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24_80 生物基礎:生物と遺伝子 / 生物基礎:細胞とエネルギー

細胞膜の性質と機能 透過性・半透膜・浸透圧

著者名: gg佐藤
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はじめに

ここでは細胞をとりかこむ細胞膜の性質を学びましょう!

細胞膜の透過性

細胞膜は数ナノメートルの薄っぺらい膜なのですが、透過性という性質を持っています。
簡単にいえば、膜に小さな穴がたくさんあいてて、色々なものが膜を出入りできるということです。


このような膜は核、ミトコンドリア、葉緑体、液胞、つまりすべての細胞内小器官に存在し、これらの膜をまとめて生体膜と呼びます。つまり、細胞膜は生体膜の一種です。

さて、ここからは初めて聞く似た言葉がたくさん出てきますが、どれも落ち着いて読めば意味は簡単なので、しっかり区別して覚えましょう!

半透性と浸透

細胞膜は、水や小さな物質は通すが、大きな物質は通さないという性質があります。まるでザルのようなものです!
これを半透性と呼び、そのような膜を半透膜と言います。
この膜を水や小さな物質が通っていくことを浸透と言います。(色が浸透する、みたいに日常会話でも使う言葉ですよね)

そして、半透膜の「向こうから水を引っ張ってくる力」を浸透圧とよびます。細胞の外から中に水がひきこまれている場合は、細胞膜の中の方が浸透圧が高いということになります。逆に細胞の中から外に水が逃げて行っている場合は、細胞膜の外の方が浸透圧が高いということになります。

では、浸透圧の大きさはなにによって決まるのでしょう?それはずばり、「 濃度」によって決まるんです!濃度が高いほど浸透圧(向こうから水を引っ張ってくる力)は大きくなるんです。自分が濃すぎると、なんとか濃度を薄めようとして、水を欲しがるんですね・・・自分が塩分濃すぎで塩っ辛くなってるんで、水を向こうから奪うんです。

ところで、どんな細胞も、細胞の中には水溶液Aが存在し、細胞の外には水溶液Bが存在します。当然ですね。

そして、濃度が水溶液A>水溶液Bなら、細胞の中の方が浸透圧が高くなるから、水は外から中に引き込まれます。だから細胞は膨らみます。
このとき、細胞の外の水溶液Bを低張液とよびます(浸透圧が「低」いから「低」張液、と覚えれば間違えない)。

逆に濃度が水溶液A<水溶液Bなら、細胞の外の方が浸透圧が高くなるから、水は中から外に逃げていきます。だから細胞はしぼみます。このとき、細胞の外の水溶液Bを高張液とよびます(浸透圧が「高」いから「高」張液、と覚えれば間違えない)。

では、問題です。
水溶液Aと水溶液Bが同じ濃度だったらどうなるのでしょう?


水を向こうから引っ張ってくる力が引き分けになるので、水の移動はありません!つまり細胞の大きさも変わりません!このとき、細胞の外の水溶液Bを等張液とよびます。


以上で基本は終わり!
重要なところなので、図を書いたりしてしっかり理解しよう。
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『チャート式 新生物Ⅰ』数研出版
『教科書 生物Ⅰ』東京書籍

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