ユキノシタを、
様々な濃度のスクロース溶液に浸して、
原形質分離を観察する実験で、

ユキノシタを、原液(エタノールなど、どんなものでも良いです)
に浸しても、細胞は壊れずに原形質分離をするのでしょうか?


回答お願いします

A 回答 (2件)

こんにちは。



エタノールは固定する液体の代表的なものです。固定とは「生命活動を停止させ、細胞内の構造を、生きていたときに近い状態のまま保存する処置。」ですから、細胞は死んでいるということになります。
原形質分離は生きている細胞にしか見られない現象です。
よって、絶対に原形質分離は起きません。

参考になれば幸いです。
お勉強頑張ってくださいね。
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エタノールに浸したら「固定」されてしまって原形質分離はしないと思います。


セルロース分解酵素を使えば細胞壁は壊れるでしょうし…。
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Q高校1年で習う原形質分離について。

明日レポート提出なのに、原形質分離が分かりません。教えてください。
教えてほしいのは、ユキノシタの葉裏(紅色)を薄く切ったやつを、蒸留水、0.5mol/1ショ糖溶液と、0.3mol/1ショ糖溶液、45%酢酸につけるとどうなるかということです。分離の有無、色の濃淡を答えてほしいです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

何だか間に合わなかったようですが、一応。

動物細胞には細胞の周囲を細胞膜により囲まれていますが、植物細胞ではさらにその周囲に細胞壁(いわば細胞のしきり)が存在します。
(この点はおそらくもう習っているでしょうが)

細胞質内の液体成分に比し、周囲の液体の浸透圧が高い(高張液:要するに分子の濃度が高いもの)場合、細胞質内の水分は細胞膜膜を通過して外界に出ていってしまいます。(拡散と浸透の関係は教科書にも載っています)
この現象が植物細胞で起こった場合、細胞膜から出た水分は、細胞壁と細胞膜の間に貯まり、細胞壁から細胞膜で囲われた細胞(原形質)が「分離」し、体積が小さくなり、そして細胞内に含まれる成分も濃縮されてしまいます。
このため、ユキノシタの細胞の原形質は、通常の状態よりもより濃い紅色を呈します。
動物細胞の場合は細胞壁がないため、等張の状態にあったときよりも、個々の細胞の容積が小さくなり、細胞間の距離が離れた感じになります。このとき細胞外の水分はもちろん増えています。

また、逆に細胞質内の液体成分よりも、周囲の液体の浸透圧が低い(低張液:分子の濃度が低いもの)場合、細胞外に存在する水分が細胞膜を通して逆に細胞内に流入し、細胞(原形質)の体積が増え、膨れあがるものの、がっちりとした仕切りである細胞壁が存在するためにそれ以上細胞は崩壊することなく、緊張状態を呈します。
動物細胞の場合、特に赤血球を例に挙げると、低張液中では、内部に流入する水分のため、赤血球は膨れあがり、膜が引っ張られてやがて破綻し、溶血(中身が外に漏れ出ること)を起こします。(これも図解があるでしょう)

こういった現象は、細胞膜の「半透膜」性質によるモノで、高分子と低分子のモノが混ざった液と、タダの水を半透膜によって隔てたとき、高分子のモノは半透膜を通過できないために、両方を等張にするために、低分子のモノが半透膜をどんどん等張になるまで通過してタダの水の方へ移ります。(全透膜の場合は拡散現象により両方に高分子・低分子のものが均等に存在しますが、半透膜では片方には高分子のものが全くなく、低分子のモノは高分子が存在する側は少量で、反対側には多量存在するといった状態です)

そこで、本題の方ですが、私は高校生物を忘れ、大学で習った生物(医系)の記憶の方が新しいので、蔗糖液よりも食塩水の方が理解しやすいのですが、たまたま手元に高校生物の図解があったので、それを参照してみます。

(蒸留水)もちろんこれは細胞成分よりも低張です。
したがって、原形質分離は起こらず、細胞は最高潮にパンパンに膨れあがって緊張状態を呈しているでしょう。細胞の色は薄くなります。

(0.5mol/Lショ糖溶液)これはおよそ17%のショ糖溶液ですね。これは高張液と思います。従って、お望みの(?)原形質分離の現象が起こってきます。もちろん原形質の紅色は濃くなります。

(0.3mol/Lショ糖溶液)これはおよそ10%のショ糖溶液で、おそらく等張でしょう。細胞の状態に変化は見られず、いわゆる「限界原形質分離」の状態で、細胞壁と細胞膜は密着しているような状態でしょう。

(45%酢酸)これは私の頃に習った記憶が全くないですが、私の職務上に行っている技術で酢酸を用いてモノの膨張を抑えたりしますし、そういった点を考えるとこの濃度では、かなりの高張液でしょうね。
 そうなると、極度の原形質分離が起こるため、一番細胞の紅色が濃縮により濃くなって、細胞(原形質)の容積が一番小さくなるでしょうね。

 何だかいまいちアテになるかどうか、レポートの解答通りに説明できていない気もしますが、参考まで。

何だか間に合わなかったようですが、一応。

動物細胞には細胞の周囲を細胞膜により囲まれていますが、植物細胞ではさらにその周囲に細胞壁(いわば細胞のしきり)が存在します。
(この点はおそらくもう習っているでしょうが)

細胞質内の液体成分に比し、周囲の液体の浸透圧が高い(高張液:要するに分子の濃度が高いもの)場合、細胞質内の水分は細胞膜膜を通過して外界に出ていってしまいます。(拡散と浸透の関係は教科書にも載っています)
この現象が植物細胞で起こった場合、細胞膜から出た水分は...続きを読む

Q原形質分離の実験・細胞の浸透圧測定

みなさんこんにちは。学校で、ユキノシタの葉による原形質分離の実験・細胞の浸透圧測定をやったんですけど、考察が分からないところがあるので誰か分かる方早目に教えてください。月曜日にレポート提出なんですけど、試験勉強とかあって早めに質問できませんでした。

1.原形質分離と、原形質復帰との変化に要した時間に差はあったか。あったとすれば、何が原因か。
 >原形質復帰の方が断然に早かったんですけど、なぜと聞かれても分かりません…。植物の枯死と原形質分離は関係があるとどこかで聞いたような気もするのですが…。確かに植物は水あげるとすぐ元気になりますよねぇ。……あれ、全く関係ないかも。分かりやすく教えてください!!

2.原形質分離の状態において細胞質と細胞壁の間はどのようであるか。
 >スクロース溶液が入っているんですよね…。

3.浸透圧の測定のP(浸透圧)=nRT(等張液の濃度×気体定数×絶対温度)のnで、先生は50%原形質分離を起こしてたやつが等張液だって説明してくれて、一応分かったつもりでいるんですけど、今考えてみるとなんでかよく分かりません。このままでは納得いかないので、なぜ50%原形質分離を起こしてたやつが等張液なんですか?

4.その他原形質分離の実験・細胞の浸透圧測定についてレポートに書いたらいいぞってやつがあったら裏(?)情報を教えてください。

よろしくお願いします。

みなさんこんにちは。学校で、ユキノシタの葉による原形質分離の実験・細胞の浸透圧測定をやったんですけど、考察が分からないところがあるので誰か分かる方早目に教えてください。月曜日にレポート提出なんですけど、試験勉強とかあって早めに質問できませんでした。

1.原形質分離と、原形質復帰との変化に要した時間に差はあったか。あったとすれば、何が原因か。
 >原形質復帰の方が断然に早かったんですけど、なぜと聞かれても分かりません…。植物の枯死と原形質分離は関係があるとどこかで聞いたよう...続きを読む

Aベストアンサー

 もうレポートは提出済だと思いますが,勉強のために若干のアドバイスを。

 「Google」(↓)等の検索エンジンで「原形質分離」,「原形質復帰」,「原形質分離 原形質復帰」等で検索しても多数ヒットします。

 中には,実験の様子を書いたレポート的なページもありますよ。

 頑張って!!(って,遅いか)

参考URL:http://www.google.co.jp/

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限界原形質分離の見極め方について

一般的な高校生物実験において、0.1%~0.5%ショ糖水溶液にユキノシタ葉裏表皮細胞を浸し、その変化を観察して限界原形質分離の濃度を見極めます。このとき、細胞の何%が原形質分離をしていたときに、「限界原形質分離」の濃度だと決定しますか?

Aベストアンサー

 答えを先に言えば50%です。

 これは実際には顕微鏡で、自分の目でもって確認するものですから、全く誤差なく50%というわけにはいきません。約半数というしかないでしょうネ。理由は統計学のほうになるので割愛。

Qスクロース溶液とKCl溶液の限界原形質分離濃度の違いについて

スクロース溶液とKCl溶液の限界原形質分離濃度の違いについて

生物学の実験で、原形質分離の実験をした際、この2つの限界原形質分離濃度に違いがあるので説明しなさいといわれたのですが、私の実験結果では2つとも限界原形質分離濃度は同じだったので、説明が出来ませんでした。

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。

Qボルタ電池について

http://kagakuma.iza-yoi.net/denti/denti2.html
亜鉛板が溶けてイオンになる とあります。溶液中に水素イオンがあるから、亜鉛が電子を水素イオンに渡して陽イオンとなるということでしょうか?
次に亜鉛イオンZn2+は電解液中に溶け込みます。
ここがよく分かりません。電子はなぜ極板に残り、亜鉛イオンZn2+は電解液中に溶け込むのでしょうか?

Aベストアンサー

前の質問「電池の基本原理」の続きですね。
2つの質問に対する回答をまとめて書きます。

亜鉛が希硫酸に溶けていく反応は
Zn → Zn^2+ + 2e^-
2H^+ + 2e^- → H2

この2つの反応は同時に起こります。
亜鉛が溶けていくと同時に水素の泡が出ます。水素の泡は亜鉛の表面から出ます。
(生じた亜鉛イオンが水の中に溶け込むのは硫酸亜鉛が水に溶けやすい物質だと考えておいてもかまわないでしょう。鉛蓄電池の場合であれば生じた硫酸鉛が水に溶けにくいので電極表面に沈着していきます。鉛蓄電池は充電可能な電池です。電池反応で生じた物質が電極表面に存在するということが逆反応が可能という大きな決め手になっています。)

ここで亜鉛の表面に銅板を接触させたとします。
金属内部では電位が同じであると考えていいですから亜鉛に接触していて希硫酸に浸されている銅板の部分からも泡が出るようになります。「亜鉛から回ってきた電子が水素イオンに渡される」と考える必要はありません。銅の中にも自由電子は詰まっています。その電子が渡されるのです。金属内部のどこかで電子が消費されれば直ぐにどれを埋め合わせるように電子の移動が起こります。ところてん式に押し出したと考えればいいです。

亜鉛とは接触させずに銅板を浸しても泡は出ません。水溶液の外部を通るような導線で銅板と亜鉛板をつないでやると内部で接触させたのと同じことが起こります。銅板の表面から泡が出るようになります。
この場合の電子は水中での接触部分ではなくて外部の導線の中を移動していますから電流が流れたことになります。でも両方で泡が出ていますから電池として考えるとロスが多いです。

ボルタ電池は「電池の仕組み」を考える出発点の例としてはあまり適当ではないと思います。
酸化剤の反応、還元剤の反応がはっきりと分離されていないからです。

化学電池は「酸化・還元反応に伴っておこる電子の移動を外部回路に取り出して利用する装置」であると考えられます。電子の移動を外部回路に取りだすためには内部で起こる直接反応を(可能な限り)禁止する必要があります。回路をつないでいないのに勝手に反応が進んでしまうというのでは十分な性能を持った電池であるとはいえません。亜鉛板を希硫酸の中に入れるという事をやれば直接反応が必ず起こります。分離する必要があります。
食塩水を使ったボルタ電池が出てくることもありますが酸化剤、還元剤の判断が難しいです。電池を組むのに用意した材料の中に酸化剤が見つからないということが起こります。簡単な材料で実験ができるから仕組みの説明も簡単にできるはずだとは言えないのです。これは入門で使う例ではなくて発展過程です。空気電池の例でになります。

最近の高校の教科書ではボルタ電池は扱っていないと思います。
ダニエル電池からスタートします。
ダニエル電池の原理となっている反応は次の酸化・還元反応です。銅メッキができる原理です。
Cu^2+ + Zn → Cu + Zn^2+
これを2つに分離します。
Zn → Zn^2++2e^-
Cu^2+ + 2e^- → Cu
Cu^2+を含む物質としては硫酸銅水溶液を使います。
直接反応が起こるのを禁止する意味で隔壁(教科書では素焼きの筒)を使います。
亜鉛板のある方には硫酸亜鉛水溶液(食塩水でもかまいません)を入れます。
銅板は銅の析出という反応が起こるための場所を提供しています。
電気がよく通る抵抗の小さい、電線の先が広がったものが極板です。

200mLのビーカーを使ってボルタ電池を組んでソーラーモーターを回したとします。
数分間は回ると思います。それでモーターは止まってしまいます。
ダニエル電池を組んだとします。数時間は回っています。

電池は酸化剤・還元剤が分離されて存在していることが基本です。イオン化傾向の異なる2つの金属というのはかならずしも必要な条件ではありません。同じ電極を使って電池を作ることもできます。酸化・還元反応に必ず金属単体が関係しているとは限らないからです。電極は電気伝導性のよい物質でなければいけません。金属が使われることが多い理由です。この金属が反応物質を兼ねている場合がありますので混乱が生じるのでしょう。ダニエル電池での銅板は反応物質ではありません。電線です。
そういう意味では両極に炭素棒を使った電池を作ってみるのが仕組みを理解するのにはいいかもしれません。
同じ元素の異なる酸化数の化合物の組み合わせで電池を作ってみるのも理解の助けになりそうです。
私は Fe+2Fe^3+ → 3Fe^2+ という酸化・還元反応を隔壁で遮った電池を作ったことがあります。
廃材の鉄板とプリント基板のエッチング液の使用済みのもの(主成分はFeCl3)を使いました。正極は炭素棒です。モーターはよく回ります。でも装置が鉄さびで汚くなってしまうのが困るところでした。

※希硫酸を使ったボルタ電池でも隔壁を使って亜鉛と希硫酸が接触しないようにするとかなり性能がよくなります。でも銅板の表面に付着した泡が反応の進行の邪魔になるという事情は変わりません。過酸化水素などの「酸化剤」を加えれば性能がよくなると書いているサイトもあるようです。「減極剤」という言葉を使っていることもあります。でもこれは酸化剤・還元剤の片方を別の酸化剤に取り換えているのですからもはやボルタ電池ではありません。別の電池です。電極の金属の種類が同じだから同じ電池であるという誤解があるようです。市販の乾電池でも電解液が異なれば亜鉛板、炭素棒は共通でも種類が異なっています。

前の質問「電池の基本原理」の続きですね。
2つの質問に対する回答をまとめて書きます。

亜鉛が希硫酸に溶けていく反応は
Zn → Zn^2+ + 2e^-
2H^+ + 2e^- → H2

この2つの反応は同時に起こります。
亜鉛が溶けていくと同時に水素の泡が出ます。水素の泡は亜鉛の表面から出ます。
(生じた亜鉛イオンが水の中に溶け込むのは硫酸亜鉛が水に溶けやすい物質だと考えておいてもかまわないでしょう。鉛蓄電池の場合であれば生じた硫酸鉛が水に溶けにくいので電極表面に沈着していきます。鉛蓄...続きを読む


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