Osmose und Plasmolyse
Ein rohes Ei ohne Kalkschale (in Essig aufgelöst, die dünne Haut ist noch da) liegt über Nacht in dickflüssigem Zuckersirup. Wie sieht es am Morgen aus?
Erklärung: Kleiner und schlaff. Im Sirup sind viel mehr Teilchen gelöst als im Eiweiß, deshalb wandert Wasser durch die Eihaut nach draußen. Der Sirup dringt nicht ins Ei ein — sonst würde es größer. Die Haut lässt Wasser durch, den Zucker kaum.
Zwei gleich schwere Eier ohne Kalkschale liegen über Nacht in Zuckerlösung — eines in 20-%iger, eines in 60-%iger. Beide werden leichter. Welches verliert mehr Gewicht?
Erklärung: Das Ei in der 60-%igen Lösung. Je größer der Unterschied zwischen dem, was außen gelöst ist, und dem, was im Ei gelöst ist, desto mehr Wasser wandert in derselben Zeit hinaus.
Nach einem Spritzer ins Auge wird es ausgespült. Mit welcher Flüssigkeit nehmen die Zellen der Augenoberfläche weder Wasser auf noch geben sie welches ab?
Erklärung: Mit 0,9-%iger Kochsalzlösung — sie enthält ungefähr gleich viele gelöste Teilchen wie die Tränenflüssigkeit und die Zellen. Dann wandern gleich viele Wasserteilchen hinein wie hinaus. Leitungswasser ist nicht neutral, denn darin ist weniger gelöst — die Zellen nehmen Wasser auf und quellen, deshalb brennt es. In 3 % verlieren sie Wasser.
Eine Blattzelle der Wasserpest ist 40 µm lang, ihr grüner Inhalt füllt sie aus. Unter dem Mikroskop gibst du Meerwasser dazu. Was misst du nach fünf Minuten?
Erklärung: Die Wand bleibt 40 µm lang, nur der Inhalt schrumpft — Plasmolyse. Im Meerwasser ist mehr gelöst als in der Zelle, also verliert der Inhalt Wasser und löst sich von der starren Zellwand. Dass die Wand alles festhält und nichts passiert, stimmt nicht — sie lässt Wasser ungehindert durch.
Die Wasserpest-Zelle (Wand 40 µm, Inhalt auf 25 µm geschrumpft) kommt aus dem Meerwasser zurück in Teichwasser. Was misst du nach zehn Minuten?
Erklärung: Der Inhalt füllt die Zelle wieder aus. Im Teichwasser ist weniger gelöst als in der Zelle, also nimmt sie Wasser auf (Deplasmolyse) — der Vorgang ist umkehrbar. Über 40 µm hinaus kommt der Inhalt nicht, weil die Wand dagegenhält; deshalb reißt sie auch nicht.
Im Labor wird bei Blattzellen die Zellwand mit einem Enzym aufgelöst. Die nackten Zellen kommen in reines Wasser. Was passiert mit ihnen?
Erklärung: Sie platzen. Die Zelle enthält mehr gelöste Teilchen als reines Wasser, also strömt Wasser hinein. Mit Wand würde die Zelle nur prall, weil die Wand dagegendrückt. Ohne Wand hält nur die dünne Zellmembran — und die reißt, wie bei einer tierischen Zelle.
Eine Bakterienzelle landet in einem Glas Honig, der zu rund 80 % aus Zucker besteht. Was passiert mit ihr?
Erklärung: Sie verliert Wasser. Im Honig sind viel mehr Teilchen gelöst als in der Bakterienzelle, also wandert Wasser aus ihr heraus — sie trocknet aus, statt zu wachsen. Deshalb verdirbt Honig kaum, und Marmelade hält sich durch viel Zucker.
Eine Handvoll Rosinen liegt ĂĽber Nacht in einer Schale Leitungswasser. Wie sehen sie am Morgen aus?
Erklärung: Dicker und praller. In den Rosinen ist sehr viel Zucker gelöst, viel mehr als im Leitungswasser. Darum wandert Wasser durch die Haut hinein. Ein wenig Zucker gelangt zwar ins Wasser, doch das Wasser, das hineinwandert, überwiegt.
Eine Pflanzenzelle in Wasser wird prall, weil ihr Inhalt von innen gegen die ___ drückt – die feste Hülle, die Tierzellen fehlt.
Erklärung: Gegen die Zellwand. Der Inhalt nimmt Wasser auf und drückt gegen die feste Wand — dieser Innendruck hält Blätter und Stängel aufrecht. Fehlt Wasser, lässt der Druck nach und die Pflanze welkt.
Ein Schlauch aus Folie, die Wasser durchlässt, Zucker aber nicht, ist mit Zuckerlösung gefüllt und hängt in reinem Wasser. Was passiert?
Erklärung: Er wird praller. Im Schlauch sind mehr Teilchen gelöst als draußen, deshalb strömt Wasser in ihn. Der Zucker kann nicht hinaus — die Folie ist für ihn zu dicht. Schlaffer würde er nur, wenn der Zucker hinauswandern könnte oder außen mehr gelöst wäre.
Ein Kartoffelstäbchen liegt in einer Lösung, in der genauso viele Teilchen gelöst sind wie in seinen Zellen. Durch die Zellmembranen wandern jetzt gar keine Wasserteilchen mehr.
Erklärung: Falsch! Die Wasserteilchen bewegen sich weiter und wandern in beide Richtungen durch die Membran — nur gleich viele hinein wie hinaus. Deshalb bleibt das Gewicht gleich, obwohl sich die Teilchen weiter bewegen.
Ein Pantoffeltierchen lebt im Teich. In seiner Zelle sind mehr Teilchen gelöst als im Teichwasser. Was muss es ständig tun?
Erklärung: Wasser hinauspumpen. Weil innen mehr gelöst ist, strömt ständig Wasser in die Zelle. Ohne diese Arbeit würde es platzen — es sammelt das Wasser in pulsierenden Bläschen und pumpt es wieder hinaus.