植物細胞の水ポテンシャルの問題

質問

問１）しおれた葉の細胞（限界原形質分離状態）の膨圧（圧ポテンシャル）Ψp＝０、２０℃、このとき細胞質溶液と平衡に達している細胞の周囲の溶液の濃度が0.3Mであった。このときの細胞のΨsとΨwを求めよ。
問２）この細胞を0.1Mの溶液につけるとやがて吸水して細胞の体積が1.5倍になった。この細胞のΨw、Ψs、Ψpを求めよ。
この問題で問１はあっていたのですが、問2がわかりません。問２で私はΨs＝－0.1×0.0083×294として、Ψp＝－0.73×1.5とし、Ψw＝Ψs＋Ψpとしてしまい、回答とまったくやり方が違っていました。
回答ではΨw＝－0.1×0.0083×293、Ψs＝－0.75×1／1.5、Ψp＝Ψw－Ψsでした。なぜこのような解き方になるのか教えてください。よろしくお願いします。

回答No.1

xenopus · ベストアンサー

周囲の溶液と細胞の水ポテンシャルが釣り合った状態(Ψw=Ψ'w)であり、またΨ'w=Ψ's(周囲の溶液の浸透ポテンシャル)だから

Ψw=Ψ'w=Ψ's=－0.1×0.0083×293

となるのだと思います。

また、Ψsは細胞内の溶質量は変わらないので、単純に体積変化の影響だけを考えて、問1の値を1.5で割るのだと思います（Ψs=nRT/VのVが1.5倍、nは一定だから）。Ψs＝－0.1×0.0083×293とするのは、細胞内の溶質濃度（n/V）を0.1Mとするところが誤りではないでしょうか。

ちなみに、細胞の溶質濃度は3/1.5=2Mとなります。問1で細胞内が3Mだったので、1.5倍に薄まると考えます。これを先に求めておけば、問2はΨs＝－0.2×0.0083×293で求めることもできますね。この式は、Ψs＝(－0.3×0.0083×293)/1.5=-0.73/1.5と結局同じ式になります。

説明がわかりにくく、申し訳ないです。

お礼

細胞内の溶質量は変わらないんですね。ほぼ同じ感じの問題がテストに出たのでとても助かりました！ありがとうございました！