細胞膜の選択透過性と半透性の違いについて

質問

細胞膜の選択透過性と半透性の違いについて

細胞膜の半透性とは、溶質のように大きな分子を通さず、溶媒のような小さな分子は通す、という物質の粒子の大きさによって細胞膜を通るか否かが決まる性質、
選択透過性とは、物質の性質や細胞にとっての必要性(？)などによって透過させる性質、
という認識だったので、細胞外液と細胞内液の浸透圧の差によって細胞の吸水や体積変化がおこるのは、
細胞の半透性によるものだと思っていました。
ところが、ある問題を解いていて、その違いがわからなくなってしまいました。

物質aからdのそれぞれを、１種類ずつ蒸留水に溶かした溶液AからDがあり、そこに動物細胞を入れたときの細胞体積の変化(横軸は時間)を示したグラフがあり、
Aは体積が増加した後一定になり、
Bは体積変化なし、
Cは体積が減少したあと再びもとに戻り、
Dは体積が減少した後一定になる、というふうになっています。

そのため、Aは低張液、Bは等張液、Dは高張液で、Cは尿素のような物質の高張液だと思われます。
それについて、「溶液AからDでそれぞれ異なる結果が得られたのは、細胞膜のどんな性質によるものか」という問いに対する答えが、「選択透過性」でした。
Cは選択透過性によるものだと思うのですが、AやDなどの変化については、半透性によるものではないのでしょうか。
それとも、半透性は、選択透過性という言葉の中に含まれているのでしょうか。

教えてください。よろしくお願いします。

回答No.3

DoubtOwl

選択的透過性は半透性の膜で見られる機能ですよね。
全透性は全部通すので選択できない。当然ですね。

選択的透過性には2つの輸送方法があります。
エネルギーを使用しない受動輸送。半透性と同じ濃度勾配による物質の移動です。
エネルギーを使用する能動輸送。

半透性と選択的透過性は似たような言葉ですが別物として考えたほうがいいでしょう。

回答No.2

suiran2

細胞膜はその構造が維持されている限り半透性を示すことなく選択透過性を示します。セロハンのようなものは細孔の通過できる分子の大きさのみで半透性を示します。しかし、細胞膜は脂質からなるために分子の大きさのみでなく、その極性や電荷により透化するかしないかが決まります。早い話が親油性の高い尿素のようなものは透化するのです。また、チャネルタンパク質が破壊されない限り特定の物質しか透化させません。ですからあくまでも細胞膜は選択透過性しか示しません。ショ糖が透化しないのが半透性だとする説明する方が正しくはないように思います。後は先生に聞いて下さい。

回答No.1

suiran2

どのように教わったのか知りませんが、結論から言ったら生細胞の細胞膜は選択透過性であり、死細胞の細胞膜は半透性であると教わりませんでしたでしょうか。選択透過性はエネルギーを使用した生細胞特有の現象です。半透性は単なる物理現象ですから死細胞でも起こります。

コンブやカツオが海にいても、海水は昆布だしや鰹だしのようにはなりません。それはコンブやカツオが生きているからです。彼らの生細胞はエネルギーを使って一生懸命昆布だしの成分や鰹だしの成分が海に溶け出さないように選択透化させているからです。

お礼

回答ありがとうございます。
選択透過性はエネルギーを使うので生細胞で見られますが、半透性という物理現象は死細胞だけでなく、生細胞でも起こりますよね。つまり、この細胞は、半透性と選択透過性を併せ持つ、ということで。
では、今回のように生細胞の体積変化という結果のみから判断する場合は、どんな観点で見分けられるのでしょうか。
よく見られる問題で、植物細胞をスクロース溶液などに入れた時の細胞体積の変化については、「半透性」によるものだと説明がされているのです。
・・・ということは、AやDは半透性ではないのかな？と思うわけです。

スクロースは分子が大き過ぎて細胞膜を絶対透過できないから半透性、
上記の問題の溶質については、どんな物質かわからないから選択透過性という言葉ですべてを含める、ということでしょうか。