisch: das Auseinanderfließen
Diffusion meint die Durchmischung verschiedener Stoffe entlang eines Konzentrationsgefälles. Da
eine höhere Temperatur auch die kinetische Energie (Bewegungsenergie) von Teilchen erhöht, sorgt
die Umgebungswärme für eine unregelmäßige Bewegung kleiner Teilchen (Brownsche Bewegung).
Liegt nun in einem System ein Konzentrationsunterschied vor, so wandern (diffundieren) diese
Teilchen von Orten höherer Konzentration zu Orten niedrigerer Konzentration, bis eine gleichmäßige
Konzentration vorliegt. Da die Teilchen sich auch in einer ausgeglichenen Konzentration nach wie vor
bewegen, spricht man dann von einem dynamischen Gleichgewicht.
Die Diffusion im Medium hängt von verschiedenen Faktoren ab: Temperatur, Teilchengröße, Ladung.
Leichte Moleküle diffundieren wegen ihrer größeren Molekulargeschwindigkeit schneller als
schwere. Am absoluten Nullpunkt (bei - 273° C) bewegen die Teilchen sich nicht, es findet also keine
Diffusion statt.
Diffusion kann auch durch eine poröse Wand oder Membran hindurch erfolgen, so tritt bei der
Osmose eine einseitige Diffusion auf.
Osmose:
Griechisch: ōsmós = Stoß, Schub
Diffusion durch semipermeable Membranen nennt man Osmose. Bei der Osmose können nur die
Flüssigkeitsmoleküle, nicht aber die darin gelösten Teilchen eine semipermeable Membran wie die
Zellwand überwinden. Dabei diffundieren mehr Moleküle in die stärker konzentrierte Lösung als
umgekehrt, die daher so lange verdünnt wird, bis die Konzentration gelöster Teilchen auf beiden
Seiten gleich ist. Die zu Anfang bestehende Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten wird
osmotischer Druck genannt.

Teilchenkonzentration:
Die Menge der Teilchen in einem bestimmten Medium.
Plasmolyse:
Legt man z.B. ein Zwiebelhäutchen unter ein Mikroskop und gibt eine konzentrierte Salzlösung dazu,
lässt sich die Plasmolyse beobachten. Dabei ist die Salzlösung hypertonisch gegenüber des Saftes der
Zwiebelzelle. Aufgrund der Diffusion müssten nun die Salzteilchen bemüht sein in Richtung des
hypotonischen Zellsaftes zu wandern. Da die Zwiebelzelle aber eine semipermeable Zellmembran
besitzt, können lediglich die Wasserteilchen die Membrane durchwandern. Es beginnt also die
Osmose, wobei der Zelle Wasser entzogen wird. Unter dem Mikroskop lässt sich dabei eine deutliche
Verkleinerung der Vakuole beobachten, die sich letztlich sogar komplett von der Zellwand ablösen
kann.
Deplasmolyse:
Die Deplasmolyse ist der rückläufige Vorgang, der bei der Plasmolyse auftritt, also nur bei vorheriger
Plasmolyse möglich. Dabei wird der Zwiebelzelle statt der hypertonischen Salzlösung eine
hypotonische Lösung z.B. destilliertes Wasser zugegeben. Die beiden Lösungen sind aufgrund der
Diffusion wieder an einer ausgleichenden Teilchenkonzentration interessiert. Wegen der
semipermeablen Zellmembran der Zwiebel ist aber nur eine Osmose möglich. Es strömt also wieder
Wasser in die Zwiebelzelle. Unter dem Mikroskop lässt sich dabei beobachten, wie die Vakuole
größer wird und im Idealzustand wieder an die Zellwand anstößt.