ENKEL DIFFUSION: PROCESS OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Den enkla diffusionen är den fysiska processen genom vilken ämnena flyttas från ett område där du är mycket koncentrerad till områden där ämnets koncentration är lägre. Enkel diffusion är en spontan process som inte kräver energi, men främjas av en koncentrationsgradient.

De ämnen som löses kallas lösta ämnen, de rör sig genom en lösning (eller en gas) genom slumpmässiga rörelser. Slumpmässig rörelse definieras som rörelse som inträffar av en slump, där det inte finns någon regelbunden ordning eller system genom vilket partiklarnas rörelser förändras i en lösning eller gas.

Enkel diffusion

Om molekylerna är tillräckligt små kan denna enkla diffusion ske över cellmembranen, mellan de enskilda fosfolipiderna som utgör den. Membranen kan vara permeabla, ogenomträngliga eller halvgenomträngliga.

Ett permeabelt membran är ett som tillåter vilket ämne som helst att passera igenom, ett ogenomträngligt membran tillåter inte något ämne att passera genom och ett halvgenomsläppligt membran tillåter endast vissa ämnen att passera igenom.

Enkel diffusionsprocess

Enkel diffusion utförs genom åtgärder av vätebindningarna som bildas mellan vattenmolekyler och lösta ämnen i det. Vattenmolekylerna rör sig slumpmässigt och omger så småningom individuella lösta molekyler, vilket maximerar möjligheten att bilda vätebindningar.

Således, om en blandning av ett ämne gjordes i vatten, skulle substansen initialt koncentreras på en enda plats, den initiala. Vid den tiden är koncentrationsgradienten mycket hög.

När tiden går rör sig molekylerna och kolliderar med varandra; denna rörelse främjar bildningen av bindningar mellan de lösta partiklarna och lösningsmedlet. Dessa bindningar bryts emellertid snabbt eftersom de är mycket svaga och det är den egenskap som gör att de kan fördelas över rymden tills jämvikt har uppnåtts.

Vid den punkten, där det lösta ämnet är jämnt fördelat över hela lösningen, slutar kraften i koncentrationsgradienten.

Enkla diffusionsexempel

Gasväxling i andningsorganen

I andningsorganen för lungdjur utbyts ständigt syre (O2) och koldioxid (CO2). Djur absorberar syre och driver ut koldioxid genom enkel diffusion.

I lungorna är syrekoncentrationen högre än i blodet, så det finns en koncentrationsgradient mellan dessa två regioner, och detta får diffusionen av syre från lungorna till blodet att främjas.

På samma sätt, eftersom det finns fler koldioxidmolekyler i blodet än i lungorna, tenderar de att röra sig från blodet till lungorna.

Spre teet i varmt vatten

När en kopp te bryggs initialt finns det bara varmt vatten utan löst ämne. Genom att lägga tepåsen i det varma vattnet börjar det att frigöra tepartiklarna från påsen - där det finns en högre koncentration av te - i vattnet, där koncentrationen av te är lägre.

Rörelsen av molekylerna gynnas av teens initiala koncentrationsgradient. Så småningom får diffusionen av teet att koncentrationerna utjämnas i hela koppen och lösningen blir homogen (allt ser samma färg). Vid denna tidpunkt finns det inte längre en koncentrationsgradient.

Skillnader mellan enkel diffusion och underlättad diffusion

- I enkel diffusion korsar partiklarna cellmembranet fritt, utan "hjälp" från andra strukturer. Däremot, vid underlättad diffusion, transporteras molekylerna genom små proteinkanaler som korsar hela membranet.

- Enkel diffusion är långsammare än underlättad diffusion.

- Enkel diffusion är inte specifik för det lösta ämnet, bara att partiklarna som ska transporteras måste vara hydrofoba så att de kan passera cellmembranet utan problem. Däremot transporteras specifika lösta ämnen i underlättad diffusion.

- Enkel diffusion kan inte hämmas, medan underlättad diffusion kan hämmas av specifika molekyler som binder till transportörskanaler.

- Enkel diffusion är alltid en passiv process, det vill säga den kräver inte energin från ATP. Däremot kan underlättad diffusion vara en aktiv eller passiv mekanism, beroende på om den kräver ATP-energin eller inte.

- I enkel diffusion rör sig ämnena alltid till förmån för deras koncentrationsgradient. Tvärtom, vid underlättad diffusion passerar substanserna genom membranet mot eller till förmån för dess koncentrationsgradient.

- Enkel diffusion möjliggör passage av små och icke-polära (hydrofoba) molekyler, medan underlättad diffusion gör det möjligt att passera stora och polära (hydrofila) molekyler.

Skillnader mellan enkel diffusion och osmos

- Enkel diffusion avser rörelse av vilket ämne som helst som en funktion av dess koncentrationsgradient; å andra sidan hänvisar osmos uteslutande till rörelse av vatten som en funktion av dess vattenpotential.

- Enkel diffusion förekommer i fasta vätskor och gaser. Tvärtom, osmos kan endast uppstå i ett flytande medium.

- Enkel diffusion kräver inte ett semi-permeabelt membran, medan osmos är en process som sker genom ett semipermeabelt membran.

- Enkel diffusion hjälper till att utjämna koncentrationerna av upplösta lösta ämnen i det tillgängliga utrymmet. Osmos föredrar inte jämnheten i vattenkoncentrationen på båda sidor av det semipermeabla membranet.

- Enkel diffusion kan uppstå mellan olika typer av lösningsmedel. Däremot kan osmos endast uppstå mellan liknande lösningsmedel och i biologiska system. Detta lösningsmedel är vanligtvis vatten.

- I enkel diffusion fördelas partiklarna i alla riktningar, i osmos är molekylflödet i princip i samma riktning.

- Den enkla diffusionsprocessen kan inte stoppas eller vändas. Istället kan osmos stoppas eller vändas om ytterligare tryck appliceras på den sida av membranet där det finns mindre vatten tillgängligt.

referenser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Cellens molekylärbiologi (6: e upplagan). Garland Science.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologi (2: a upplagan) Pearson Education.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8: e upplagan). WH Freeman and Company.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Liv: biologiens vetenskap (7: e upplagan). Sinauer Associates och WH Freeman.
5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7: e upplagan) Cengage Learning.
6. Thibodeau, P. (2013). Anatomi och fisiologi (8: ^e ). Mosby, Inc.
7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principer of Anatomy and Physiology (13: e upplagan). John Wiley & Sons Inc.