Jednoduchý difúzny proces a príklady



jednoduché vysielanie je fyzikálny proces, ktorým sa látky presúvajú z oblasti, kde sú veľmi koncentrované, do oblastí, kde je koncentrácia tejto látky nižšia. Jednoduchá difúzia je spontánny proces, ktorý nevyžaduje energiu, ale je podporovaný gradientom koncentrácie.

Látky, ktoré sú rozpustené, sa nazývajú rozpustené látky, pohybujú sa cez roztok (alebo plyn) náhodnými pohybmi. Náhodný pohyb je definovaný ako pohyb, ku ktorému dochádza náhodou, kde neexistuje žiadny pravidelný poriadok alebo systém, ktorým by sa pohyb častíc zmenil v roztoku alebo v plyne..

Ak sú molekuly dostatočne malé, táto jednoduchá difúzia môže nastať cez bunkové membrány, medzi jednotlivými fosfolipidmi, ktoré ju tvoria. Membrány môžu byť priepustné, vodotesné alebo semipermeabilné.

Permeabilná membrána je membrána, ktorá umožňuje, aby prechádzala každá látka, nepriepustná membrána neprechádza žiadnou látkou a polopriepustná membrána umožňuje len prechod určitých látok..

index

  • 1 Jednoduchý difúzny proces
  • 2 Jednoduché príklady vysielania
    • 2.1 Výmena plynu v dýchacom systéme
    • 2.2 Šírenie čaju v horúcej vode
  • 3 Rozdiely medzi jednoduchou difúziou a uľahčenou difúziou
  • 4 Rozdiely medzi jednoduchou difúziou a osmózou
  • 5 Referencie

Jednoduchý difúzny proces

Jednoduchá difúzia sa uskutočňuje pôsobením vodíkových väzieb, ktoré sa vytvárajú medzi molekulami vody a rozpustenými látkami v nich rozpustenými. Molekuly vody sa pohybujú náhodne a nakoniec obklopujú jednotlivé molekuly rozpustenej látky, čo maximalizuje možnosť vytvárať vodíkové väzby.

Ak by sa teda zmes látky vyrobila vo vode, pôvodne by sa látka koncentrovala na jednom mieste, v prvom mieste. V tom čase je gradient koncentrácie veľmi vysoký.

Ako čas plynie, molekuly sa pohybujú a kolidujú medzi sebou; Tento pohyb podporuje tvorbu väzieb medzi časticami rozpustenej látky a rozpúšťadlom. Tieto prepojenia sú však rýchlo rozbité, pretože sú veľmi slabé a toto je vlastnosť, ktorá im umožňuje, aby boli distribuované v celom priestore až do dosiahnutia rovnováhy..

V tomto bode, kde je rozpustená látka rovnomerne rozložená v celom roztoku, končí koncentrácia koncentračného gradientu.

Jednoduché príklady vysielania

Výmena plynov v dýchacom systéme

V respiračnom systéme pľúcnych zvierat sa kyslík (O2) a oxid uhličitý (CO2) neustále vymieňajú. Zvieratá absorbujú kyslík a vylučujú oxid uhličitý jednoduchou difúziou.

V pľúcach je koncentrácia kyslíka vyššia ako v krvi, takže medzi týmito dvoma oblasťami je koncentračný gradient, čo spôsobuje šírenie kyslíka z pľúc do krvi..

Podobne, majúc viac molekúl oxidu uhličitého v krvi ako v pľúcach, budú mať tendenciu pohybovať sa z krvi do pľúc.

Šírenie čaju v horúcej vode

Keď pripravíte šálku čaju spočiatku, je tu len horúca voda bez rozpustenej látky. Umiestnením čajového vrecka do horúcej vody začne uvoľňovať čiastočky čaju z vrecka - kde je vyššia koncentrácia čaju - do vody, kde je koncentrácia čaju nižšia.

Pohyb molekúl je podporovaný počiatočným gradientom koncentrácie čaju. Nakoniec, difúzia čaju spôsobí, že koncentrácie sa vyrovnajú v celom šálku a roztok sa stane homogénnym (vyzerá rovnako ako farba). V tomto bode nie je žiadny gradient koncentrácie.

Rozdiely medzi jednoduchou difúziou a uľahčenou difúziou

- Pri jednoduchej difúzii častice voľne prechádzajú cez bunkovú membránu bez „pomoci“ iných štruktúr. Naopak, v uľahčenej difúzii sa molekuly transportujú cez malé proteínové kanály, ktoré prechádzajú cez celú membránu.

- Jednoduchá difúzia je pomalšia ako uľahčená difúzia.

- Jednoduchá difúzia nie je špecifická pre rozpustenú látku, len že častice, ktoré majú byť transportované, musia byť hydrofóbne, aby mohli bez problémov prejsť cez bunkovú membránu. Naproti tomu v uľahčenej difúzii sa transportujú špecifické rozpustené látky.

- Jednoduchá difúzia nemôže byť inhibovaná, zatiaľ čo uľahčená difúzia môže byť inhibovaná špecifickými molekulami, ktoré sa viažu na transportné kanály.

- Jednoduchá difúzia je vždy pasívny proces, to znamená, že nevyžaduje energiu prichádzajúcu z ATP. Naproti tomu, uľahčená difúzia môže byť aktívnym alebo pasívnym mechanizmom v závislosti od toho, či vyžaduje energiu ATP alebo nie.

- Pri jednoduchej difúzii sa látky vždy pohybujú v prospech ich gradientu koncentrácie. Naopak, v uľahčenej difúzii látky prechádzajú membránou proti alebo v prospech svojho koncentračného gradientu.

- Jednoduchá difúzia umožňuje prechod malých a nepolárnych molekúl (hydrofóbnych), zatiaľ čo uľahčená difúzia umožňuje prechod veľkých a polárnych molekúl (hydrofilných)..

Rozdiely medzi jednoduchou difúziou a osmózou

- Jednoduchá difúzia znamená pohyb akejkoľvek látky podľa jej gradientu koncentrácie; Na druhej strane, osmóza sa vzťahuje výlučne na pohyb vody podľa jej vodného potenciálu.

- Jednoduchá difúzia sa vyskytuje v tuhých kvapalinách a plynoch. Naopak, osmóza sa môže vyskytovať len v kvapalnom médiu.

- Jednoduchá difúzia nevyžaduje semipermeabilnú membránu, zatiaľ čo osmóza je proces, ktorý sa uskutočňuje cez semipermeabilnú membránu.

- Jednoduchá difúzia pomáha vyrovnať koncentrácie rozpustených látok rozpustených v dostupnom priestore. Osmóza neuprednostňuje rovnakú koncentráciu vody na oboch stranách semipermeabilnej membrány.

- Jednoduchá difúzia môže nastať medzi rôznymi typmi rozpúšťadiel. Oproti tomu osmóza sa môže vyskytovať len medzi podobnými rozpúšťadlami a biologickými systémami. Toto rozpúšťadlo je zvyčajne voda.

- V jednoduchých difúznych časticiach sa distribuujú vo všetkých smeroch, pri osmóze je tok molekúl v podstate v rovnakom smere.

- Jednoduchý difúzny proces nie je možné zastaviť alebo obrátiť. Naopak, osmóza sa môže zastaviť alebo obrátiť, ak sa na stranu membrány aplikuje dodatočný tlak, kde je k dispozícii menej vody.

referencie

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molekulárna biológia bunky (6. vydanie). Garland Science.
  2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). biológie (2. vyd.) Pearson Education.
  3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulárna bunková biológia (8. vydanie). W. H. Freeman a Company.
  4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Život: veda o biológii (7. vydanie). Sinauer Associates a W. H. Freeman.
  5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biológie (7. vydanie) Cengage Learning.
  6. Thibodeau, P. (2013). Anatómia a fonológia (8th). Mosby, Inc.
  7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Princípy anatómie a fyziológie(13. vydanie). John Wiley & Sons Inc.