In ausreichend konzentriertem Salzwasser verlieren viele Kartoffelzellen Wasser durch ihre Membranen. Ihr innerer Druck sinkt, und das Gewebe wird weniger fest. Diese Wasserbewegung durch eine teilweise durchlässige Membran heißt Osmose.
Die Titelillustration zeigt den Aufbau vor einer Beobachtung, kein gemessenes Ergebnis. Wir vergleichen rohe Stücke bei Raumtemperatur, ohne sie zu kochen.
Eine Kartoffel besteht aus Zellen
Die kleinen Bausteine einer Kartoffel enthalten viel Wasser mit gelösten Stoffen, etwa Zucker und Mineralstoffen. Außen um jede Pflanzenzelle liegt eine feste Zellwand.
Innen an dieser Wand befindet sich eine dünne Zellmembran. Wasser kann sie passieren; für andere Stoffe ist sie unterschiedlich durchlässig. Zellwand und Membran sind also verschiedene Teile.
Wasser bewegt sich in beide Richtungen
Wasserteilchen sind ständig unterwegs, auch durch Membranen. Bei Osmose zählt die Bilanz: Geht insgesamt mehr Wasser hinein oder hinaus?
In kräftigem Salzwasser können die Kartoffelzellen mehr Wasser abgeben als aufnehmen. Die gelösten Teilchen außen verändern die Bedingungen für den Wasseraustausch. Die Kartoffel entscheidet sich dabei für nichts.
Weniger Wasser, weniger Zelldruck
In einer gut mit Wasser versorgten Pflanzenzelle drückt der Inhalt gegen die Zellwand. Dieser innere Druck heißt Turgor. Er trägt zur Festigkeit des Gewebes bei.
Verliert die Zelle Wasser, nimmt dieser Druck ab. Bei starkem Wasserverlust kann sich die Membran von der Wand lösen. Die Zellwand selbst verschwindet dabei nicht.
Der Vergleich braucht gleiche Bedingungen
In Wasser ohne zugesetztes Salz können die Zellen Wasser aufnehmen und fest bleiben oder fester werden. Der entstehende Innendruck begrenzt die weitere Aufnahme; Zellen füllen sich nicht endlos.
Wie deutlich sich ein Stück verändert, hängt auch von Dicke, Kartoffel und Wartezeit ab. Biegsamkeit ist nur ein Hinweis auf Veränderungen im Gewebe. Den Turgor einzelner Zellen messen wir damit nicht.
Zwei Wasserbäder vergleichen
- Ein Erwachsener schneidet sechs gleich große, geschälte Stäbchen aus derselben rohen Kartoffel: ungefähr 5 cm lang und 5 mm dick und breit. Fotografiert sie neben einem Lineal und prüft ihre Biegsamkeit ganz vorsichtig. Markiert zwei gleiche Kunststoffbecher mit „Wasser“ und „Salz“. Füllt jeden mit 200 ml Wasser aus derselben Quelle bei Raumtemperatur; löst nur im Salzbecher 10 g gewöhnliches Speisesalz vollständig auf.
- Legt je drei Stäbchen vollständig unter die Flüssigkeit. Stellt beide Becher auf ein Tablett, am selben Ort ohne Sonne oder Heizung. Wartet 60 Minuten und notiert die Zeit. Kartoffel, Größe, Wassermenge und Temperatur bleiben möglichst gleich; nur die Salzzugabe unterscheidet sich.
- Nehmt alle Stücke heraus und tupft sie gleich vorsichtig trocken. Vergleicht sie mit den Ausgangsfotos und biegt sie nur leicht, ohne sie zu brechen. Notiert für alle drei Stücke je Bad, ob sie fester, ähnlich oder biegsamer wirken. Auch wenig Unterschied ist ein Ergebnis. Ein weiterer Versuch mit frisch geschnittenen Stücken hilft zu prüfen, ob sich das Muster wiederholt.
Nur ein Erwachsener schneidet mit dem Messer. Die Beobachtung gemeinsam durchführen, Becher standsicher aufstellen und verschüttetes Wasser aufwischen. Versuchsstücke und Flüssigkeiten nicht essen oder trinken; danach entsorgen, Arbeitsfläche reinigen und Hände waschen. Kein heißes Wasser und keine weiteren Zusätze verwenden.
Zum Mitnehmen
Kräftiges Salzwasser kann rohen Kartoffelzellen Wasser entziehen. Durch Osmose verändert sich ihr Wassergehalt; sinkt der Turgor, wird das Gewebe leichter biegsam. Ein fairer Vergleich nutzt gleich große Stücke und gleiche Bedingungen.
Warum kann ein rohes Kartoffelstäbchen nach einem Bad in kräftigem Salzwasser biegsamer sein?
Quellen & Weiterlesen
Vanderbilt University · Osmosis with Potato Slices (PDF, S. 3–5) ↗OpenStax / Rice University · Passive Transport: Osmosis and Tonicity ↗University of Florida / IFAS · Water Potential ↗Science & Plants for Schools · Investigating Osmosis with Potato Tissue ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
