Preprosti difuzijski postopek in primeri



The preprosto oddajanje je fizični proces, s katerim se snovi premikajo iz regije, kjer so zelo koncentrirane, na območja, kjer je koncentracija te snovi nižja. Enostavna difuzija je spontan proces, ki ne zahteva energije, ampak ga spodbuja koncentracijski gradient.

Raztopljene snovi se imenujejo raztopljene snovi, ki se gibljejo skozi raztopino (ali plin) z naključnimi premiki. Naključno gibanje je definirano kot naključno gibanje, kjer ni rednega reda ali sistema, po katerem bi se gibanje delcev spremenilo v raztopini ali plinu..

Če so molekule dovolj majhne, ​​se lahko ta enostavna difuzija pojavi skozi celične membrane, med posameznimi fosfolipidi, ki jih tvorijo. Membrane so lahko prepustne, vodotesne ali polprepustne.

Prepustna membrana je tista, ki omogoča prehod katere koli snovi, neprepustna membrana ne prehaja nobene snovi, polprepustna membrana pa omogoča le prehod določenih snovi..

Indeks

  • 1 Preprost postopek difuzije
  • 2 Primeri preprostega oddajanja
    • 2.1 Izmenjava plina v dihalnem sistemu
    • 2.2 Razširjanje čaja v vroči vodi
  • 3 Razlike med preprosto difuzijo in lažjo difuzijo
  • 4 Razlike med preprosto difuzijo in osmozo
  • 5 Reference

Preprost proces difuzije

Enostavna difuzija se izvaja z delovanjem vodikovih vezi, ki nastajajo med vodnimi molekulami in raztopljenimi raztopinami v njem. Molekule vode se gibljejo naključno in sčasoma obkrožajo posamezne molekule solute, kar poveča možnost oblikovanja vodikovih vezi.

Če bi bila mešanica snovi v vodi, bi se prvotno snov koncentrirala na enem mestu, na začetku. Takrat je koncentracijski gradient zelo visok.

Sčasoma se molekule premikajo in trčijo med seboj; To gibanje pospešuje nastanek vezi med delci topila in topilom. Vendar pa so te povezave hitro prekinjene, ker so zelo šibke in to je lastnost, ki jim omogoča, da se razporedijo po vsem prostoru, dokler ne dosežejo ravnovesja..

Na tej točki, kjer je raztopina enakomerno porazdeljena po raztopini, se konča koncentracija gradienta koncentracije.

Enostavni primeri oddajanja

Izmenjava plinov v dihalnem sistemu

V dihalnem sistemu pljučnih živali se stalno izmenjujejo kisik (O2) in ogljikov dioksid (CO2). Živali absorbirajo kisik in izginejo ogljikov dioksid z enostavno difuzijo.

V pljučih je koncentracija kisika višja kot v krvi, zato je med tema regijama koncentracijski gradient, kar povzroča difuzijo kisika iz pljuč v kri, ki jo je treba spodbujati..

Podobno ima več molekul ogljikovega dioksida v krvi kot v pljučih, zato se bodo te prenašale iz krvi v pljuča..

Razširjanje čaja v vroči vodi

Ko na začetku pripravite skodelico čaja, je samo topla voda brez raztopine. Z vstavitvijo čajne vrečke v vročo vodo se začne oddaja čajne delce iz vrečke - kjer je višja koncentracija čaja - v vodo, kjer je koncentracija čaja nižja..

Gibanje molekul je naklonjeno začetnemu koncentracijskemu gradientu čaja. Sčasoma difuzija čaja povzroči, da se koncentracije izenačijo skozi skodelico in raztopina postane homogena (izgleda vse enako). Na tej točki ni gradienta koncentracije.

Razlike med preprosto difuzijo in olajšano difuzijo

- Pri enostavni difuziji delci prosto prehajajo skozi celično membrano brez "pomoči" drugih struktur. Nasprotno pa se pri olajšani difuziji molekule prenašajo skozi majhne proteinske kanale, ki prečkajo celotno membrano.

- Enostavna difuzija je počasnejša od olajšane difuzije.

- Enostavna difuzija ni specifična za topilo, le da morajo biti delci, ki se prevažajo, hidrofobni, tako da lahko brez težav prečkajo celično membrano. V nasprotju s tem pa se v olajšani difuziji transportirajo specifične raztopine.

- Enostavna difuzija ne more biti inhibirana, medtem ko lahko olajšano difuzijo zavirajo specifične molekule, ki se vežejo na transportne kanale.

- Enostavna difuzija je vedno pasivni proces, torej ne zahteva energije, ki prihaja iz ATP. Nasprotno pa je lažja difuzija lahko aktivni ali pasivni mehanizem, odvisno od tega, ali zahteva energijo ATP ali ne.

- Pri enostavni difuziji se snovi vedno premikajo v prid njihovega koncentracijskega gradienta. Nasprotno pa se pri olajšani difuziji snovi prenašajo skozi membrano proti ali v prid njihovemu koncentracijskemu gradientu.

- Enostavna difuzija omogoča prehod majhnih in nepolarnih molekul (hidrofobnih), olajšana difuzija pa omogoča prehod velikih in polarnih molekul (hidrofilnih).

Razlike med preprosto difuzijo in osmozo

- Enostavna difuzija se nanaša na gibanje katere koli snovi glede na njen koncentracijski gradient; Po drugi strani se osmoza nanaša izključno na gibanje vode glede na njen vodni potencial.

- Enostavna difuzija poteka v trdnih tekočinah in plinih. Nasprotno, osmoza se lahko pojavi samo v tekočem mediju.

- Enostavna difuzija ne zahteva polprepustne membrane, medtem ko je osmoza proces, ki poteka skozi polprepustno membrano.

- Enostavna difuzija pomaga izenačiti koncentracije raztopljenih raztopin v razpoložljivem prostoru. Osmoza ne daje prednosti enaki koncentraciji vode na obeh straneh polprepustne membrane.

- Med različnimi vrstami topil lahko pride do enostavne difuzije. Nasprotno pa se osmoza lahko pojavlja samo med podobnimi topili in biološkimi sistemi. To topilo je običajno voda.

- V preprostih difuzijskih delcih se porazdelijo v vse smeri, pri osmozi pa je tok molekul v bistvu v isti smeri.

- Preprost postopek difuzije ni mogoče zaustaviti ali obrniti. Nasprotno pa lahko osmozo ustavimo ali obrnemo, če na stran membrane pride do dodatnega pritiska, kjer je na voljo manj vode.

Reference

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. in Walter, P. (2014). Molekularna biologija celice (6. izd.). Garland Science.
  2. Campbell, N. in Reece, J. (2005). Biologija (2. izd.) Pearson Education.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. in Martin, K. (2016). Molekularna celična biologija (8. izd.). W. H. Freeman in družba.
  4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. in Heller, H. (2004). Življenje: znanost o biologiji (7. izd.). Sinauer Associates in W. H. Freeman.
  5. Solomon, E., Berg, L. in Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.
  6. Thibodeau, P. (2013). Anatomija in fiziologija (8th). Mosby, Inc..
  7. Tortora, G. in Derrickson, B. (2012). Načela anatomije in fiziologije(13. izd.). John Wiley & Sons Inc.