細胞と浸透について

質問

学校のテストで

植物の細胞を高張液、等張液、低張液に入れたときの様子を表す３パターンの図（a；原形質の体積は変わらない,　b；緊張状態,　c；原形質分離）が示され、

問：浸透圧と膨圧が等しくなるのはa、b、cのうちのどれか。

答：ｂ

という問題が出されました。

吸水力＝浸透圧ー膨圧

を考えると、a,b,cすべて、変化し終わった後で、吸水力はゼロで、浸透圧と膨圧は等しくなっているのではないでしょうか？

どう理解したらいいのでしょうか。
どなたか御教授いただけませんでしょうか。

よろしくおねがいします。

回答No.4

suiran2

低張液に入れた場合の関係式は下記です。
吸水力=内液の浸透圧-膨圧=外液の浸透圧
また、高校生がモル濃度で説明することは許されていません。

こんなサイトで質問するのではなく、先生に聞きましょう。

お礼

わかりました。
先生に聞いてみます。

ありがとうございました。

回答No.3

dipearl

浸透圧について、誤解があるようですね。

浸透圧は
P=RCT（P：浸透圧、R：定数、C：mol濃度、T：絶対温度）
ですから、ここで問題になるのはモル濃度だけです。液体にモノが溶けているほど浸透圧は高く、0になるには純水でなければなりません。細胞質が純水であるはずがないので、常に0ではないということです。浸透圧が0でないということと、吸水しているかどうかは関係がありません。

浸透圧は半透膜の有無には関係がありません。浸透圧自体は、その液体が持つ性質であり、絶対的なもの（相対的なものではなく）です。たとえば、１リットルの純水に、塩58.5g（１mol）入れたとすると、「その塩水の浸透圧は2RT気圧である（NaClは電離しますので）」ということになります（正確には不純物や測り方の関係で少しずれます）。

２つの浸透圧の異なる液体が半透膜を挟んである場合、モル濃度が高い方が高張液、低い方が低張液となります。

そして、半透膜を挟んだ液体は、互いに同じモル濃度（＝同じ浸透圧）になろうとしますので、吸水力や膨圧が生まれます（濃い液体は薄くなろうとし、薄い液体は濃くなろうとします。この時、水が半透膜を通ってそれを実現しようとしますので、膜を通る為の圧力が生まれるわけです）。

お礼

詳しい御解説誠にありがとうございます。

浸透圧が、その液体固有のものだということは、なるほど！です！

ありがとうございます！

回答No.2

Yuic38

こんにちは。
なつかしいですね、、、昔習いました

本来なら溶液や溶媒のような用語や、「見かけ上」などの表現を使って説明するべきなんでしょうが、わかりづらくなるのでざっくりいきます
あくまでもイメージとして捉えてください
あまり正確でない物言いをしますので

浸透圧というのは、液が水を引き寄せる力のことです。
ここでは細胞内の液が、細胞外の水を引き寄せる力のことを言っています
イメージとして、濃度の高い液体ほど引き寄せる力が強くなります。
膜をはさんで、二つの液が同じ濃度になろうとする力が働くのです

◆高張液（細胞内より水を引き寄せる力のつよい、濃い液）
細胞内の水がどんどん外にでていきます
吸水どころか吐いているわけですね
原形質分離が起こるのはこのためです

◆等張液（細胞内と同じ）
力がつりあうので変化しません
これが限界原形質分離という状態です

◆低張液（細胞内より水を引き寄せる力が弱い、薄い液、ただの水など）
細胞内に水がどんどん入ってきます
細胞内の液の濃度がさがって、外の液と等張になれば吸水はとまります
でも低張液がただの水だったら、細胞内の液がどれだけ薄まっても同じ濃度にはなりませんよね？
細胞壁のない動物細胞だったら破裂してしまいます
赤血球が破裂する「溶血」という現象が一例です
植物細胞の場合、かたい細胞壁があるので破裂はしません
膨圧というのは、細胞壁が膨張に抵抗しようとする力なんですよ
膨らめば膨らむほど大きくなります
緊張状態では、内液と外液の水をひきよせる力がつりあった（＝等張）わけではないんですが、変化がとまります
その分の力の差が、膨圧というわけです

外液にも浸透圧がありますから、あの式は外液が純水のときにしか成り立たないんですよ
本当なら「吸水力＝内液浸透圧－外液浸透圧－膨圧」で、外液が浸透圧ゼロの純水だからあんな表現ができるんですよね
僕もあの式は誤解を生む代物だと思っていました

お礼

詳しい御解説誠にありがとうございます。

わかりました。一度変化が止まり、浸透圧と膨圧が等しくなっているといえるのは、ｂ の緊張状態の場合ということですね。

吸水力＝浸透圧ー膨圧

が適用できるのは、周りが純水のときだけで、他の場合は

吸水力＝内液浸透圧－外液浸透圧－膨圧

だということもしっかり頭にいれておきます！

ありがとうございました。

回答No.1

dipearl

aは等張液、つまり膨圧0、Cは高張液、これも膨圧0、一方浸透圧は常にゼロではありません。従って、答えになりうるのはbしかありません。

お礼

早急な御返答ありがとうございます。

なるほど、浸透圧は常にゼロではないということは、a のように等張液に浸している場合でも、c の原形質分離の場合でも、常に細胞は吸水しているということですね。

ありがとうございました！