세포벽이 삼투압 현상에 영향을 끼칠까요?
식물 세포와 동물 세포를 가지고 삼투압 실험을 진행 했을때, 세포벽이 영향을 끼치나요?
소금물에 넣었을때
식물세포: 원형질분리 발생, 세포벽은 그대로
동물세포: 심각한 수축, 쭈글쭈글해짐 --> 이렇게 예측했는데 맞을까요??
안녕하세요.
세포벽은 삼투압 현상에 중요한 영향을 끼치며, 식물세포와 동물세포가 삼투압 조건에서 서로 다르게 반응하는 결정적인 이유 중 하나입니다. 삼투압이란 반투과성 막을 통해 물이 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 현상인데, 이때 세포의 구조적 차이, 특히 세포벽의 유무가 매우 큰 차이를 만듭니다. 우선 식물세포에는 셀룰로오스라고 하는 구조용 다당류로 구성된 단단한 세포벽이 존재하며, 이는 세포막 바깥을 감싸고 있어 세포를 구조적으로 지탱해줍니다. 고농도의 소금물에 식물세포를 넣으면, 바깥쪽의 염 농도가 세포 내부보다 높기 때문에 세포 안의 수분이 바깥으로 빠져나가게 되고, 이로 인해 세포막과 세포질이 세포벽으로부터 안쪽으로 수축되는 원형질분리(plasmolysis)가 일어납니다. 이때 세포벽 자체는 딱딱하고 유지된 채 그대로 남아 있게 됩니다. 즉, 세포막과 세포질이 수축하지만, 세포벽 덕분에 세포 전체 구조가 무너지지는 않습니다. 반면, 동물세포는 세포벽이 없고 오직 얇은 인지질 이중층의 세포막만으로 둘러싸여 있기 때문에, 삼투압 변화에 훨씬 더 민감하게 반응합니다. 동물세포를 고농도의 소금물에 넣으면, 역시 물이 세포 밖으로 빠져나가면서 세포 전체가 수축되고 쭈글쭈글하게 변형됩니다. 이를 세포의 수축(crenation)이라고 하며, 식물세포처럼 외부에서 모양을 지지해주는 구조가 없기 때문에 모양이 쉽게 무너질 수 있습니다. 따라서 식물세포는 세포벽 덕분에 삼투압 변화에도 구조적 안정성을 어느 정도 유지할 수 있지만, 동물세포는 삼투압 변화에 더 취약하며 물리적으로도 쉽게 변형됩니다. 질문에서 예측한 내용은 전반적으로 정확하며, 세포벽의 존재 여부가 삼투압 실험 결과에 분명한 차이를 만들어낸다는 점에서 과학적으로 잘 이해한 설명입니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
우선 거의 비슷해요
여기서 식물의 경우 세포벽도 부서지는 경욱 ㅏ많아요
동물의 경우 삼투압으로 인해 붓기나 부종이 생기는 경우도 있어요
네, 세포벽은 삼투압에 직간접적으로 영향을 미치고 있습니다.
특히 식물 세포와 동물 세포의 삼투압 반응에서 그 차이가 명확합니다.
세포벽이 삼투압 현상에 미치는 직접적인 영향이라면, 세포벽은 식물 세포에 견고한 외부 구조를 만들고, 세포가 물을 흡수하여 팽창할 때 세포막에 가해지는 압력을 견딜 수 있도록 해줍니다. 세포벽이 없다면 식물 세포는 과도한 물 흡수로 인해 터져버릴 것입니다. 이러한 팽압은 물의 이동에 영향을 미치므로 삼투압 현상의 결과에 직접적으로 관여하는 것입니다.
그리고 간접적인 영향이라면 세포벽은 세포의 형태를 유지하며, 세포가 물을 잃어버릴 때 세포막이 세포벽으로부터 분리되는 원형질 분리 현상을 가능하게 합니다. 이 현상은 세포벽이 없는 동물 세포에서는 관찰되지 않는 차이점이죠.
그리고 식물 세포와 동물 세포의 소금물 삼투압 실험 예측은 말씀하신 것이 맞습니다.
이는 앞서 말씀드린 세포벽 때문인데, 세포벽은 견고하고 고정된 구조이기 때문에 크기가 변하지 않는 것이죠.
세포벽은 삼투압 현상에 영향을 미칩니다. 식물 세포는 세포벽 때문에 고농도 용액에서 물이 빠져나가도 세포 형태가 어느 정도 유지되지만, 동물 세포는 세포벽이 없어 쭈그러듭니다. 따라서 소금물에 넣었을 때 식물 세포는 원형질 분리가 일어나고 동물 세포는 수축하는 현상이 관찰됩니다.