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Turgor

Sonnenblumen schauen immer mit dem Blütenkopf in die Sonne. Doch damit die Blume aufrecht stehen kann, ist der Turgordruck innerhalb von besonderer Bedeutung. Ohne diesen inneren Druck kann eine Pflanze nicht aufrecht stehen. Der Turgor spielt daher eine wichtige Rolle innerhalb einer Pflanzenzelle.

Turgor Definition – Biologie

Der Begriff Turgor beschreibt in der Zellbiologie den Druck, den der Zellsaft auf die Zellwand ausübt. Er kann daher auch als "Wanddruck" umschrieben werden.

Turgordruck

Der Turgor erhält die Stabilität einer Pflanze aufrecht, sofern es sich nicht um eine verholzte Pflanze handelt. Damit eine Pflanze aufrecht stehen kann und nicht welk wird, muss also innerhalb einer Pflanzenzelle ein gewisser Turgordruck herrschen.

Der Turgordruck in einer Pflanzenzelle liegt zwischen 0,07 und 4 Megapascal. Zum Vergleich: in einem durchschnittlichen Autoreifen herrscht ein Druck von ca. 0,25 Megapascal. Im Fall eines maximalen Turgordrucks spricht man auch von der Turgeszenz.

Turgor Vakuole

Innerhalb der Pflanzenzelle befindet sich eine Vakuole. Die Vakuole ist ein Zellorganell, welches mit Wasser gefüllt ist und gelöste Stoffe speichern kann. Sie ist außerdem für den Zellinnendruck verantwortlich. Sobald sich die Vakuole durch eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme der Zelle ausbreitet, erhöht sich auch der Turgor, da nun mehr Flüssigkeit auf die Zellwand eindrückt. Die Größe der Vakuole hängt mit dem osmotischen Druck zusammen.

An dieser Stelle ist es sinnvoll, dass Thema "Osmose" zu wiederholen und sich mit dem Begriff "osmotischer Druck" vertraut zu machen.

Der Idealzustand der Zelle wird als Grenzplasmolyse bezeichnet. In diesem Fall ist der Turgordruck optimal, da man im intra- und extrazellulären Raum die gleiche Konzentration an gelösten Stoffen vorfindet. Das Verhältnis der gelösten Stoffe ist isotonisch, was so viel bedeutet wie "gleich".

Ist die Konzentration gelöster Stoffe jedoch im Extrazellularraum größer als innerhalb der Zelle, spricht man von einem hypertonischen Umfeld. Zum Beispiel befinden sich außerhalb der Zelle viele Salze, die jedoch nicht durch die Zellmembran diffundieren können, da die Zellmembran nur semi-permeabel ist. Das bedeutet, dass sie nicht durchlässig für Salze ist. Wegen des osmotischen Drucks strömt Wasser aus der Zelle nach heraus, um das Konzentrationsungleichgewicht auszugleichen. Diesen Prozess bezeichnet man als Plasmolyse. Charakteristisch für die Plasmolyse sind die hecht'schen Fäden, die sich ausbilden, wenn der Protoplast sich von der Zellwand löst.

Im Gegensatz zum hypertonischen Umfeld steht das hypotonische Umfeld. Bei einem hypotonischen Umfeld ist die Konzentration gelöster Stoffe innerhalb der Zelle höher als im Extrazellularraum. Damit die ungleiche Konzentration ausgeglichen werden kann, strömt Wasser in die Zelle und die Vakuole vergrößert sich. Diesen Prozess bezeichnet man als Deplasmolyse.

Der Unterschied zwischen der Konzentration außerhalb der Zelle und innerhalb der Zelle bestimmt also, ob die Zelle Wasser abgibt oder aufnimmt. Die dabei wirkende Kraft ist die Osmose.

Allgemein diffundiert Wasser immer in die Richtung des höheren, negativen Potentials. Dies hat mit der eingeschränkte Permeabilität der Zellwand zu tun. Wasser hat ein Potential von 0, genauso wie eine turgeszente Zelle ein Potential von 0 hat. Bei Turgeszenz kann kein weiteres Wasser mehr aufgenommen werden. Gelöste Stoffe wie Salze tragen zu einem negativen Potential bei. Befindet sich zum Beispiel viel Wasser außerhalb der Zelle, aufgrund von Regen, so ist das Potential auf dieser Seite ungefähr gleich 0. Innerhalb der Zelle befinden sich gelöste Teilchen, welche zu einem höheren, negativen Potential beitragen. Daher ist das osmotische Potential erhöht und Wasser diffundiert durch die Zellmembran in die Zelle, um das Potential auszugleichen.

Hat es geregnet, befinden sich mehr Wassermoleküle auf der Erdbeere als im intrazellulären Raum. Aufgrund des osmotischen Drucks herrscht das Bestreben, ein Gleichgewicht zwischen Wassermolekülen innerhalb und außerhalb der Zelle herzustellen. Das osmotische Potential ist erhöht, deshalb diffundieren die Wassermoleküle durch die semipermeable Zellmembran der Pflanzenzelle. Dies hat zur Folge, dass der Wasseranteil innerhalb der Zelle steigt und sich die Vakuole vergrößert. Dehnen sich die Pflanzenzellen durch einen zu hohen Anteil an Flüssigkeit zu sehr aus, kann es auch dazu kommen, dass sie aufplatzen. Die Ausdehnung einer Pflanze kannst du auch bei Erdbeeren beobachten, welche nach starkem Regen ohne Fremdeinwirkung aufplatzen.

Den Anstieg des Turgordrucks kannst du unter anderem auch bei Gemüse beobachten. Wenn du dein Gemüse nach ein paar Tagen aus dem Kühlschrank nimmst, dann ist dies meist nicht mehr so frisch und knackig wie beim Kauf. Doch wenn du dieses in Wasser legst, erhöht sich der Turgor durch eine erhöhte Flüssigkeitsaufnahme der Zelle und dein Gemüse wird wieder viel knackiger durch einen höheren Wasseranteil.

Ist der Wanddruck in einer Pflanzenzelle besonders hoch und der Turgordruck maximal, spricht man auch von einer "Turgeszenz". Eine Turgeszenz der Pflanzenzelle wird jedoch nicht oft erreicht, da der Transpirationssog dies in den meisten Fällen verhindert.

Turgor Funktion

Wie bereits am Beispiel der Sonnenblume erwähnt, hat der Turgor die Aufgabe, die Pflanze zu stabilisieren. Ohne den Druck des Zellsafts auf die Zellwand sackt die Pflanze in sich zusammen. Die Aufgabe des Turgors kannst auch bei deinen Pflanzen Zuhause beobachten: Wenn du sie lange nicht gegossen hast, blickt der Blütenkopf der Blume nach unten und die Pflanze hat keine Stabilität.

Darüber hinaus reguliert der Turgor die Öffnung und Schließung der Stomata. Unter den Stomata versteht man Spaltöffnungen in der Epidermis der Pflanzenzelle, welche den Gasaustausch regulieren. Die Abgabe und Aufnahme von Gasen ist aufgrund der fotosynthetischen Aktivität der Pflanzenzelle essenziell. Durch einen unterschiedlichen Turgordruck kann die Position der Spaltöffnungen reguliert werden und Gase können entweichen.

Du willst mehr über den Spaltöffnungsapparat und die Transpiration erfahren? Kein Problem, auf der StudySmarter Website findest du hierzu passende Artikel!

Mithilfe von Turgorschleuder- oder Turgorspritzmechanismen verteilen manche Pflanzen ihre Samen und Pilze ihre Sporen. Dieser Mechanismus der Pflanze dient dazu, dass die Samen eine möglichst große Distanz überwinden und sich die Pflanze in einem möglichst großen Umkreis fortpflanzen kann.

Wird ein besonders großer Turgor erreicht, öffnen sich die Stomata und die Samen schießen wie ein Sektkorken durch die Luft. Dabei kann ein Turgordruck von bis zu 1,5 Megapascal erreicht werden und die Samen der Pflanze können Distanzen von bis zu 12m erreichen.

Auch bei sogenannten Schleuderfrüchten werden die Samen mithilfe eines hohen Turgors abgeschossen. Ein Beispiel für eine Schleuderfrucht ist beispielsweise die Frucht einer Klette. Sobald die Früchte ausreichend reif sind, zerplatzen sie explosionsartig. Dadurch werden auch die Samen der Klette durch die Luft geschleudert und können sich um die Pflanze herum ausbreiten.

Turgor Pflanzen Bedeutung

Insgesamt spielt der Turgor eine wichtige Rolle innerhalb der Pflanze. Er trägt zur Spannung der Pflanze bei und erhält ihre Stabilität.

Über den Transpirationssog kann ein hoher Turgor reguliert werden, indem durch Transpiration Wasser aus der Pflanze verloren geht. Es wird Wasser über die Stomata abgesondert und der Turgor nimmt in Folge des Flüssigkeitsverlusts ab.

Turgor Haut Bedeutung

In der Medizin versteht man unter dem Turgor auch die Elastizität von Gewebe durch den Flüssigkeitsgehalt in einer Zelle, zum Beispiel die Spannung der Haut. Mit dem Alter nimmt der Turgor der Haut ab und so entstehen zum Beispiel Falten.

Um zu erkennen, ob man über den Tag verteilt genug getrunken hat und sich genug Flüssigkeit im Körper befindet, wird empfohlen den Hautturgor zu testen. Bei diesem Test wird die Haut an einer Stelle des Körpers zusammengekniffen. Eine beliebte Stelle hierfür ist der Handrücken. Dort kann die Haut mit Daumen und Zeigefinger zusammenkniffen werden, damit eine Hautfalte entsteht. Falls diese Hautfalte auch nach dem Loslassen noch kurze Zeit bestehen bleibt, ist dies ein Anzeichen für einen verminderten Turgor und dementsprechend einem Wassermangel im Körper. Falls die Hautfalte sofort wieder verschwindet, ist der Turgor der Haut jedoch optimal.

Wenn der Turgor im Körper zu hoch ist, kann man dies an geschwollener Haut erkennen. Es handelt sich hierbei um Wasseransammlungen und Wassereinlagerungen, sogenannte Ödeme. Auch bei Entzündungen ist der Hautturgor erhöht.

Turgor Das Wichtigste

  • In der Biologie beschreibt der Turgordruck den Druck des Zellsafts, der auf die Zellwand einer Pflanzenzelle wirkt und zur Stabilität der Pflanze beiträgt.
  • Ein maximaler Turgordruck wird als "Turgeszenz" beschrieben.
  • Mithilfe von Turgorschleuder- oder Turgorspritzmechanismen verteilen manche Pflanzen ihre Samen.
  • In einer hypertonischen Zelle ist der Turgordruck gering, in einer isotonischen Zelle ist er optimal und in einer turgeszenten Zelle ist er sehr hoch.
  • Auch beim Menschen wird die Spannung der Haut als Turgor beschrieben.

Nachweise

  1. Jäger et. al (2003). Botanik. Springer.
  2. Brennicke; Schopfer (2010). Pflanzenphysiologie. Springer.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Turgor

In der Medizin versteht man unter dem Turgor auch die Elastizität von Gewebe durch den Flüssigkeitsgehalt in einer Zelle, zum Beispiel die Spannung der Haut.

Bei nachlassendem Turgordruck ist die Zelle hypotonisch. Es diffundiert Wasser aus der Zelle und somit verkleinert sich auch die Vakuole und der Anteil des Cytoplasmas. Letztendlich führt dies dazu, dass die Pflanze ihre Stabilität verliert und schlaff nach unten hängt.

Der Begriff "Turgor" wird in der Zellbiologie zur Beschreibung einer Pflanzenzelle benutzt und bezeichnet einen Druck, vom Zellsaft auf die Zellwand.

Als Turgordruck bezeichnet man den Druck des Zellsafts innerhalb der Zelle auf die Zellwand. Insgesamt werden nicht verholzte Pflanzen von ihrem Turgordruck stabilisiert. Ist dieser besonders groß kann es dazu führen, dass die Zelle aufplatzt. Wenn der Turgordruck niedrig ist hängt die Pflanze mitsamt ihren Blättern schlaff nach unten. Bei optimalem Turgordruck steht die Pflanze aufrecht.

Finales Turgor Quiz

Frage

Was ist ein Turgor in der Medizin?

Antwort anzeigen

Antwort

In der Medizin versteht man unter dem Turgor auch die Elastizität von Gewebe durch den Flüssigkeitsgehalt in einer Zelle, zum Beispiel die Spannung der Haut.

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Frage

Was ist ein nachlassender Turgordruck?

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Antwort

Bei nachlassendem Turgordruck ist die Zelle hypotonisch. Es diffundiert Wasser aus der Zelle und somit verkleinert sich auch die Vakuole und der Anteil des Cytoplasmas. Letztendlich führt dies dazu, dass die Pflanze ihre Stabilität verliert und schlaff nach unten hängt.

Frage anzeigen

Frage

Was versteht man unter Turgor?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Begriff "Turgor" wird in der Zellbiologie zur Beschreibung einer Pflanzenzelle benutzt und bezeichnet den Druck, den der Zellsaft auf die Zellwand ausübt.

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Frage

Was ist ein Turgordruck einfach erklärt?


Antwort anzeigen

Antwort

Als Turgordruck bezeichnet man den Druck des Zellsafts innerhalb der Zelle auf die Zellwand. Insgesamt werden nicht verholzte Pflanzen von ihrem Turgordruck stabilisiert. Ist dieser besonders groß kann es dazu führen, dass die Zelle aufplatzt. Wenn der Turgordruck niedrig ist, hängt die Pflanze mitsamt ihren Blättern schlaff nach unten. Bei optimalem Turgordruck steht die Pflanze aufrecht.

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Frage

Welche Funktionen hat der Turgor?

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Antwort

Der Turgor erhält einerseits die Stabilität der Pflanze aufrecht und verhindert das Welken. Andererseits nutzen manchen Pflanzen den Turgor, um ihre Samen mittels der Turgorschleuder- oder Turgorspritzmechanismen zu verteilen.

Frage anzeigen

Frage

Wie hoch ist der Turgordruck bei Pflanzen?

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Antwort

Der Turgordruck in einer Pflanzenzelle liegt zwischen 0,07 und 4 Megapascal.

Frage anzeigen

Frage

Mit welchem Begriff beschreibt man einen maximalen Turgordruck?

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Antwort

Im Fall eines maximalen Turgordrucks spricht man auch von der "Turgeszenz".

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Frage

Wie kann man den Turgor der Haut testen?

Antwort anzeigen

Antwort

Man kann den Turgor der Haut testen, indem man zum Beispiel am Handrücken die Haut mit Daumen und Zeigefinger zusammenkneift. So soll eine Hautfalte entstehen. Falls diese Hautfalte auch nach dem Loslassen noch kurze Zeit bestehen bleibt, so zeugt dies von einem verminderten Turgor und ist ein Anzeichen für Wassermangel im Körper. Falls die Hautfalte sofort wieder verschwindet, ist der Turgor der Haut optimal.

Frage anzeigen

Frage

Wie macht sich ein zu großer Turgor bei Menschen bemerkbar?

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn der Turgor im Körper zu hoch ist, kann man dies an geschwollener Haut erkennen. Es handelt sich hierbei um Wasseransammlungen und Wassereinlagerungen, sogenannten Ödemen. Auch bei Entzündungen ist der Hautturgor erhöht.

Frage anzeigen

Frage

Wie groß ist der Turgordruck in einem hypertonischen Umfeld?

Antwort anzeigen

Antwort

gering

Frage anzeigen

Frage

Wie groß ist der Turgordruck bei einem isotonischen Umfeld?

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Antwort

gering

Frage anzeigen

Frage

Wie groß ist der Turgordruck bei einem hypotonischen Umfeld?

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Antwort

gering

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Frage

Durch welche Besonderheit kennzeichnet sich eine Zelle nach der Plasmolyse?

Antwort anzeigen

Antwort

Charakteristisch für eine Zelle nach der Plasmolyse sind die hechtschen Fäden, welche aufgrund der Wasserknappheit entstehen. Sie stellen bei dem geschrumpften Cytoplasma und der geschrumpften Vakuole eine Verbindung der Zelle zur Zellwand her. 

Frage anzeigen

Frage

Welcher Merksatz zur Diffusion von Wasser ist korrekt?

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Antwort

Wasser diffundiert immer von einer hypotonischen Zelle in eine hypertonischen Zelle.

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Frage

Welche Distanzen können Samen durch die Turgorspritzschleuder überwinden?

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Antwort

12m

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