Yksinkertainen diffuusio ja esimerkit



yksinkertainen lähetys fyysinen prosessi, jolla aineet siirtyvät alueelta, jossa ne ovat hyvin keskittyneet alueille, joissa kyseisen aineen pitoisuus on pienempi. Yksinkertainen diffuusio on spontaani prosessi, joka ei vaadi energiaa, mutta jota edistää pitoisuusgradientti.

Liuenneita aineita kutsutaan liuoksiksi, ne liikkuvat liuoksen (tai kaasun) läpi satunnaisliikkeillä. Satunnainen liike määritellään sattumana tapahtuvaksi liikkeeksi, jossa ei ole säännöllistä järjestystä tai järjestelmää, jolla hiukkasten liikkeet muuttuvat liuoksessa tai kaasussa.

Jos molekyylit ovat riittävän pieniä, tämä yksinkertainen diffuusio voi tapahtua solukalvojen läpi yksittäisten fosfolipidien välillä, jotka muodostavat sen. Kalvot voivat olla läpäiseviä, vedenpitäviä tai puoliläpäiseviä.

Läpäisevä kalvo on sellainen, joka sallii minkä tahansa aineen kulkeutumisen, läpäisemätön kalvo ei läpäise mitään ainetta ja puoliläpäisevä kalvo sallii vain tiettyjen aineiden kulun.

indeksi

  • 1 Yksinkertainen diffuusioprosessi
  • 2 Yksinkertaiset lähetysesimerkit
    • 2.1 Kaasunvaihto hengityselimissä
    • 2.2 Teetä levitetään kuumassa vedessä
  • 3 Yksinkertaisen diffuusion ja helpotetun diffuusion väliset erot
  • 4 Yksinkertaisen diffuusion ja osmoosin erot
  • 5 Viitteet

Yksinkertainen diffuusioprosessi

Yksinkertainen diffuusio toteutetaan vesimolekyylien ja siinä liuenneiden liuosten välille muodostuneiden vetysidosten vaikutuksilla. Vesimolekyylit liikkuvat satunnaisesti ja lopulta ympäröivät yksittäisiä liukoisia molekyylejä, mikä maksimoi mahdollisuuden muodostaa vety-sidoksia.

Näin ollen, jos aineen seos tehtiin vedessä, aine aluksi keskitettäisiin yhteen paikkaan, alkuperäiseen. Tuolloin pitoisuusgradientti on erittäin suuri.

Ajan myötä molekyylit liikkuvat ja törmäävät toisiinsa; Tämä liike edistää solujen ja liuottimen hiukkasten muodostumista. Nämä linkit rikkoutuvat kuitenkin nopeasti, koska ne ovat hyvin heikkoja, ja tämä ominaisuus sallii niiden jakautumisen koko tilaan tasapainon saavuttamiseksi..

Tässä vaiheessa, jossa liukoinen aine on jakautunut tasaisesti koko liuokseen, pitoisuusgradientin lujuus päättyy.

Yksinkertaiset lähetysesimerkit

Kaasujen vaihto hengityselimissä

Keuhkoeläinten hengityselimissä happea (O2) ja hiilidioksidia (CO2) vaihdetaan jatkuvasti. Eläimet imevät happea ja poistavat hiilidioksidin yksinkertaisella diffuusiolla.

Keuhkoissa hapen pitoisuus on korkeampi kuin veressä, joten näiden kahden alueen välillä on pitoisuusgradientti, ja tämä aiheuttaa hapen diffuusiota keuhkoista edistettävälle verelle..

Samalla tavoin, kun veressä on enemmän hiilidioksidimolekyylejä kuin keuhkoissa, ne pyrkivät siirtymään verestä keuhkoihin..

Teoksen levittäminen kuumassa vedessä

Kun valmistat kupin teetä aluksi, on vain kuumaa vettä ilman liuosta. Kun teepussi asetetaan kuumaan veteen, se alkaa vapauttaa teepartikkelit pussista - jossa on suurempi teepitoisuus - veteen, jossa teepitoisuus on pienempi.

Teiden alkupitoisuusgradientti suosii molekyylien liikettä. Lopulta teen diffuusio aiheuttaa pitoisuuksien tasaamisen koko kupin läpi ja liuos muuttuu homogeeniseksi (se näyttää samalta väriltä). Tässä vaiheessa ei ole konsentraatiogradienttia.

Yksinkertaisen diffuusion ja helpotetun diffuusion väliset erot

- Yksinkertaisessa diffuusiossa hiukkaset ylittävät solukalvon vapaasti ilman muiden rakenteiden "apua". Sitä vastoin helpotetussa diffuusiossa molekyylit kuljetetaan pienten proteiinikanavien kautta, jotka ylittävät koko kalvon.

- Yksinkertainen diffuusio on hitaampaa kuin helpotettu diffuusio.

- Yksinkertainen diffuusio ei ole spesifinen liukoiselle aineelle, vaan vain, että kuljetettavat partikkelit ovat hydrofobisia, jotta ne voivat ylittää solukalvon ilman ongelmia. Sitä vastoin helpotetuissa diffuusioissa kuljetetaan spesifisiä liuenneita aineita.

- Yksinkertaista diffuusiota ei voida inhiboida, kun taas helpotettu diffuusio voidaan estää erityisillä molekyyleillä, jotka sitoutuvat kuljetuskanaviin.

- Yksinkertainen diffuusio on aina passiivinen prosessi, eli se ei vaadi ATP: stä tulevaa energiaa. Sitä vastoin helpotettu diffuusio voi olla aktiivinen tai passiivinen mekanismi, riippuen siitä, edellyttääkö se ATP-energiaa vai ei.

- Yksinkertaisessa diffuusiossa aineet liikkuvat aina niiden pitoisuusgradientin hyväksi. Toisaalta helpotetussa diffuusiossa aineet kulkevat kalvon pitoisuuden gradienttia vasten tai niiden hyväksi.

- Yksinkertainen diffuusio sallii pienten ja ei-polaaristen molekyylien kulkeutumisen (hydrofobiset), kun taas helpotettu diffuusio mahdollistaa suurten ja polaaristen molekyylien (hydrofiiliset) kulkemisen..

Erot yksinkertaisen diffuusion ja osmoosin välillä

- Yksinkertainen diffuusio viittaa minkä tahansa aineen liikkumiseen sen pitoisuusgradientin mukaan; Toisaalta osmoosi viittaa yksinomaan veden liikkumiseen sen vesipotentiaalin mukaan.

- Yksinkertainen diffuusio tapahtuu kiinteissä nesteissä ja kaasuissa. Päinvastoin, osmoosi voi esiintyä vain nestemäisessä väliaineessa.

- Yksinkertainen diffuusio ei vaadi puoliläpäisevää kalvoa, kun taas osmoosi on prosessi, joka tapahtuu puoliläpäisevän kalvon läpi.

- Yksinkertainen diffuusio auttaa tasoittamaan käytettävissä olevaan tilaan liuenneiden liuosten pitoisuudet. Osmoosi ei edistä veden yhtä suurta pitoisuutta puoliläpäisevän kalvon molemmilla puolilla.

- Yksittäisten liuottimien välillä voi tapahtua yksinkertainen diffuusio. Sen sijaan osmoosi voi esiintyä vain vastaavien liuottimien ja biologisten järjestelmien välillä. Tämä liuotin on tavallisesti vesi.

- Yksinkertaisissa diffuusiopartikkeleissa jakautuvat kaikkiin suuntiin, osmoosissa molekyylien virtaus on periaatteessa samaan suuntaan.

- Yksinkertaista diffuusioprosessia ei voida pysäyttää tai peruuttaa. Sen sijaan osmoosi voidaan pysäyttää tai peruuttaa, jos kalvon sivulle kohdistuu lisäpainetta, jossa on vähemmän vettä.

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Solun molekyylibiologia (6. painos). Garland Science.
  2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). biologia (2. painos) Pearson Education.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekyylisolubiologia (8. painos). W. H. Freeman ja Company.
  4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Elämä: biologian tiede (7. painos). Sinauer Associates ja W. H. Freeman.
  5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biologia (7. painos) Cengage Learning.
  6. Thibodeau, P. (2013). Anatomia ja fysiologia (8th). Mosby, Inc..
  7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Anatomian ja fysiologian periaatteet(13. painos). John Wiley & Sons Inc.