„Kartoffelzylinder in Salzwasser“ (Experiment zum Thema Osmose/Plasmolyse/Deplasmolyse) Protokoll vom 09.01.2014 Christian Gebhardt, LiV am Studienseminar für Gymnasien Kassel Email: gebhardtc@t-online.de

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Vorbereitung: Materialien:

1 Kartoffel

1 Apfelausstecher

1 Messer

1 Lineal

3 Bechergläser

1 Spatel

1 Glasstab

Chemikalien:

Destilliertes Wasser

Natriumchlorid

Durchführung: Schritt 1: Es werden drei Kartoffelzylinder mithilfe eines Apfelausstechers aus einer

Kartoffel ausgestochen (vgl. Abb.1 im Anhang).

Schritt 2: Die Länge der Kartoffelzylinder wird mit einem Messer auf exakt 3,0 cm

gekürzt.

Schritt 3: Die Kartoffelzylinder werden für 12 Stunden in unterschiedliche Lösungen

eingelegt:

Becherglas Nr. 1: Der erste Kartoffelzylinder wird in 100,0 ml destilliertem

Wasser eingelegt.

Becherglas Nr. 2: Der zweite Kartoffelzylinder wird in 100,0 ml 1%ige

Natriumchloridlösung eingelegt.

Becherglas Nr. 3: Der dritte Kartoffelzylinder wird in 100,0 ml 10%ige

Natriumchloridlösung eingelegt.

Schritt 4: Nach 12 Stunden werden die drei Kartoffelzylinder aus den Lösungen

genommen. Es wird erneut die Länge gemessen.

Beobachtungen: B1. Der Kartoffelzylinder in destilliertem Wasser wurde größer und misst nun 3,2cm in

der Länge. Seine Konsistenz ist hart.

B2. Der Kartoffelzylinder in der 1%igen Kochsalzlösung hat sich weder vergrößert, noch

verkleinert und misst weiterhin 3,0cm in der Länge. Seine konsistent ist hart.

B3. Der Kartoffelzylinder in der 10%igen Kochsalzlösung wurde kleiner und misst nun

2,8cm in der Länge. Seine Konsistenz ist schwammig/weich.

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Tabelle 1: Längenveränderungen der Kartoffelzylinder in unterschiedlichen

Natriumchloridlösungen

Kartoffelzylinder in

destilliertem Wasser

Kartoffelzylinder in

1%iger

Natriumchlorid-

Lösung

Kartoffelzylinder in

10%iger

Natriumchlorid-

Lösung

Länge zu Beginn des

Experiments

3,0 cm 3,0 cm 3,0 cm

Länge nach 12

Stunden in Lösung

3,2 cm 3,0 cm 2,8 cm

Auswertung: Die Messwerte (vgl. Tab.1) werden in Diagramm 1 zusammengeführt. Durch das Verbinden

der drei Messwerte kann die Längenzunahme eines Kartoffelzylinders (3,0 cm) bei

unbekannter Konzentration diskutiert und in einem weiteren Experiment überprüft werden.

Diagramm 1: Längenveränderung eines Kartoffelzylinders (3cm Länge) nach 12

Stunden in unterschiedlichen Natriumchloridlösungen.

2,7

2,8

2,9

3

3,1

3,2

3,3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Länge des Kartoffel-

zylinders in [cm]

Konzentration der Natriumchloridlösung in [%]

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Die Längenveränderungen der Kartoffelzylinder können durch das Prinzip der Osmose bzw.

durch die beiden Vorgänge der Plasmolyse und Deplasmolyse erklärt werden. Im Folgenden

werden die Beobachtungen B1, B2, und B3 (vgl. Beobachtungen) jeweils in A1, A2 und A3

ausgewertet:

A1: Ist die Natriumchlorid-Konzentration der Lösung geringer als im Zellsaft der

Kartoffelzellen, so strömt Wasser in die Zellen. Hierbei ist der osmotische Wert des

umgebenden Milieus kleiner als im Zellsaft (= hypotones Milieu). Der Turgor nimmt

zu und der Protoplast drückt gegen die Zellwand. Die Zellen sind voll turgeszent.

Dieser Vorgang wird Deplasmolyse bezeichnet.

Infolgedessen nehmen die Kartoffelzylinder 0,2cm in der Länge zu.

A2: Ist die Natriumchlorid-Konzentration der Lösung im Vergleich zum Zellsaft der

Kartoffelzellen etwa gleich, so strömt genauso viel Wasser aus der Zelle, wie in die

Zelle hinein. Hierbei entspricht der osmotische Wert des umgebenden Milieus dem im

Zellsaft (= isotones Milieu). Man spricht auch von Grenzplasmolyse. Infolgedessen

nehmen die Kartoffelzylinder in der Länge weder zu noch ab. Die Länge des

Kartoffelzylinders nach 12 Stunden beträgt weiterhin 3,0cm. Es ist anzunehmen, dass

der Zellsaft von Kartoffelzellen in großer Näherung einer 1%-Natriumchloridlösung

entspricht.

A3: Ist die Natriumchlorid-Konzentration in der umgebenden Lösung größer als im

Zellsaft der Kartoffelzellen, so strömt Wasser aus den Kartoffelzellen. Hierbei ist der

osmotische Wert des umgebenden Milieus größer als im Zellsaft (= hypertonisches

Milieu). Der Turgor nimmt ab und der Protoplast löst sich von der Zellwand. Dieser

Vorgang wird Plasmolyse genannt. Infolgedessen verringert sich die Länge der

Kartoffelzylinder um 0,2 cm auf 2,8 cm. Darüber hinaus ist die Konsistenz des

Kartoffelzylinders durch den Wasserverlust schwammig bzw. weich.

Literatur:

Purves, W. K., Sadava, D., Orians, G. H., Heller, H. C. (2006). Biologie. Dt. Übers. hrsg. von

Jürgen Markl. München: Elsevier Spektrum Akademischer Verlag.

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Anhang

Abbildung 1: Kartoffelzylinder

Abbildung 2: Einlegen der Kartoffelzylinder in eine 0%ige (Dest. Wasser), 1%ige und 10%ige

Natriumchloridlösung

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Abbildung 3: Ausmessen der Kartoffelzylinder nach zwölf Stunden Einlegzeit (vgl. Tab.1).

Abbildung 4: Längenveränderung der Kartoffelzylinder nach zwölf Stunden in unterschiedlich

konzentrierten Natriumchloridlösungen.