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2.1:Osmosis

Osmosis

あなたが100mlの水を持っているカップを持っていると想像して、あなたは水にテーブル砂糖の15gを追加します。 砂糖は溶解し、カップに入っている混合物は、溶媒(水)に溶解する溶質(砂糖)で構成されています。 溶媒中の溶質の混合物は、溶液。

今、あなたは水の100ミリリットルと第二のカップを持っていることを想像して、あなたは水にテーブル砂糖の45グラムを追加します。 最初のカップと同じように、砂糖は溶質であり、水は溶媒である。 しかし、今、あなたは異なる溶質濃度の二つの混合物を持っています。 不均一な溶質濃度の二つの溶液を比較すると,溶質濃度が高い溶液は高張性であり,低い溶質濃度の溶液は低張性である。 等しい溶質濃度の溶液は等張である。 第一の糖溶液は第二の溶液に対して低張性である。 第二の糖溶液は、第一の糖溶液に対して高張性である。これで、糖分子が通過するには小さすぎますが、水分子が通過するのに十分な大きさの細孔を持つ、選択的に透過性の膜で分割されたビーカーに2つのソリ 高張溶液は膜の一方の側にあり、他方の低張溶液は膜の一方の側にある。 高張溶液は低張溶液よりも低い水濃度を有するので、膜を横切って水の濃度勾配が存在する。 水分子は、両方の溶液が等張になるまで、より高い水濃度の側からより低い濃度の側に移動する。 この時点で、平衡に達する。浸透はより高い濃度の区域からのより低い濃度の区域への選択的に透過性の膜を渡る水分子の拡散です。

浸透はより低い濃度の区域への選択 水は浸透によって細胞に出入りします。 細胞が高張溶液中にある場合、溶液は細胞サイトゾルよりも低い水濃度を有し、水は両方の溶液が等張になるまで細胞外に移動する。 低張性溶液中に配置された細胞は、外部溶液とサイトゾルの両方が等張性になるまで、それらの膜を横切って水を取り込むであろう。

赤血球のような硬い細胞壁を持たない細胞は、低張溶液に入れると膨潤して溶解(破裂)します。

低張溶液に入れると、細胞壁が膨潤し、溶解(破裂)します。

細胞壁を有する細胞は、低張溶液中に置かれたときに膨潤するが、細胞が膨隆(会社)になると、タフな細胞壁は、細胞に入ることから、これ以上の水を防 高張溶液中に置かれると、細胞壁のない細胞は環境に水を失い、縮んで、おそらく死ぬでしょう。 高張溶液では、細胞壁を有する細胞も水を失うことになる。 原形質膜は、細胞壁が縮むにつれて細胞壁から引き離され、血漿分解と呼ばれるプロセスである。 動物細胞は等張環境で最もよく行う傾向があり、植物細胞は低張環境で最もよく行う傾向があります。 これは以下の図で示されています。

動物細胞と植物細胞が異なる溶液タイプでどのように変化するかを示しています

動物細胞(トップパネルの赤血球など)が水の浸透 低張性溶液に入れると、水分子が細胞に入り、膨潤して破裂する。 植物細胞(下のパネル)は、高張溶液中で血漿分解されるが、低張環境では最もよくなる傾向がある。 水は植物細胞の中央液胞に貯蔵される。

浸透圧

水が浸透によって細胞内に移動すると、浸透圧が細胞内に蓄積することがあります。 細胞に細胞壁がある場合、壁は細胞の水分バランスを維持するのに役立ちます。 浸透圧は、多くの植物における支持の主な原因である。 植物細胞が低張環境にあるとき、水の浸透圧エントリは、圧力が細胞に入ってくるからより多くの水を防ぐまで、細胞壁に加え膨圧を上昇させます。 この時点で、植物細胞は膨隆している(下の図)。 植物細胞に対する浸透圧の影響を下の図に示します。

肥大した植物細胞の写真

この画像の植物細胞の中心液胞は水でいっぱいなので、細胞は肥大しています。浸透の作用は、生物、特に細胞壁のないものに非常に有害であり得る。

浸透の作用は、生物、特に細胞壁のないものに非常に有害である可能性がある。 例えば、海水魚(その細胞が海水と等張である)が淡水に置かれた場合、その細胞は余分な水を取り、溶解し、魚は死ぬ。 有害な浸透効果の別の例は、ナメクジおよびカタツムリを殺すための食塩の使用である。拡散と浸透はhttp://www.youtube.com/watch?v=aubZU0iWtgI(18:59)で議論されています。

浸透を制御する

淡水のような低張環境に住む生物は、浸透によって細胞があまりにも多くの水を取り込むのを防ぐ方法が必 収縮性液胞は、細胞から余分な水分を除去する液胞の一種である。 下の図に示されているパラメシウムのような淡水原生生物は、収縮性の液胞を持っています。 液胞はいくつかの運河に囲まれており、細胞質からの浸透によって水を吸収する。 運河が水で満たされた後、水は液胞に圧送される。 液胞がいっぱいになると、それは細孔を通って細胞から水を押し出す。

パラメキア内の収縮液胞を示す写真

収縮液胞は、パラメキア内の星のような構造です。

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