Vienkāršs difūzijas process un piemēri

The vienkārša apraide ir fiziskais process, kurā vielas pārvietojas no reģiona, kur tās ir ļoti koncentrētas uz teritorijām, kurās šīs vielas koncentrācija ir zemāka. Vienkārša difūzija ir spontāns process, kam nav nepieciešama enerģija, bet to veicina koncentrācijas gradients.

Izšķīdinātās vielas sauc par šķīdinātājiem, tās pārvietojas ar šķīdumu (vai gāzi) ar nejaušām kustībām. Nejauša kustība tiek definēta kā kustība, kas notiek pēc nejaušības principa, ja nav regulāras kārtības vai sistēmas, ar kuru daļiņu kustības šķīdumā vai gāzē mainās..

Ja molekulas ir pietiekami mazas, šī vienkāršā difūzija var notikt caur šūnu membrānām, starp atsevišķiem fosfolipīdiem, kas to veido. Membrānas var būt caurlaidīgas, ūdensnecaurlaidīgas vai puscaurlaidīgas.

Caurlaidīga membrāna ir tāda, kas ļauj jebkurai vielai šķērsot, necaurlaidīga membrāna neietekmē nevienu vielu un puscaurlaidīga membrāna pieļauj tikai noteiktu vielu šķērsošanu..

Indekss

• 1 Vienkāršs difūzijas process
• 2 Vienkārši pārraides piemēri
  • 2.1 Gāzes apmaiņa elpošanas sistēmā
  • 2.2 Tējas izplatīšana karstā ūdenī
• 3 Atšķirības starp vienkāršu difūziju un atvieglotu difūziju
• 4 Atšķirības starp vienkāršu difūziju un osmozi
• 5 Atsauces

Vienkāršs difūzijas process

Vienkāršo difūziju veic ar ūdeņraža saitēm, kas veidojas starp ūdens molekulām un tajā izšķīdušajām vielām. Ūdens molekulas nejauši pārvietojas un galu galā ieskauj atsevišķas izšķīdušās molekulas, kas palielina iespēju veidot ūdeņraža saites.

Tādējādi, ja vielas maisījums ir pagatavots ūdenī, sākotnēji viela tiktu koncentrēta vienā vietā, sākotnējā. Tajā laikā koncentrācijas gradients ir ļoti augsts.

Laika gaitā molekulas pārvietojas un saduras viens ar otru; Šī kustība veicina saikņu veidošanos starp šķīdinātāju un šķīdinātāju daļiņām. Tomēr šīs saites tiek ātri sadalītas, jo tās ir ļoti vājas, un tas ir īpašums, kas ļauj tos izplatīt visā telpā līdz līdzsvara sasniegšanai..

Tajā brīdī, kad šķīdinātājs vienmērīgi sadalās visā šķīdumā, koncentrācijas gradienta stiprums beidzas.

Vienkārši pārraides piemēri

Gāzu apmaiņa elpošanas sistēmā

Plaušu dzīvnieku elpošanas sistēmā pastāvīgi tiek apmainīts skābeklis (O2) un oglekļa dioksīds (CO2). Dzīvnieki absorbē skābekli un izspiež oglekļa dioksīdu ar vienkāršu difūziju.

Plaušās skābekļa koncentrācija ir augstāka nekā asinīs, tāpēc starp šiem diviem reģioniem ir koncentrācijas gradients, un tas izraisa skābekļa difūziju no plaušām uz veicināmo asinīm..

Līdzīgi, ja asinīs ir vairāk oglekļa dioksīda molekulu nekā plaušās, tās mēdz pārvietoties no asinīm uz plaušām..

Tējas izplatīšana karstā ūdenī

Kad jūs sagatavojat tasi tējas, sākotnēji ir tikai karsts ūdens bez šķidruma. Ievietojot tējas maisiņu karstā ūdenī, tas sāk atbrīvot tējas daļiņas no maisa - ja tējas koncentrācija ir lielāka - ūdenī, kur tējas koncentrācija ir zemāka.

Molekulu kustību veicina tējas sākotnējā koncentrācija. Galu galā tējas difūzija izraisa koncentrācijas izlīdzināšanos visā kausā un šķīdums kļūst viendabīgs (tas izskatās vienādi). Šajā brīdī nav koncentrācijas gradienta.

Atšķirības starp vienkāršu difūziju un atvieglotu difūziju

- Vienkāršā difūzijā daļiņas brīvi šķērso šūnu membrānu bez citu struktūru "palīdzības". Turpretim, veicinot difūziju, molekulas tiek transportētas caur nelieliem proteīna kanāliem, kas šķērso visu membrānu.

- Vienkārša difūzija ir lēnāka nekā atvieglota difūzija.

- Vienkārša difūzija nav specifiska šķīdinātājam, tikai to, ka transportējamām daļiņām jābūt hidrofobām, lai tās bez problēmām varētu šķērsot šūnu membrānu. Pretstatā tam, veicinot difūziju, tiek transportēti specifiski šķīdinātāji.

- Vienkāršu difūziju nevar inhibēt, bet atvieglotu difūziju var inhibēt specifiskas molekulas, kas saistās ar transporta kanāliem.

- Vienkārša difūzija vienmēr ir pasīvs process, tas nozīmē, ka tai nav nepieciešama enerģija, kas nāk no ATP. Turpretim atvieglota difūzija var būt aktīvs vai pasīvs mehānisms, atkarībā no tā, vai tam ir nepieciešama ATP enerģija.

- Vienkāršā difūzijā vielas vienmēr pārvietojas par labu to koncentrācijas gradientam. Savukārt, veicinot difūziju, vielas nonāk membrānā pret to koncentrācijas gradientu vai par labu tai.

- Vienkārša difūzija ļauj iziet mazas un ne polāras molekulas (hidrofobas), bet atvieglota difūzija ļauj iziet lielas un polāras molekulas (hidrofīlas)..

Atšķirības starp vienkāršu difūziju un osmozi

- Vienkārša difūzija attiecas uz jebkuras vielas kustību atbilstoši tā koncentrācijas gradientam; No otras puses, osmoze attiecas tikai uz ūdens kustību atbilstoši tās ūdens potenciālam.

- Vienkārša difūzija notiek cietos šķidrumos un gāzēs. Gluži pretēji, osmoze var notikt tikai šķidrā vidē.

- Vienkāršai difūzijai nav nepieciešama puscaurlaidīga membrāna, bet osmoze ir process, kas notiek caur puscaurlaidīgu membrānu..

- Vienkārša difūzija palīdz izlīdzināt pieejamā telpā izšķīdināto šķīdinātāju koncentrāciju. Osmoze neveicina vienādu ūdens koncentrāciju abās puscaurlaidīgās membrānas pusēs.

- Vienkārša difūzija var notikt starp dažādiem šķīdinātāju veidiem. Turpretī osmoze var notikt tikai starp līdzīgiem šķīdinātājiem un bioloģiskām sistēmām. Šis šķīdinātājs parasti ir ūdens.

- Vienkāršajās difūzijas daļiņās izplatās visos virzienos, osmozes gadījumā molekulu plūsma pamatā ir vienā virzienā.

- Vienkāršo difūzijas procesu nevar apturēt vai mainīt. Turpretī osmozi var apturēt vai mainīt, ja membrānas sānos tiek izmantots papildu spiediens, kur ir mazāk ūdens..

Atsauces

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). Garland Zinātne.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Bioloģija (2. izdevums) Pearson Education.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulāro šūnu bioloģija (8. izdevums). W. H. Freemans un uzņēmums.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Dzīve: bioloģijas zinātne (7. izdevums). Sinauer Associates un W. H. Freeman.
5. Solomons, E., Bergs, L. un Martin, D. (2004). Bioloģija (7. izdevums) Cengage Learning.
6. Thibodeau, P. (2013). Anatomija un fizioloģija (8. \ T^th). Mosby, Inc.
7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Anatomijas un fizioloģijas principi(13. izdevums). John Wiley & Sons Inc.