Dowiedz się o dyfuzji
Ta grafika przedstawia dyfuzję wody i innych cząsteczek od lewej do prawej przez półprzepuszczalną membranę. Większe cząsteczki nie są w stanie przekroczyć bariery. Freemesm / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0
Co to jest dyfuzja?
Dyfuzja to tendencja cząsteczek do rozprzestrzeniania się w celu zajęcia dostępnej przestrzeni. Gazy i cząsteczki w cieczy mają tendencję do dyfundowania z bardziej skoncentrowanego środowiska do mniej skoncentrowanego środowiska. Transport pasywny to dyfuzja substancji przez błonę. To jest spontaniczny proces a energia komórkowa nie jest zużywana. Cząsteczki przemieszczają się z miejsca, w którym substancja jest bardziej skoncentrowana, do miejsca, w którym jest mniej skoncentrowana. Przepuszczalność błony wpływa na szybkość dyfuzji różnych substancji. Na przykład woda swobodnie dyfunduje w poprzek błony komórkowe ale inne cząsteczki nie mogą. Muszą być wspomagane przez błonę komórkową w procesie zwanym ułatwioną dyfuzją.
Kluczowe dania na wynos: dyfuzja
- Dyfuzja pasywna to ruch cząsteczek przez błonę, taką jak błona komórkowa. Ruch nie wymaga energii.
- W ułatwiona dyfuzja , cząsteczka jest transportowana przez błonę za pomocą białka nośnikowego.
- Oddychanie i fotosynteza to przykłady naturalnie występujących procesów dyfuzji.
- Przepływ glukozy do komórek jest przykładem ułatwiona dyfuzja .
- Absorpcja wody w korzeniach roślin jest przykładem osmozy.
Co to jest osmoza?
Osmoza to szczególny przypadek transportu pasywnego. Woda dyfunduje przez półprzepuszczalną membranę, która pozwala niektórym cząsteczkom przejść, ale nie innym.
Woda przechodząca przez półprzepuszczalną membranę przez osmozę do obszaru o wyższym stężeniu cukru. ttsz/iStock/Getty Images Plus
W osmozie kierunek przepływu wody określa stężenie substancji rozpuszczonej. Woda dyfunduje z hipotoniczny (niskie stężenie substancji rozpuszczonej) roztwór do a hipertoniczny (wysokie stężenie substancji rozpuszczonej). W powyższym przykładzie woda przemieszcza się z lewej strony błony półprzepuszczalnej, gdzie stężenie cukru jest niskie, na prawą stronę błony, gdzie stężenie cząsteczek cukru jest wyższe. Gdyby stężenie cząsteczek było takie samo po obu stronach membrany, woda przepływałaby równomiernie ( izotoniczny ) między obiema stronami membrany.
Przykłady dyfuzji
Zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla przenikają do krwi i są transportowane po całym ciele. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Szereg naturalnie występujących procesów opiera się na dyfuzji cząsteczek. Oddychanie obejmuje dyfuzję gazów (tlenu i dwutlenku węgla) do i z krew . w płuca , dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do powietrza w pęcherzykach płucnych. Czerwone krwinki następnie zwiąż tlen, który dyfunduje z powietrza do krwi. Tlen i inne składniki odżywcze we krwi są transportowane do: tkanki gdzie wymieniane są gazy i składniki odżywcze. Dwutlenek węgla i odpady dyfundują z tkanek komórki do krwi, podczas gdy tlen, glukoza i inne składniki odżywcze z krwi dyfundują do tkanek organizmu. Ten proces dyfuzji zachodzi w kapilarne łóżka .
Dyfuzja gazów zachodzi w roślinach w procesie fotosyntezy. snapgalleria/iStock/Getty Images Plus
Dyfuzja występuje również w komórki roślinne . Proces fotosynteza która występuje w roślinie odchodzi zależy od dyfuzji gazów. W fotosyntezie energia ze światła słonecznego, wody i dwutlenku węgla jest wykorzystywana do produkcji glukozy, tlenu i wody. Dwutlenek węgla dyfunduje z powietrza przez maleńkie pory w liściach roślin zwane szparki . Tlen wytwarzany w procesie fotosyntezy dyfunduje z rośliny przez aparaty szparkowe do atmosfery.
Ten obraz przedstawia ułatwioną dyfuzję glukozy przez błonę komórkową przez białko nośnikowe. ttsz/iStock/Getty Images Plus
W ułatwiona dyfuzja , większe cząsteczki, takie jak glukoza, nie mogą swobodnie dyfundować przez błony komórkowe. Cząsteczki te muszą poruszać się w dół gradientu stężeń za pomocą transportu białka . Kanały białkowe osadzone w błonach komórkowych mają otwory na zewnątrz komórki, które umożliwiają dopasowanie pewnych cząsteczek do środka. Jedynie cząsteczki o określonych cechach, takich jak określony rozmiar i kształt, mogą przechodzić z zewnątrz komórki do jej przestrzeni wewnątrzkomórkowej. Ponieważ proces ten nie wymaga energii, ułatwioną dyfuzję uważa się za transport pasywny.
Przykłady osmozy
Woda przemieszczająca się przez błony komórkowe roślin za pomocą osmozy pomaga przywrócić roślinie pozycję wyprostowaną. berkpixels/Getty Images
Przykłady osmozy w organizmie obejmują reabsorpcję wody przez kanaliki nefronowe w nerki i reabsorpcja płynu w tkance kapilary . W roślinach osmoza przejawia się w wchłanianiu wody przez zakład korzenie. Osmoza jest ważna dla stabilności roślin. Zwiędłe rośliny są wynikiem braku wody w roślinie wakuole . Wakuole pomagają zachować sztywność struktury roślin poprzez pochłanianie wody i wywieranie nacisku na roślinę ściany komórkowe . Woda przemieszczająca się przez błony komórkowe roślin za pomocą osmozy pomaga przywrócić roślinie pozycję wyprostowaną.