高校の生物1で浸透圧を習っているのですが、膨圧等も含めたグラフについて質問があります。

グラフの左側、細胞の体積が小さいとき、つまり高張液につけた時ですが、浸透圧(=吸水力)が他のどのグラフの位置よりも高くなっていますよね。これはどうしてなのでしょうか? 平衡状態では内液と外液の濃度は等しいので、わざわざ水が浸透する必要がないのでは? と思うのですが。。。
それに伴い、浸透圧はその溶液の濃度に比例すると教わりましたが、この濃度というのは、外液と内液の濃度を比べてのものですか?それとも同じ内液の濃度の変化でのことを言っているのでしょうか。

A 回答 (1件)

>浸透圧はその溶液の濃度に比例すると教わりましたが、この濃度というのは、外液と内液の濃度を比べてのものですか?



 「浸透圧」というのは、ある濃度の液が濃度0の液と半透膜を接しているときの圧力と考えてください。内液と外液があるときは、「内液の浸透圧」と「外液の浸透圧」の両方を考えることになります。

 つまり、「内液をもし蒸留水と接するとどれだけの浸透圧になるか」というのが内液の浸透圧です。

 高張液につけたときは、細胞から水が出ていくので細胞液の濃度が高くなります。細胞液の濃度が高い状態は、もし蒸留水と接すると大きな浸透を受けますから、浸透圧が大きい、となるわけです。
 細胞液と外液の濃度が等しければ、当然浸透しませんが、それは浸透圧が0だからではなくて、細胞液と外液の浸透圧が等しいからです。

 あと、

>浸透圧(=吸水力)

とかかれていますが、これは原形質分離が起きている状態の時だけ、というのは大丈夫ですね。一般には 浸透圧≠吸水力 です。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
>つまり、「内液をもし蒸留水と接するとどれだけの浸透圧になるか」というのが内液の浸透圧です。
なるほど、分かりました。
では、あのグラフに示されている内液の浸透圧の曲線(右下がり)の値は、蒸留水と半透膜で接している時の内液の浸透圧であるということですか?
それとも、平衡状態になって内液と外液の浸透圧が等しくなった時の内液の浸透圧ですか?

補足日時:2009/05/24 12:04
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Q細胞の浸透圧、膨圧、吸水力、‥

高校3年女子です。 最近生物の先生が替わってしまい、現在質問ができない状況なので、ここで質問させていただきます;

細胞の浸透圧等についてです。

●疑問1
 吸水力=細胞の浸透圧-膨圧、という関係式が成り立つのは理解できています。
 ですが、ここに外液の浸透圧がどう関わるのかがよく分かりません。
 吸水力 と 細胞の浸透圧 に影響が有りそうな気がするのですが、もやもやしています;

●疑問2
 疑問1とやや被るのですが‥。
 <細胞内の 浸透圧[気圧] と 外液の浸透圧[気圧] の数値表から、膨圧を求める> という問題がありました。
 回答では、細胞内の浸透圧[気圧]-外液の浸透圧[気圧]=膨圧 として答えを出していました。
 ということは、外液の浸透圧=吸水力なのでしょうか?
 また、外液の浸透圧=細胞の浸透圧-膨圧も成り立つのでしょうか‥? 

課題とかではなく解釈に困っているので、じっくり教えていただけると有り難いですm(> <;)m

宜しくお願いします。

Aベストアンサー


 吸水力というのは、その細胞がどのくらい浸透を受けやすいか、という量のことですが、それを 細胞の浸透圧-膨圧 で表す、ということは、「純水に浸けられたとき」にどれだけの浸透を受けるか、という値を考えているわけです。外液が純水でない場合は、

吸水力=浸透圧-細胞外液の浸透圧-膨圧

で考える、ということになるようです。



 この問題は、細胞が外液に浸かっていて、浸透作用が終わって平衡状態になったときのことを聞いているようです。平衡状態になっているのでそれ以上浸透は起こらず、吸水力は 0 になっているわけです。で、上に挙げた式で 吸水力=0 としているようですね。


※高校の生物で、吸水力を扱う必要があるのか、疑問です。下にあげた参考サイトをかいている方も、同じような意見で、

>このグラフが重視されている教科書は日本だけである。
> 欧米の教科書にはグラフそのものがほとんど出ていない。私自身も「教える必要がない」と判断している。

と書かれています。
 私自身は入試で差のつく問題を作りやすい、というようなつまらないことで残っている題材ではないか、と邪推しています。「生物・生命を全般的に理解する」という、高校レベルの生物学習にとって必要な事項ではないような気がします。

参考URL:http://www.asahi-net.or.jp/~hi2h-ikd/biology/osmosisgraph.htm


 吸水力というのは、その細胞がどのくらい浸透を受けやすいか、という量のことですが、それを 細胞の浸透圧-膨圧 で表す、ということは、「純水に浸けられたとき」にどれだけの浸透を受けるか、という値を考えているわけです。外液が純水でない場合は、

吸水力=浸透圧-細胞外液の浸透圧-膨圧

で考える、ということになるようです。



 この問題は、細胞が外液に浸かっていて、浸透作用が終わって平衡状態になったときのことを聞いているようです。平衡状態になっているのでそれ以上浸透...続きを読む

Q理科の生物(浸透圧、膨圧、吸水力)のところなんですが、いろいろと曖昧で

理科の生物(浸透圧、膨圧、吸水力)のところなんですが、いろいろと曖昧です。

「吸水力」とは何なんでしょうか?

教科書に「吸水力」の意味は説明してあります。
それでもなんかわかりません。

吸水力=浸透圧ー膨圧
とか
外液の浸透圧=吸水力
とか
こういう式が成り立つ理由がわかりません。

どなたかわかりやすく説明できる方
お願いいたします。

Aベストアンサー

まず、動物細胞は細胞壁がありませんので膨圧がありません。
従って、吸水力=浸透圧になります。

例えば、血液の等張液は0.9%食塩水とすると、
(1)赤血球を0.5%食塩水に入れる
 細胞内の吸水力>外液の吸水力 ですので、
これが等しくなるまで細胞が水を吸って、内部の溶液が薄くなって
浸透圧が下がります。この水を吸う力が吸水力です。
やがて、細胞内の吸水力=外液の吸水になります。

(2)赤血球を1.2%食塩水に入れる
 細胞内の吸水力<外液の吸水力 ですので、
これが等しくなるまで外液が水を吸って、内部の溶液が濃くなって
浸透圧が上がります。そして、細胞内の吸水力=外液の吸水になります。

同じ事が植物細胞にも言えます。高張液に入れたときは原形質分離が起こる
以外は動物細胞と同じです。低張液に入れた場合は、植物細胞には細胞壁が
あるので、大きさに限界があり、吸水力にも限界があります。
このとき、細胞壁が大きくなろうとする細胞を押し返す力が膨圧です。
従って、吸水力はその分だけ少なくなるので、
吸水力=浸透圧-膨圧 になります。
そして、限界まで大きくなると膨圧が大きくなり、中液と外液の
浸透圧の差があっても吸水力は0になります。

まず、動物細胞は細胞壁がありませんので膨圧がありません。
従って、吸水力=浸透圧になります。

例えば、血液の等張液は0.9%食塩水とすると、
(1)赤血球を0.5%食塩水に入れる
 細胞内の吸水力>外液の吸水力 ですので、
これが等しくなるまで細胞が水を吸って、内部の溶液が薄くなって
浸透圧が下がります。この水を吸う力が吸水力です。
やがて、細胞内の吸水力=外液の吸水になります。

(2)赤血球を1.2%食塩水に入れる
 細胞内の吸水力<外液の吸水力 ですので、
これが等しくなるまで外液が...続きを読む

Q細胞内液の浸透圧 - 膨圧 = 細胞外液の浸透圧(吸水力=細胞外液の浸

細胞内液の浸透圧 - 膨圧 = 細胞外液の浸透圧(吸水力=細胞外液の浸透圧)
が、低張液で成り立つ理由がわかりません。
低張液でも吸水力は0になるのではないのですか?
それが外液の浸透圧と等しくなるって

おかしくないですか?

Aベストアンサー

吸水力には定義が必要です。吸水力の文科省の昔の定義は「その細胞が純水に対してどれだけ吸水する圧力を持つか」です。現在の文科省の定義は「その状態で細胞がどれだけ吸水する圧力を持つか」と変わったようですね。これは全く言葉の定義が違いますからどちらを言っているのでしょう。

やや低張液に植物細胞を入れた場合には、
昔の定義なら平衡状態でも細胞の吸水力は純水に対してですから0にはなりません。その際の関係式は以下になります。
吸水力=内液の浸透圧-膨圧=外液の浸透圧

現在の定義では平衡状態では吸水力は平衡状態ですから0になります。その際の関係式は以下になります。
吸水力=内液の浸透圧-外液の浸透圧-膨圧=0 です。

文科省は重要な用語の定義を変更しても同じ用語を使用するとはとんでもないことに思えます。今の役人や学者は何を考えているのでしょう。今の学生さんはかわいそうですね。それにしても質問しっぱなしでお礼も言えないのならマナーとして人に聞くべきではないと思いますよ。

Q浸透圧と膨圧

浸透圧と膨圧についてです。

ある細胞(A)をショ糖溶液(B)に浸した場合、

(1) Aがしぼんだなら濃度はA>B
(2)     〟    浸透圧はA<B
(3)     〟 膨圧はBに生じている
 と考えていいものなのでしょうか?

また浸透圧と膨圧が等しくなる状態とはどんな状態の事なのでしょうか?
どなたかご教授ください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

塩で漬物にすると野菜はしぼみます。野菜の細胞の水分が塩の方に移動するからです。塩の方は濃い食塩水になり、水分を野菜から奪うにつれ、濃度が薄くなり、次第に吸水能力が落ちて、やがて塩側の水分の増加が止まります。野菜側の水分の減少も止まります。野菜はしぼんでいます。
野菜の細胞は水分が減ったのですから細胞内の濃度は以前より高くなっています。塩側と野菜の細胞側で吸水能力がつりあっている状態に落ち着きます。

(1)Aをしぼませるためには、濃度はBの方が高くなければなりません。よって、A<B。

(2)そうですね。A<B。

(3)膨圧は、膨張圧ですから、細胞壁に囲まれた細胞のように、閉じた袋のような物が、膨らんだ時の話ですので、しぼんだ時は、生じていません。Bの水分量は増えていますが、Bは細胞ではないので、生じません。
風船を膨らませる時に圧が必要ですが、それが膨圧だと考えていいでしょう。穴が開いていたら圧がかかりませんよね。ショ糖の方はビーカーのようの物に入っていたら口が開いているじゃないですか。細胞内外の水の移動によってビーカーに新たな圧はかかりませんからね。ビーカーの方で増えた水分は、細胞から抜けた水分ですので、全体としては水分の量も重さも変わりませんね。

細胞(A)を膨らませるような設定にしないと膨張圧の話は始まりません。
細胞側が水分を吸水するような薄い濃度の液体につけた場合、細胞内の水分が増えて、その体積の増加で壁を押す膨圧が生じます。

浸透圧は浸透してくる水分の増加を止める押し返す圧力の量を表しています。同じ圧力で押し返せば止まります。その押し返した圧力と同じ圧力で浸透してきている事が分かりますね。それでその圧力は浸透する圧力「浸透圧」と言えるわけです。
膨圧はまったく別の力学であり、細胞壁や風船を内から外へ押し広げようとする圧力の事です。物に力を作用させれば、反作用により、押し返されます。物からの押し返しが足りないと物は押し負けているのですから押し負けた分、物は変形します。圧をかけて膨らんだ物の膨らみが止まっている時、壁を押している圧力と同じ圧力で、中身も壁から押し返されています。物が止まっている時、変化しない時は、反対向きの同じ力がかかって、力がつりあっています。
浸透圧は浸透するのを止める圧力の値です。それと同じ値の膨圧が壁に掛かっている時は、反作用で中身も同じ圧力で壁から押し返されています。つまり浸透するのを止める圧力と同じ強さの圧力を壁から受けているので水分の浸透は止まります。
正確には、水分子は移動するのですが、プラスマイナスゼロで水分の増減はなく濃度も変わらない状態になります。水分子の活発さの具合でたとえる事もできます。塩の多い方は塩がある分、活発に動けない。だから活発に半透膜を越えて出て行くこともできない。一方、塩の少ない方は活発に動けるから水分子が出て行く。この両方の事実から、活発に動けない、塩の濃い側に水分子が入ってくる。
ご関心の膨圧ですが、膨圧などなくても、水分の増減は止まります。たとえばビーカーの中を半透膜で二つに仕切った場合に、その両方に違う濃度のショ糖の液体を入れておけば、薄い方から濃い方へ水分が移動し、濃い方の水面が上昇してきます。濃度差は小さくなってきます。ある時点で水の増減が止まります。その時の水面の高さの差が浸透圧を示していると考えていいでしょう。高いところまで吸い上げる力が働いた結果だと思ってもいいし、水深のある方が水圧が高いのですからその時の水圧で水分の浸入を止められているとも言えます。

漬物は自然と反対の状態です。自然では植物の細胞の方が濃い液体ですから根の周りの水を吸う事ができます。吸うというより漬物とは逆に水が浸透してくるのです。

葉は水を放出していますね。蒸散です。蒸散は調節されなければ水が放出されすぎてしおれてします。気孔が開閉して調節します。
気孔の細胞に水が浸透し膨圧により細胞が膨らんで変形します。その変形によって気孔が開きます。

塩で漬物にすると野菜はしぼみます。野菜の細胞の水分が塩の方に移動するからです。塩の方は濃い食塩水になり、水分を野菜から奪うにつれ、濃度が薄くなり、次第に吸水能力が落ちて、やがて塩側の水分の増加が止まります。野菜側の水分の減少も止まります。野菜はしぼんでいます。
野菜の細胞は水分が減ったのですから細胞内の濃度は以前より高くなっています。塩側と野菜の細胞側で吸水能力がつりあっている状態に落ち着きます。

(1)Aをしぼませるためには、濃度はBの方が高くなければなりません。よって、...続きを読む

Q生物I浸透圧について

すみません、参考書に載っていた問題の解説が?なので質問させてください。

問 ある溶液に細胞を20分浸したとき細胞の浸透圧が13気圧で、細胞の吸水力が6気圧で、膨圧が8気圧になった。この溶液の浸透圧は、何気圧か?

回答
  ある溶液に細胞を20分浸すと吸水力と外液の浸透圧が等しくなり、みかけ上、細胞への水の出入りが止まります。この時、外液の浸透圧は吸水力と等しくなっています。したがって、外液の浸透圧は6気圧。

私の疑問
 その1
 吸水力=浸透圧-膨圧 とテキストにあります。
 すると
 6=X-8 
 X=14←答えでは?

 その2
 解説中の「吸水力と外液の浸透圧が等しくなり」というのが、どうしてそういえるのか理解できません。

 大変申し訳ありませんが、よろしくご指導お願いいたしますm(__)m

Aベストアンサー

ANo.1です。
 
気になったので、いろいろ調べてみました。
吸水力の定義が錯綜していたのを、新たに定義し直して、すっきりさせたようですね。そのことを踏まえて追記させていただきます。
 
吸水力という言葉のイメージは、"その状態の細胞が、水を吸収しようとしている、その作用の大きさを圧力で表したもの"、でしょうか。
だとしたら、平衡状態に達した細胞は水を吸収も排出もしないのですから、「吸水力=0」とするのが妥当だといえるでしょう。最近の定義はこうなっているそうです。
  吸水力=細胞内外の浸透圧の差-膨圧

 
一方、吸水力とは、濃度を表す指標だ、という立場からの定義(旧い定義)もありました。
   吸水力=細胞内部の浸透圧-膨圧=外液の浸透圧

こちらは、ちょっとわかり難い表現なので、注意深く読んで下さい。
平衡状態になっていようと、植物細胞の内部の濃度が0になってしまうことはありません。つまり、濃度の指標という意味では、吸水力は0ではありません。ところで、濃度の指標としての吸水力とはどういう意味をもった量でしょうか?
 
(この定義での)吸水力がP気圧の細胞があったとします。これは、浸透圧がP気圧の溶液と同じ浸透圧を持つ状態という意味です。もしこの細胞の状態で、真水に漬けたとしたら細胞には水が入り込んできますが、その圧力がP気圧、つまり吸水力だ、ということです。
 
今回の問題は、明らかに後者の立場で吸水力を定義した出題です。問題が旧いのかも知れませんね。最近の高校では、このような出題の仕方は混乱を招くので避けるのではないかと思います。
もちろん、出題者の意図を汲み取れば、吸水力は濃度を示す指標と考えているはずですから、外液と等張の6気圧であることは間違いありません。

ANo.1です。
 
気になったので、いろいろ調べてみました。
吸水力の定義が錯綜していたのを、新たに定義し直して、すっきりさせたようですね。そのことを踏まえて追記させていただきます。
 
吸水力という言葉のイメージは、"その状態の細胞が、水を吸収しようとしている、その作用の大きさを圧力で表したもの"、でしょうか。
だとしたら、平衡状態に達した細胞は水を吸収も排出もしないのですから、「吸水力=0」とするのが妥当だといえるでしょう。最近の定義はこうなっているそうです。
  吸水力=細胞内...続きを読む

Q浸透圧と膨圧

膨圧の意味が今ひとつ理解できません。
袋で言えば中から押す力のことですよね?

写真の下のB溶液、ショ糖溶液に浸した場合なのですが
浸透圧と膨圧が等しいらしいのです。

この絵のどこでそれがわかるのでしょうか?
どなたかご教授ください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>写真の下のB溶液、ショ糖溶液に浸した場合なのですが浸透圧と膨圧が等しいらしいのです。

多分ソレ,間違っていますよ。
原形質分離の状態なら,膨圧=0です。浸透圧と等しいのは「吸水力」の方です。

Q浸透圧について 浸透圧について質問です! 教科書には写真のように書いてあるのですが、「水が浸透して濃

浸透圧について


浸透圧について質問です!
教科書には写真のように書いてあるのですが、「水が浸透して濃度が薄くなった水溶液の浸透圧」が「元の水溶液の浸透圧」より小さくなるのはなぜなんでしょうか?
水溶液の密度が小さくなると圧力も小さくなるのですか?

Aベストアンサー

>学校の先生がそう説明していたのですが。

そういうことか。

「「水が浸透して濃度が薄くなった水溶液の浸透圧」が
「元の水溶液の浸透圧」より小さくなる」
というのは、
確かにそうです。

浸透圧の式
pv=nRT
[p:浸透圧]

を変形すると
p=(n/V)RT=cRT
[c:溶液のモル濃度]

よってpはcに比例する。

Q浸透圧、膨圧、吸う力

現在、医学部編入学のために生物を勉強中の大学生です。高校時代には生物をやっていなかったため、変なことを聞くかも知れませんがお願いします。

浸透圧、膨圧、吸水力の三つをグラフ化したときに、「相対体積がある値以下では膨圧が0となり原形質分離がおこる」と書いていたのですが、疑問がわきました。

1.なぜ相対体積がある値以下では膨圧が0となるのか?
 これは、膨圧がないという状態が想像できないです。というか、膨圧が体積によって変化するりゆうもわかりません。

2.これらの力と、相対体積の関係がどうしてグラフのようになるのか?

おもに以上の二点です。ほかの疑問はこれらがわかると解決できそうなので、わかる方がいましたら是非回答お願いします!

Aベストアンサー


膨圧とは、中の細胞が細胞壁を押す圧力です。細胞壁はいわば殻のようなものです。細胞がこの殻より小さくなれば(原形質分離の状態)、殻に触れてもいないわけですから、「殻を押す力」は存在しなくなりますね。

筒の中に風船があると考えて下さい。風船を膨らませると、筒に圧力がかかりますが、しぼんで筒より小さくなると、筒への圧力は存在しなくなりますね。それと同じです。


2は、グラフが見当たりません。

Q植物細胞の浸透圧について pv=一定

浸透圧に関する質問です。

浸透圧がpv=一定となることは理解しています。

浸透圧に関するある問題で、横軸に体積を縦軸に浸透圧・膨圧を示したグラフ(よくある浸透圧と膨圧の曲線)から、体積が1.0の時に細胞の浸透圧が9気圧、体積が1.1の時に浸透圧が8気圧になることが読み取れました。

この条件で、細胞の浸透圧が10気圧になるときの体積を求める問題がありました。
この場合pv=一定より、
10×V=9×1.0 または10×V=8×1.1
が考えられると思いますが、回答は10×V=9×1.0となっていました。

10×V=8×1.1ではいけない理由を教えてください。

植物細胞を低張液にいれた場合、細胞が水を吸水して、膨圧が発生すると思います。その膨圧が関係しているような気がしますが、よく理解できません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.1です。No.2の方への反論のようになりますが、この計算の場合膨圧を考慮する必要はありません。
膨圧を考慮に入れなければならないのは、細胞外液の浸透圧変化と比較する場合です。

ここで用いられている「PV=一定」の法則とは、「浸透圧に関与する粒子の総数は体積や圧力で変化しない」ということを言い換えたものです。
体積が増大すると、粒子もそれだけ拡散するので浸透圧が下がるということです。
細胞壁によって体積の増大が阻まれても、同時に細胞内液浸透圧の減少も阻まれます。
ということで、細胞内液浸透圧(P)や細胞体積(V)が変化する際に細胞壁の制約が関連しても、PとVの反比例関係は変わりません。

やはり1.1ではなく1.125だったというオチだと思います。

Q浸透圧・膨圧・吸水力について

高校生物です。
演習をしていて混乱してしまい質問させていただきます。
問題の解説部分に、
「細胞の浸透圧が上がる→吸水力が大きくなる→細胞が吸水する→細胞の体積が大きくなる」
「細胞の膨圧が下がる→吸水力が大きくなる→細胞が吸水する→細胞の体積が大きくなる」
と書かれていました。
これは「吸水力=細胞の浸透圧—膨圧」という公式から考えても、頭の中でイメージしても納得できました。
しかし、植物細胞の浸透圧のグラフにおいて、細胞の浸透圧が上がる・吸水力が大きくなる・膨圧が小さくなるとき、グラフ上ではどんどん左(細胞の体積が小さくなる方向)に行くように思え、矛盾するような気がします。
どうすれば納得できるのでしょうか。どなたか分かりやすく説明してくださいませんか。

Aベストアンサー

理科的な説明の前にですね、国語と算数でつまづくのが大半の真相だと思いませんか。

左行きは体積が小さくなる時の関係に変化するでしょ。
右行きは体積が大きくなる時でしょ。
それをグラフにしたんじゃないの。
数学の関数のグラフと同じでしょうが。
君が体積を大きくしたけりゃ右に行けよなということ。


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