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。

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A 回答 (1件)

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。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。間に合いはしなかったですが、とても分かりやすいです。レポートのほうは友達のを写したような状態だったので、自分でちゃんと理解が出来たのでとてもよかったです。

お礼日時:2001/06/07 20:54

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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。

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 >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原形質分離について

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。

Aベストアンサー

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

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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...続きを読む

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。

実...続きを読む

Q原形質分離の実験で‥

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ベストアンサー

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。

Q動物細胞の原形質復帰

植物細胞では高張液に入れたときに原形質分離がおこり,その後低張液に入れると原形質復帰を起こしますが,動物細胞でも同じように原形質復帰はおこるのでしょうか?

Aベストアンサー

起きません。
原形質分離や原形質復帰は、浸透圧によって、
細胞壁と細胞膜が分離したり再度くっついたりする現象のはず。
これは、細胞壁を持っていないと起きない現象です。
で、動物細胞は細胞壁を持っていないので、そもそも原形質分離が起きません。
なので、原形質復帰も起こりようがないはずです。

Q顕微鏡の接眼ミクロメーター1目盛の長さについて

接眼レンズが10倍で対物レンズが40倍の場合は、対物ミクロメーターとの関係で、接眼ミクロメーターの1目盛りが25μmというのは理解できるのですが、15倍の接眼レンズで対物レンズ40倍、600倍で顕微鏡を覗いたとき、対物ミクロメーター目盛数:接眼ミクロメーター目盛数 が7:26になってました。
この場合の接眼ミクロメーターの1目盛り長はいくらになるのか計算方法を教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

> 接眼レンズが10倍で対物レンズが40倍の場合は、
> 対物ミクロメーターとの関係で、接眼ミクロメーターの1目盛りが25μmというのは理解できる

失礼ながら、ミクロメーターの原理を理解されていません。

「接眼ミクロメーター」は、等間隔にメモリが刻んであれば良いので、実際の長さとは関係ありません。
「対物ミクロメーター」は、普通、1mmを100等分した正確な目盛りで、接眼ミクロメーターを校正するときだけ使います。

> 対物ミクロメーター目盛数:接眼ミクロメーター目盛数 が7:26

 となっていれば、観察対象を見たとき、26目盛りが100分の7mmに相当するということです。
つまり、1目盛りが 70/26=2.692... 約2.7μm ということになります。

実際に使用するときは、接眼目盛りの数値に対応する実際の寸法を表にしておきます
この例ですと、以下のような表になります。
 1  2.7 μm
 2  5.4
 3  5.1
 :
 5  13.5
 :
10  27
 :

このような表を、対物レンズ毎に作ります。対象の長さを接眼ミクロメーターの目盛で数えて、表を読み、**μm と判断します。

接眼レンズは10倍が最も多く使われているので、顕微鏡メーカーの組み込み(指定)ミクロメーターを
使うと、対物10倍で10μm/1目盛 40倍で2.5μm/1目盛 と、キリの良い数値になります。

> 接眼レンズが10倍で対物レンズが40倍の場合は、
> 対物ミクロメーターとの関係で、接眼ミクロメーターの1目盛りが25μmというのは理解できる

失礼ながら、ミクロメーターの原理を理解されていません。

「接眼ミクロメーター」は、等間隔にメモリが刻んであれば良いので、実際の長さとは関係ありません。
「対物ミクロメーター」は、普通、1mmを100等分した正確な目盛りで、接眼ミクロメーターを校正するときだけ使います。

> 対物ミクロメーター目盛数:接眼ミクロメーター目盛数 が7:26

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Q薄層クロマトグラフィーについて。。。

化学実験でTLCによる色素分離分析をしました。
この展開実験の目的と、結局何が行えるのか教えて下さい。また、なぜこの実験で鉛筆を用いて線を引かなければいけないのかも教えて下さいm(_ _)m

Aベストアンサー

rei00 です。補足拝見しました。

 この実験の目的は先にも回答した通りですが,もう少し細かく言うと,『ある状態で純粋に見えていても混合物のこともある』,『その様な混合物でも手段を選べば分離して純粋にする事ができる』,『混合物を分離する方法の一つにTLCがある』等を実際に目で見て生きた知識にする事です。

 これだけでは何ですから,お書きの実験内容に添って少し説明しましょう。

> 食用着色料の食用赤色105,106号、
> それと混合溶液を使用した実験です。

 混合液を見ただけでは,食用赤色105号と106号が混ざっている事は判らないでしょう。でも,TLCで分離して2つのスポットが出れば,混ざっていると判りますね。この時,どちらのスポットがドッチの色素かは,各スポットのf 値をそれぞれ単品の Rf 値と比べる事で判ります。

> 薄層板の下1・5センチに鉛筆で線をひきました。

 上記の様に,どちらのスポットがどっちの色素かを知るには Rf 値を使います。Rf 値を求めるには,溶媒が展開した距離とスポットが展開した距離が必要ですね。ここで,距離は色素をスポットした位置を基準としますので,それが分かる様に印をつけます。何故鉛筆を使うかはお解りですね。

> 滑らかな方を下(切断面ではないほう)にしました
> …(なぜ??)

 何故滑らかな方を下にするかというと,逆にした場合,薄層板の切断が真直ぐでなかった場合(よくあります)に薄層板が傾くことになり,板の右側と左側で溶媒の展開距離に差が生じるため,同じ色素でも右側にスポットするか左側にスポットするかだけで Rf 値が変わってしまいます。これでは Rf 値で色素の同定ができませんね。そのため,滑らかな方を下にしたのでしょう。

> それから、3センチ間隔でスポットして、
> ドライヤーで乾燥させました。

 色素を溶かした溶媒が残っていると,展開の仕方が変わってしまいます。これでは Rf 値による色素の同定ができなくなりますので,溶媒を飛ばして展開溶媒だけでの展開が起こるようにします。

> スポットした色素液の周囲を鉛筆でマークしました。

 色素をスポットした場所が分からないと,色素の Rf 値が求められませんね。その為です。

> 展開層に板を入れ、上部1センチになったところで
> 取り出しました。

 端まで展開してしまうと正確な Rf 値が求められませんので,上部1センチ程残します。

> 展開した一番上の線を鉛筆でマークして、

 乾燥すると溶媒の最前線が分からなくなるのでマークします。マジック等を使うと残っている溶媒に溶けて滲んでしまうので,鉛筆を使ったのでしょう。

> 乾燥してRf値を出しました。

 有機溶媒は体に良くないですから,乾燥させて後の処理を行ないます。濡れていると扱い難いというのもあります。

 いかがでしょうか。なお,トップページで「薄層クロマトグラフィ」等を検索すると,関連する過去質問が見付かります。興味があれば,それらも御覧になって見て下さい。ご参考まで。

rei00 です。補足拝見しました。

 この実験の目的は先にも回答した通りですが,もう少し細かく言うと,『ある状態で純粋に見えていても混合物のこともある』,『その様な混合物でも手段を選べば分離して純粋にする事ができる』,『混合物を分離する方法の一つにTLCがある』等を実際に目で見て生きた知識にする事です。

 これだけでは何ですから,お書きの実験内容に添って少し説明しましょう。

> 食用着色料の食用赤色105,106号、
> それと混合溶液を使用した実験です。

 混合液を見た...続きを読む


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