親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

ユキノシタを使った実験についてお聞きしたいのですが、5%、30%のスクロース溶液での細胞の原形質分離の程度はどうなのですか?またなぜ原形質分離が起こるのですか?

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A 回答 (2件)

細胞内の液体の濃度と、細胞外の液体の濃度に差があるとき、


水の分子が移動をします。
食塩を水で溶かすとき、より多くの水に溶かしたほうが食塩水の濃度は
低くなりますよね。
まず、細胞内にはたくさん水があり、濃度が低いとします。
そして、細胞外には水が少なく、濃度が高いとします。
細胞内外の濃度に差があるという状態はとても不安定なので
細胞内にたくさんある水分子が細胞外へ移動して、細胞外の濃度を
薄めるのです。

細胞膜は半透膜なので水分子しか通しません。よって、細胞外へ水分子が
移動すればするほど、細胞内はしぼんでいきます。
しかし、細胞壁は固くて形が変わらないため、細胞壁と細胞膜の間に
隙間ができ、その隙間に細胞外の液体が入り込みます。
この状態が原形質分離です。

5%と30%では、原形質分離の度が違うのではないでしょうか。
もしかしたら、5%では原形質分離しないのかもしれません。
ちなみに、細胞内外の濃度が同じで、水分子の出入りがなく
初めから安定している状態を限界原形質分離といいます。
実験では、全体の50%が分離した状態をさします。
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高校の授業でやっただけなのでうろ覚えです。



原形質分離は細胞を細胞液より濃い濃度の液体(高張液)に浸けた時に起こります。
細胞には細胞内と細胞の外で濃度を同じにしようとする作用があります。なので濃度を同じにしようと細胞内の水分が細胞の外へでて行きます。
水分がでていって中身が少なくなったのだから細胞としては小さくなりたいのですが、植物の場合細胞壁が丈夫すぎて収縮することができません。
なので細胞壁から細胞膜がはがれ、細胞壁以外は収縮して原形質分離が起こるのだったと思います。

高校の生物の知識でしかもうろ覚えですが、こんな感じだったと思います。
ユキノシタを使い実験しましたが、割合については忘れてしまいました。お役にたてませんね。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。とても役に立ちました

お礼日時:2004/08/15 17:38

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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好気呼吸と嫌気呼吸の違い

好気呼吸と嫌気呼吸の違いってどんなものなのでしょうか?また「発酵」反応の種類ってどんなものがあるんでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

好気呼吸とは我々が行う呼吸の事で、
有機物(グルコース:ブドウ糖とか)を酸素を使って分解しエネルギーを取り出します。
好気呼吸の特徴は有機物を水と二酸化炭素まで完全に分解できることで、
有機物1g当たりで得られるエネルギーが大きいです。

嫌気呼吸とは酸素を使わず有機物を分解する代謝で、
有機物を完全に分解することは出来ません。
従ってエネルギーの効率が悪く老廃物として有機物が残ります。

発酵とは微生物(細菌orカビ)の行う呼吸のことで、ほぼ「腐敗」と同義語です。
一般的には人間の役に立つ微生物の呼吸を発酵、
人間の役に立たない微生物の呼吸を腐敗と呼びます。

発酵は一般的に人間の役に立つ物質を生産しますから、
生産する物質の名前を取って、アルコール発酵などと呼ばれます。

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。


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