Warum platzen Pflanzenzellen?

Warum platzen Pflanzenzellen?

Pflanzenzellen sind von einer Zellwand umgeben, die ihre Form aufrechterhält und sie vor dem Platzen schützt. Innerhalb der Zellwand befindet sich eine große zentrale Vakuole, die mit Wasser gefüllt ist. Wenn Pflanzenzellen in eine stark hypotonische Lösung gegeben werden, also eine Lösung mit einem niedrigeren osmotischen Druck als das Zellinnere, strömt Wasser durch Osmose in die Vakuole ein.

Osmose ist der Prozess, bei dem Wasser durch eine semipermeable Membran von einem Bereich mit niedrigerer Konzentration an gelösten Stoffen zu einem Bereich mit höherer Konzentration fließt. In diesem Fall ist die semipermeable Membran die Zellmembran, und die gelösten Stoffe sind die Ionen und Moleküle im Zellsaft der Vakuole.

Wenn Wasser in die Vakuole einströmt, dehnt sie sich aus und übt Druck auf die Zellwand aus. Dieser Druck wird als Turgordruck bezeichnet. In hypotonischen Lösungen ist der Turgordruck höher als in isotonischen Lösungen, bei denen der osmotische Druck innerhalb und außerhalb der Zelle gleich ist.

Wenn der Turgordruck die Belastbarkeit der Zellwand übersteigt, kann die Zelle platzen. Dies liegt daran, dass die Zellwand zwar sehr stark ist, aber nicht unendlich dehnbar ist. Wenn der Druck zu hoch wird, kann die Wand reißen und die Zelle platzen.

Umgekehrt schrumpfen Pflanzenzellen in hypertonischen Lösungen, also Lösungen mit einem höheren osmotischen Druck als das Zellinnere. In diesem Fall strömt Wasser aus der Vakuole aus, und die Vakuole schrumpft. Dies führt zu einem Verlust des Turgordrucks und die Zelle kann plasmolysieren, d. h. sie schrumpft und trennt sich von der Zellwand.