今日理科2の実験で原形質分離の実験をしました。今回の実験ではアカタマネギを使い硝酸カリウム0.5-0.4-0.3-0.2mol/1ブドウ糖0.5mol/1ショ糖0.5mol/1につけるとどうなるかというものでした。実験をやってもあまりわからないので分離の有無、濃淡などを教えてください。あとなぜかブドウ糖を2回はじめと最後にやりました。これはなぜなのでしょうか?よろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

以前も同じような質問がありました。


http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=86393

その時に回答させていただいたのですが、少し引っ掛かっているところがあります。その際には45%酢酸に浸けた実験もされていて、その時には安易に答えたものの、後から考えると酢酸は固定作用があるので、原形質分離は起こらないような気がしていて…。(回答は締め切られてしまっていたので訂正できませんでしたが)

さて、話は逸れましたが、実験後の観察結果はどうでしたか?
一応0.5%ショ糖液は「高張液」として一般的に実験で使われています。ですので、当然お望みの原形質分離が起こってくるでしょう。
ブドウ糖についてはあまり一般的にこのような実験で使われていないのですが、動物細胞の保存の際に用いられる濃度から考えると、少し低張かな?と思われます。従って、原形質分離は起こらないと思われます。
ですので、実験の前後にこれに浸したと言うことは、その濃度がタマネギの細胞にとってほぼ等張液で、実験に際しまず元の状態に置き、その後高張液、低張液を作用させて変化を見、その後また元の状態に復帰(原形質復帰)させるのを観察させる目的があったのでは?と思われます。

植物細胞ですので細胞壁によって原形質が外に飛び出すのは防がれますので、水を入れたとしても崩壊することはありません。(動物細胞では細胞壁がないので、膨張すると膜が破れて原形質が外に出てしまいますが)

硝酸カリウムについては10%では明らかに高張液ですが、5%-4%-3%-2%あたりで変化を見ているとすると、この中でどの濃度が「限界原形質分離」なのかを特定するねらいがあったのでしょう。結果はどうでしたか?

前出した以前の原形質分離に関する質問では0.3molのショ糖液についても実験をしていました。系列が0.5molと0.3molしかなかったので、0.3molを限界原形質分離の濃度と設定していると思われましたので、その回答の中でそう答えましたが、実際にはもう少し濃度が低い方がそれに当てはまると思われます。

分離の有無、濃淡等は実際の実験の結果を素直に書かれる方が良いでしょう。例え理論と違っていても、それは実験に不慣れな人間がすることですから、別に何も減点されないと思いますよ。もしレポートの提出があるのでしたら「理論ではこうなるはずであるが、実験ではこうなってしまった。その要因として考えられるのは…」と考察してみるとポイントアップです。そこら辺の要因はご自分でお考えください。
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 植物細胞は動物細胞と違って細胞壁がありますよね。


ご存知のとうり、細胞質が細胞壁から離れて分離するのが原形質分離ですよね。

 とりあえず、植物細胞内液と外液の浸透圧差が問題になりますが、細胞内液より外液の方が濃度が高かった場合・・
 
 浸透圧差により薄い方から濃い方へと液が移動しますよね。
そうすると、細胞は水分を奪われて縮んでいきます。その時に細胞膜と細胞壁が離れて原形質分離がおこりますよ。

 反対に、外液の方が薄かった場合。外液がこれまた浸透圧差により、濃い方へ
流れていくために、細胞は膨らみます。でも細胞壁があるので破裂することはありません。

 また、細胞と同じ濃度の外液ではいうまでもなく変化なしです。
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Qブドウ糖での原形質分離

ブドウ糖溶液でユキノシタの原形質分離を観察するという実験をしました。
今レポートを作成しているのですが、参考書や教科書を見てもスクロース水溶液というものを使っています。
ブドウ糖溶液とスクロース水溶液の違いを教えてください。
また、先生はスクロース水溶液を使用せずにブドウ糖溶液を使用したのだと考えられますか?
あと、スクロース水溶液の濃度5%というのとブドウ糖溶液0.1mol/lというのは同じくらいの反応が起きるものなのでしょうか?

Aベストアンサー

原形質分離を観察する際には,細胞膜を透過しない物質を利用する場合が普通です。教科書等はそのことを考慮してスクロース(ショ糖)を使用しているのです。グルコース(ブドウ糖)は細胞膜を徐々に透過して細胞内に取り込まれます。ですから初めはスクロースと同じに原形質分離を起こしていても,徐々に原形質分離の度合いが小さくなります。

なぜ先生がグルコース溶液を使用したのかはわかりません。限界原形質分離している細胞数を数えさせ,時間とともに限界原形質分離している細胞数が減少することから前述のようなグルコースは細胞膜を透過することを観察させたかったのかもしれません。あるいは,単に短時間に原形質分離を観察するだけならばスクロースもグルコースも同じです。たまたま手元にあったグルコースを使用したのかもしれません。理由は先生に直接お聞きになったらいかがですか。

まだモル濃度は勉強していないのですね。そのうち化学で教わると思います。生物ではモル濃度の使用は出来なくなったようですね。スクロースの5%は約0.15mol/lで同じ程度と思いますよ。

Q細胞膜の透過性と原形質分離に関する実験

実験操作の説明の文中で、日本語の意味がわからないところがあるので、どうか教えてください。

(1)ユキノシタの葉の表面の表皮を、カミソリで約5mm角に切ってはぎとる。
(2)ペトリ皿に、蒸留水とスクロース(ショ糖)溶液(5%,10%,15%,20%)をそれぞれ多めに入れ、図のように、各ペトリ皿に表皮の切片を2~3枚ずつ入れてふたをする。
(3)約20分後、各ペトリ皿から表皮をとり出し、同じペトリ皿の溶液で封じて観察する。(浸透現象が変化するのを防ぐため)

この(3)で、「封じる」という日本語の意味が、よくわからないんです。なんか封印するとかフタをするみたいなイメージを思い浮かべるんですけど、とり出したものを封じるとは、どういうことなんでしょうか?

Aベストアンサー

封じるというより封入するっていうのがただしい言い方かな。つまり、スライドグラスとカバーグラスの間に試料を溶液ごとサンドイッチすることです。顕微鏡で観察中に細胞の状態が変わらないようにするために行います。長時間の観察をする場合は、カバーグラスの周りを接着剤で固めることもあります(溶液の蒸発を防ぎ、溶液濃度の変化による浸透圧の変化を防ぐ)。

Q原形質分離について

原形質分離の実験をしたのですが、ユキノシタを5%のスクロース水溶液に入れたときは原形質分離が起こらないのに、3.5%の塩化ナトリウム水溶液に入れたときはなぜ原形質分離が起きるのですか?

Aベストアンサー

5%のスクロース水溶液と3.5%の塩化ナトリウム水溶液では浸透圧が違うからです。

...あまりに当然すぎる回答ですが、それが理由です。
おそらくこんなことは分かっていますよね?質問内容はなぜ3.5%の塩化ナトリウム水溶液の方が「薄い溶液なのに分離するのか?」という点ですよね?


浸透圧を計算する式にP=CRTのようなもの(記憶が確かではないので少し違うかもしれません)がありましたよね。この式によるとRは定数なので浸透圧はC(容量モル濃度)とT(温度)によって変化します。

実験はおそらく同じ温度条件下でおこなったでしょうから、この場合にはモル濃度のみが浸透圧の差を決める要因になります。

ここで5%のスクロース水溶液と3.5%の塩化ナトリウム水溶液では前者の方が濃度が濃いような気もしますが...実際に浸透圧として問題になるのはモル濃度です。ここでの5%や3.5%という濃度はおそらく重量%かと思います。浸透圧の計算時にはこれをモル濃度に直す必要があります。

塩化ナトリウムはNaCl、スクロースは(C6H12O6)2になります(スクロースは全然違うかもしれませんがそのくらいの高分子です)。つまり5%のスクロース水溶液と3.5%の塩化ナトリウム水溶液では、モル濃度に変換すると前者の方が薄い溶液になり、浸透圧も小さくなります。

面倒なので実際に計算したわけではありませんし、式や分子式も間違えているかもしれませんが、おおむねそういったことが理由です。

5%のスクロース水溶液と3.5%の塩化ナトリウム水溶液では浸透圧が違うからです。

...あまりに当然すぎる回答ですが、それが理由です。
おそらくこんなことは分かっていますよね?質問内容はなぜ3.5%の塩化ナトリウム水溶液の方が「薄い溶液なのに分離するのか?」という点ですよね?


浸透圧を計算する式にP=CRTのようなもの(記憶が確かではないので少し違うかもしれません)がありましたよね。この式によるとRは定数なので浸透圧はC(容量モル濃度)とT(温度)によって変化します。

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理論上はスクロースはKClの2倍の濃度になるはずなのですが、何故でしょうか?
ご回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

溶液の浸透圧(Π)は、気体の状態方程式と同じように、
Π=CRT
で求められます。C:モル濃度 R:気体定数 T:絶対温度
従って、浸透圧は温度が同じなら、溶質の種類によらずモル濃度(溶液単位体積あたりに含まれる溶質分子の数)に比例するわけです。

KClは電解質で、水溶液中では KCl → K+ + Cl-
と電離します。
イオンは分子ではありませんが別々の粒子として振る舞いますので、粒子数は溶解前の2倍となるわけです。一方、スクロースは非電解質ですので水溶液中でも粒子数は変わりません。

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柱頭と似た状況を作り出すと聞いたのですが、仕組みがわかりません。

花粉管とショ糖・柱頭の関係について教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

http://www.koyo-h.nagoya-c.ed.jp/ssh/seibutu1.pdf

難しいですが参考にしてください。

自分は以前に生物Iを受講しましたが、確かショ糖が柱頭の成分と似ているからだったような気がします。


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