Messung nichtosmotoscher Wasseraufnahme an plasmolysierten Protoplasten

Abstract

Die Plasmometrie Ms zellphysiologisehe Methode zur Messung der Permeabilit~t basiert bekanntlieh au~ der Gasgleichung p.v = n'R. T = const. Auf die Zelle angewendet, besagt sie, dab das Produkt aus der osmotiseh wirksamen Konzentration in der AuBenlSsung (C) und dem Protoplastenvolumen (ausgedrfiekt als Plasmolysegrad G) eine Konstante ist, welehe der osmotisehen Konzentration im Zellsaft bei Grenzplasmo]yse (00) entsprieht :C. G = 0 o = eonst. Wenn daher das Volumen einer plasmolysierten Ze]le w~hrend eines Permeationsversuehes grSger wird, so kann man aus der in Plasmolysegraden gemessenen VolumenvergrSBerung die osmotiseh aufgenommene Stoffmenge bereehnen und aus diesel" die ,,Permeationskonstante" ~fir den betreffenden Stoff ermitteln. Dabei wird vorausgesetzt, dab sieh die Zelle wie ein ideales osmotisehes System verh~lt, d.h. dal3 jede Stoffbewegung aussehlieBlieh dureh das osmotisehe Konzentrationspotential und die Permeabilit~t bestimmt wird.W/~hrend sehon seit l~ngerem bekannt ist, dab Elektrolyte und Farbstoffe fiber anderweitige, nieht osm0tisehe Meehanismen aufgenommen werden (Austausehadsorption, Beteiligung der Atmung; Speicherung u.a., vgl. z. B. LV~I)ECARDI~, D~AW~T), sehien die oben genannte Voraussetzung bis vor kurzem wenigstens noeh fiir Anelektrolyte (als gel6ste Substanzen) und Wasser erffillt zu sein. Einige in jfingster Zeit bekanntgewordene Tatsaehen seheinen indessen darauf hinzuweisen, dab aueh die Aufnahme dieser Stoffe nieht allein osmotiseh erfolgt: Aminoalkohole k5nnen stark gespeiehert werden, Wasser gelangt unter aeroben Bedingungen sehneller bzw. in grSBerer Menge in die Zelle als bei ausgesehalteter Atmung usw. Diese Ergebnisse wurden allerdings zumeist an ganzen Gewebestfieken erhalten; es blieb somit often, ob derartige Prozesse einen solchen Umfang annehmen kSnnen, dab sie aueh an der einzelnen Zelle plasmometriseh zu erfassen sind und damit eine Permeationskonstante merklieh zu verfi~lsehen vermSgen. Maximale Erh6hung de8 Plasmolysegrades nach beendeter Permeation..~ In Anwendung des Partialverfahrens wurde eine plasmolysierende Rohrzuckerl5sung (z. B. 0,7 tool) ersetzt dutch eine isosmotische Kombinationsl5sung aus Rohrzucker-,,Unterlage" (z. B. 0,47 tool, d. h. ebenfalls noeh plasmolysierend) und Diosmotikum (z. B. 0,23 mol Glykol). Nach beendeter Glykolpermeation wurde untersucht, ob der Plasmolysegrad der Zelle entsprechend den 0,23 tool des permeierten Glykols zugenommen hatte. Dieser theoretische Endwert wurde zum Teil nicht erreicht, zum Teil erhebllch fiberschritten. Auch in diesem Falle entspricht also das gemessene Protopl~stenvolumen nicht den osmotischen Verh~ltnissen; zum Unterschied yon (1) treten diese Abweichungen bei der Au/nahme gelSster Diosmotil~a auf. Die Versuche wurden im Jahr 1951 an di-und tetraploiden Pflanzen yon Oenothera [ranciscana durchgeffihrt. Verwendet wurde die Ste'ngelepidermis der Blattspur des 3.--5. Internodiums bliihender Seitensprosse. Die Schnitte wurden durch Abziehen eines Epidermisstreifens mit den darunterliegenden 2--3 Ze]lschic...