植物細胞の浸透圧について pv=一定

質問

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。

回答No.3

C-elegans · 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。

お礼

詳しいご回答ありがとうございました。
確かに浸透圧はモル濃度に比例するはずなので、外からの力が加わって体積が小さくなっても、変化した体積におけるモル濃度に従って浸透圧が発生しているということですよね。

すっきりしました。ありがとうございました。

回答No.4

suiran2

下記にも記載がありますが、植物細胞を純水以外の低張液に入れた場合のグラフや式は間違ったものです。ですからグラフ自体が本来使用できません。グラフが記載されていましても、高張液・等張液の場合と純水の場合のみ使用できますが、等張液から純水までの間のグラフは予想して線で結んだだけです。ですからその間のデーターは使用出来ないものです。使用できないグラフがなぜ出題されるのか…難しいですね。
http://www.asahi-net.or.jp/~hi2h-ikd/biology/osmosisgraph.htm

お礼

なるほど、グラフが間違ったものなんですね。
参考ページも示していただきありがとうございました。
このページでもう少し勉強してみます。

ありがとうございました。

回答No.2

suiran2

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…

ご質問者さんの疑問の通りと思います。動物細胞の場合には細胞壁がないために膨圧はありませんから注意の必要は有りませんが、植物細胞の場合には、膨圧が働いている場合と膨圧が働いていない場合とに分けて考える必要があります。膨圧が働いている低張液に入れた場合（体積が１以上の場合）と働いていない高張液に入れた場合（体積が1以下の場合）を直接比較は出来ません。

今回の問題は10気圧と言うことで高張液に入れた場合ですから当然膨圧は働いていません。ですからご質問者さんが考えたような膨圧が働いている場合の値は使用できません。

回答No.1

C-elegans

これは単にグラフの（おそらく印刷の）精度の問題であって、正確には体積1.1ではなく1.125で、四捨五入して1.1になっただけかと思います。
10×V＝8×1.125なら問題ありません。