Lihtne difusiooniprotsess ja näited



The lihtne eetris on füüsiline protsess, mille käigus ained liiguvad piirkonnast, kus nad on väga kontsentreeritud, piirkondadesse, kus selle aine kontsentratsioon on madalam. Lihtne difusioon on spontaanne protsess, mis ei vaja energiat, kuid mida soodustab kontsentratsioonigradient.

Lahustuvaid aineid nimetatakse lahustuvateks, nad liiguvad läbi lahuse (või gaasi) juhuslike liikumiste teel. Juhuslikku liikumist määratletakse juhusliku liikumisena, kus puudub regulaarne järjekord või süsteem, mille abil osakeste liikumine lahuses või gaasis muutub.

Kui molekulid on piisavalt väikesed, võib see lihtne difusioon esineda rakumembraanide kaudu, mis moodustavad üksikute fosfolipiidide vahel. Membraanid võivad olla läbilaskvad, veekindlad või poolläbilaskvad.

Läbilaskev membraan on selline, mis võimaldab mis tahes ainet läbida, läbitungimatu membraan ei läbi ühtegi ainet ja poolläbilaskev membraan võimaldab ainult teatud ainete läbipääsu.

Indeks

  • 1 Lihtne difusiooniprotsess
  • 2 Lihtsad ülekande näited
    • 2.1 Gaasivahetus hingamisteedes
    • 2.2 Tee levitamine kuumas vees
  • 3 Erinevused lihtsa difusiooni ja hõlbustatud difusiooni vahel
  • 4 Erinevused lihtsa difusiooni ja osmoosi vahel
  • 5 Viited

Lihtne difusiooniprotsess

Lihtne difusioon viiakse läbi vesiniksidemete toimel, mis moodustuvad veemolekulide ja selles lahustunud lahustite vahel. Vee molekulid liiguvad juhuslikult ja lõpuks ümbritsevad üksikuid soluutmolekule, mis maksimeerib võimalust moodustada vesiniksidemeid.

Seega, kui aine segu on valmistatud vees, kontsentreeritakse aine esialgu üheks kohaks, esialgne. Sel ajal on kontsentratsiooni gradient väga suur.

Aja möödudes liiguvad molekulid üksteisega kokku; See liikumine soodustab sidemete moodustumist soluudi osakeste ja lahusti vahel. Kuid need lingid on kiiresti purunenud, sest nad on väga nõrgad ja see on omadus, mis võimaldab neil jaotuda kogu ruumi kuni tasakaalu saavutamiseni..

Sel hetkel, kui lahustunud aine on lahuses ühtlaselt jaotunud, lõpeb kontsentratsiooni gradiendi tugevus.

Lihtsad ülekande näited

Gaaside vahetamine hingamisteedes

Kopsu loomade hingamisteedes vahetatakse pidevalt hapnikku (O2) ja süsinikdioksiidi (CO2). Loomad imavad hapnikku ja eraldavad süsinikdioksiidi lihtsa difusiooni teel.

Kopsudes on hapniku kontsentratsioon kõrgem kui veres, seega on nende kahe piirkonna vahel kontsentratsioonigradient, mis põhjustab hapniku difusiooni kopsudest propageeritavale verele..

Samamoodi, kui veres on rohkem süsinikdioksiidimolekule kui kopsudes, kalduvad need verest kopsudesse liikuma..

Tee levitamine kuumas vees

Kui te valmistate tassitäie teed, siis algab ainult kuum vesi ilma soluudita. Kui teekott asetatakse kuuma vette, hakkab teeosakesed vabanema kotist - kus on suurem tee kontsentratsioon - vees, kus tee kontsentratsioon on madalam.

Molekulide liikumist soodustab tee esialgne kontsentratsioonigradient. Lõpuks põhjustab tee difusioon kontsentratsioonide tasakaalu kogu tassi ja lahus muutub homogeenseks (see näeb kõik sama värvi). Sel hetkel ei ole kontsentratsioonigradienti.

Erinevused lihtsa difusiooni ja hõlbustatud difusiooni vahel

- Lihtsas difusioonis läbivad osakesed vabalt rakumembraani ilma teiste struktuuride "abita". Seevastu hõlbustatakse difusiooni korral molekule väikeste valgu kanalite kaudu, mis läbivad kogu membraani.

- Lihtne difusioon on aeglasem kui hõlbustatud difusioon.

- Lihtne difusioon ei ole soluudi suhtes spetsiifiline, vaid seda, et transporditavad osakesed peavad olema hüdrofoobsed, nii et nad saaksid rakumembraani ilma probleemideta ületada. Seevastu hõlbustatud difusioonis transporditakse spetsiifilisi soluute.

- Lihtsat difusiooni ei saa inhibeerida, samas kui hõlbustatud difusiooni saab inhibeerida spetsiifiliste molekulidega, mis seonduvad transpordikanalitega.

- Lihtne difusioon on alati passiivne protsess, see tähendab, et see ei nõua ATP-lt tulevat energiat. Seevastu võib hõlbustatud difusioon olla aktiivne või passiivne mehhanism, sõltuvalt sellest, kas see vajab ATP energiat.

- Lihtsa difusiooni korral liiguvad ained alati nende kontsentratsiooni gradiendi kasuks. Vastupidi, hõlbustatud difusiooni korral läbivad ained membraani nende kontsentratsioonigradienti vastu või selle kasuks.

- Lihtne difusioon võimaldab väikeste ja mittepolaarsete molekulide (hüdrofoobsed) läbimist, samas kui hõlbustatud difusioon võimaldab suurte ja polaarsete molekulide (hüdrofiilsete) läbimist..

Erinevused lihtsa difusiooni ja osmoosi vahel

- Lihtne difusioon viitab mis tahes aine liikumisele vastavalt selle kontsentratsiooni gradientile; Teisest küljest viitab osmoos ainult vee liikumisele vastavalt selle veepotentsiaalile.

- Lihtne difusioon toimub tahkes vedelikus ja gaasides. Vastupidi, osmoos võib esineda ainult vedelas keskkonnas.

- Lihtne difusioon ei vaja poolläbilaskvat membraani, samas kui osmoos on protsess, mis toimub läbi poolläbilaskva membraani..

- Lihtne difusioon aitab ühtlustada olemasolevas ruumis lahustunud lahustite kontsentratsioone. Osmoos ei soodusta vee võrdset kontsentratsiooni pooleldi läbilaskva membraani mõlemal küljel.

- Erinevate lahustitüüpide vahel võib toimuda lihtne difusioon. Seevastu osmoos võib esineda ainult sarnaste lahustite ja bioloogiliste süsteemide vahel. See lahusti on tavaliselt vesi.

- Lihtsates difusiooniosakestes jaotuvad kõik suundad, osmoosis on molekulide vool põhiliselt samas suunas.

- Lihtsat difusiooniprotsessi ei saa peatada ega ümber pöörata. Seevastu osmoosi saab peatada või tühistada, kui membraani küljel rakendatakse täiendavat rõhku, kus on vähem vett..

Viited

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Raku molekulaarbioloogia (6. trükk). Garland Science.
  2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Bioloogia (2. väljaanne) Pearson Education.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulaarrakkude bioloogia (8. väljaanne). W. H. Freeman ja Company.
  4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Elu: bioloogia teadus (7. trükk). Sinauer Associates ja W. H. Freeman.
  5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Bioloogia (7. ed.) Cengage'i õppimine.
  6. Thibodeau, P. (2013). Anatoomia ja füsioloogia (8)th). Mosby, Inc.
  7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Anatoomia ja füsioloogia põhimõtted(13. trükk). John Wiley & Sons Inc.