Materialien

Folien Vorlesung "Pflanzliche Zellen"

 

Hintergrund:

Osmose und Plasmolyse - pdf

 

Unterschiede in Struktur von Chloroplasten und Blattanatomie zwischen Blättern, die in starkem und in schwachem Licht gewachsen sind.

Plasmolyse bei Epidermiszellen der Zwiebel: Bei der roten Küchenzwiebel ist der Zellsaft durch Anthocyane angefärbt, wodurch die Vacuole gut sichtbar ist. Durch Kontakt mit einer höhermolaren Salzlösung wird der Vacuole osmotisch Wasser entzogen, wodurch sie sich zusammenzieht und intensiver gefärbt ist (unteres Bild). Wird das Salz entfernt, dehnt sie sich wieder aus. Plasmolyse funktioniert nur solange, wie die Membran semipermeabel ist und ist daher ein Nachweis für die Vitalität einer pflanzlichen Zelle.

 

Beim Kontakt mit dem Sonnenlicht stellt die Koleoptile ihr Wachstum ein und reisst entlang einer vorgefertigten Naht auf, so dass die Primärblätter sich entfalten können. Gleichzeitig wachsen aus dem Knoten in horizontaler Richtung die Kronwurzeln aus, die das spätere Wurzelsystem bilden. Ebenso wie die Blätter ist die Keimwurzel von einer Hülle, der Koleorhiza umgeben. Die Keimwurzel verkümmert später und wird durch die Kronwurzeln ersetzt. Die Ansatzstelle der Karyopse muss beim Kulturreis manuell gebrochen werden (Dreschen), während sie beim Weedy Red Rice durch ein Verschlussgewebe abge-trennt wird (Abscission).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Angewandte Biologie Praktikum Nutzpflanzen

 

Kurs 6: Pflanzliche Zellen

 

Kursprogramm

 

1. Chloroplasten

2. Plasmolyse
3. Pilzhyphen
 


1. Chloroplasten des Salats


Palisadenparenchym des Kopfsalats (Lactuca sativa L.) - Asteraceae. Blattoberseite in Aufsicht, Flächenschnitt, Wasserpräparat, 400x, Vergleich Licht- und Schattenblatt.

Durchführung: Jeweils ein äußeres (grün gefärbtes) Blatt und ein inneres (gelb gefärbtes, teilweise etioliertes) Blatt werden mit der Oberseite nach oben über den Daumen gebogen. Dann wird mit einer scharfen Rasierklinge (Vorsicht - Finger möglichst dranlassen...) ein Flächenschnitt zu sich her geführt, den man auskeilen lässt. Das Blattstückchen sofort in einem Tropfen Wasser mikroskopieren.

Was ist zu sehen? Chloroplasten passen sich in ihrem Aufbau und in ihrer chemischen Zusammensetzung an die Lichtverhältnisse an. Bei Schwachlicht wird nur wenig Chlorophyll gebildet, bei Starklicht viel. Warum ist die Menge von Chlorophyll so genau kontrolliert? Chlorophyll ist für die Pflanze ein gefährliches Molekül, da es durch Licht in einen energiereichen Zustand gebracht wird. Wenn diese Energie nicht sofort über die Lichtreaktion der Photosynthese "verbraucht" wird, entstehen Sauerstoffradikale, die sofort großen Schaden anrichten - die Zelle oxidiert sich sozusagen zu Tode. Die gelb gefärbten Carotinoide dienen dem Ableiten überschüssiger Energie - einige Herbizide (z.B. Norflurazon) wirken über eine Hemmung der Carotinoidsynthese, so dass sich die Pflanzen im Sonnenlicht selber ausbleichen. Auch die Struktur der Chloroplasten ändert sich abhängig vom Licht - beispielsweise wird die Zahl und Dichte der Thylakoidstapel (im Lichtmikroskop nicht zu sehen) im Licht hochgeregelt. Natürlich ist auch die Anzahl der Chloroplasten im Starklicht erhöht - zwar teilen sich Chloroplasten unabhängig von ihrer "Wirtszelle", aber es gibt dennoch Signale aus dem Zellkern, die hier steuernd eingreifen.

Diese Veränderung der Chloroplasten sind im lichtmikroskopischen Bild erkennbar, beim grünen Blatt findet man große und viele grün gefärbt Chloroplasten; beim gelben Blatt nicht so zahlreiche und eher kleinere Chlorolasten von hellgrüner Farbe.


2. Plasmolyse


Plasmolyse bei einer Epidermiszelle einer roten Küchenzwiebel (Allium cepa - Alliaceae). Detailzeichnung einer Zelle vor und nach Plasmolyse.

Durchführung. zunächst wird die Epidermis präpariert und zunächst eine Zelle gezeichnet. Dann setzt man am Rand des Deckglases ein Tröpfchen mit 1 M NaCl-Lösung an, an der gegenüberliegenden Seite ein Streifchen Filterpapier. Das Filterpapier saugt Flüssigkeit an und die Kochsalzlösung wird so durch das Präparat hindurchgesogen. Nun wird beobachtet und dieselbe Zelle nach einigen Minuten nochmal gezeichnet.

Was ist zu sehen? Zunächst sieht man vor allem die rot gefärbte Vacuole. Der Farbstoff heißt Anthocyan und ist unter anderem für die Rotfärbung vieler Blüten und Früchte verantwortlich. Die anderen Organellen (Zellkern, Plasmastränge, Mitochondrien usw.) sind oft nicht so gut zu sehen. Wenn nun die Kochsalzlösung durchgesogen wird, zieht sich das Zellinnere zusammen und die Plasmamembran löst sich von der Zellwand ab. Dieser Vorgang heißt Plasmolyse und beruht letztendlich darauf, daß die Zelle Wasser an die salzige Umgebungslösung abgibt und dadurch kleiner wird. An manchen Stellen kann man fadenartige Strukturen erkennen, wo der Protoplast offenbar an der Zellwand festhaftet. Häufig haftet hier auch die Nachbarzelle auf der anderen Seite der Zellwand an. Diese sogenannten Hechtschen Fäden zeigen die Plasmodesmata an, Verbindungsstellen, die für die Kommunikation der Zellen untereinander sehr wichtig sind.

Film zur Plasmolyse, wo man auch die Hechtschen Fäden gut sehen kann.


3. Pilzhyphen


Präparat Weißschimmelkäse (Penicillium camenberti, Eurotaceae)

Durchführung. Wasserpräparat von der weißen Käserinde, Detailzeichnung von Mycel und Konidien

Was ist zu sehen? Schimmel ist eine Bezeichnung für oberflächlich wachsende Pilzmycelien, zumeist der Gattungen Aspergillus oder Penicillium. Häufig bilden Schimmelpilze Giftstoffe (sogenannte Mycotoxine), beim Camembert ist das natürlich nicht so. Das Mycel von Penicillium camenberti besteht aus septierten fädigen Zellen, den Hyphen. Die Fortpflanzungsstrukturen sind charakteristisch büschelig gebaut und bestehen aus perlschnurartig abgegliederten Einzelzellen (Konidien oder Sporen), die der Fortpflanzung dienen. Wenn Speiseschimmel mit dem bloßen Auge sichtbar wird, ist es zumeist schon zu spät, die Entwicklung ist abgeschlossen und das Lebensmittel schon voll mit Mycotoxinen. Die bläuliche Schimmelfarbe kommt von den gefärbten Sporen. Lange davor kann man in der Probe mikroskopisch die fädigen Hyphen erkennen.


Zur Nachbereitung


 

Weiterführende Informationen zu Plasmamembran bzw. Gewebslehre:

Strasburger: Lehrbuch der Botanik (34. Auflage) Dritter Abschnitt, S. 117-123

Lüttge / Kluge / Bauer: Botanik, Kapitel 5 (Wiley Verlag)

Weiterführende Informationen zu Plastiden:

Strasburger: Lehrbuch der Botanik (34. Auflage) Dritter Abschnitt, S. 104-109

Lüttge / Kluge / Bauer: Botanik, Kapitel 8 (Wiley Verlag)

Einfache Animation zur Plasmolyse mit Erklärung

 

 

 


© 2012 Peter Nick, Botanisches Institut 1, alle Rechte vorbehalten
Ihre Meinung zu unserem Webauftritt ist uns wichtig - schreiben Sie uns - Letzte Änderung - Donnerstag, 24. Mai 2012