Τι είναι η διάχυση;

Διάχυση είναι η τάση των μορίων να εξαπλωθούν ώστε να καταλαμβάνουν ένα διαθέσιμο χώρο. Τα αέρια και τα μόρια σε ένα υγρό έχουν την τάση να διαχέονται από ένα πιο συγκεντρωμένο περιβάλλον σε ένα λιγότερο συγκεντρωμένο περιβάλλον. Η παθητική μεταφορά είναι η διάχυση των ουσιών σε μια μεμβράνη. Αυτό είναι ένα αυθόρμητη διαδικασία και η κυτταρική ενέργεια δεν δαπανάται. Τα μόρια θα κινούνται από εκεί όπου η ουσία είναι περισσότερο συγκεντρωμένη σε εκεί όπου είναι λιγότερο συγκεντρωμένη. Ο ρυθμός διάχυσης για διάφορες ουσίες επηρεάζεται από τη διαπερατότητα της μεμβράνης. Για παράδειγμα, το νερό διαχέεται ελεύθερα κυτταρικές μεμβράνες αλλά άλλα μόρια δεν μπορούν. Πρέπει να βοηθηθούν στην κυτταρική μεμβράνη μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται διευκόλυνση της διάχυσης.

Βασικά μαγαζιά: Διάχυση

Ωσμωση είναι μια ειδική περίπτωση παθητικής μεταφοράς. Το νερό διαχέεται διαμέσου μιας ημιδιαπερατής μεμβράνης η οποία επιτρέπει τη διέλευση ορισμένων μορίων αλλά όχι και άλλων.

Κατά την όσμωση, η κατεύθυνση της ροής του ύδατος προσδιορίζεται από τη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας. Το νερό διαχέεται από το a υποτονικό (χαμηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας) σε α υπερτονικό (υψηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας). Στο παραπάνω παράδειγμα, το νερό μετακινείται από την αριστερή πλευρά της ημιδιαπερατής μεμβράνης, όπου βρίσκεται η ζάχαρη η συγκέντρωση είναι χαμηλή, στη δεξιά πλευρά της μεμβράνης, όπου η συγκέντρωση του μορίου του σακχάρου είναι πιο ψηλά. Εάν η συγκέντρωση του μορίου ήταν η ίδια στις δύο πλευρές της μεμβράνης, το νερό θα ρέει εξίσου (ισοτονική) μεταξύ των δύο πλευρών της μεμβράνης.

Ορισμένες φυσικά διεργασίες βασίζονται στη διάχυση μορίων. Αναπνοή περιλαμβάνει τη διάχυση αερίων (οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα) μέσα και έξω από την αίμα. Στο πνεύμονες, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από το αίμα στον αέρα στις πνευμονικές κυψελίδες. ερυθρά αιμοσφαίρια τότε συνδέστε το οξυγόνο που διαχέεται από τον αέρα στο αίμα. Το οξυγόνο και άλλα θρεπτικά συστατικά στο αίμα μεταφέρονται ιστούς όπου τα αέρια και τα θρεπτικά συστατικά ανταλλάσσονται. Το διοξείδιο του άνθρακα και τα απόβλητα διαχέονται από τον ιστό κυττάρων στο αίμα, ενώ το οξυγόνο, η γλυκόζη και άλλα θρεπτικά συστατικά στο αίμα διαχέονται στους ιστούς του σώματος. Αυτή η διαδικασία διάχυσης εμφανίζεται στο τριχοειδή κρεβάτια.

Η διάχυση εμφανίζεται επίσης στο φυτικά κύτταρα. Η διαδικασία του φωτοσύνθεση που συμβαίνει στο φυτό φύλλα εξαρτάται από τη διάχυση των αερίων. Στη φωτοσύνθεση, η ενέργεια από το ηλιακό φως, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή γλυκόζης, οξυγόνου και νερού. Το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από τον αέρα μέσα από μικροσκοπικούς πόρους στα φυτικά φύλλα που ονομάζονται stomata. Το οξυγόνο που παράγεται από τη φωτοσύνθεση διαχέεται από το φυτό μέσω των στοματών στην ατμόσφαιρα.

Σε διευκόλυνση της διάχυσης, μεγαλύτερα μόρια όπως η γλυκόζη, δεν μπορούν να διαχέονται ελεύθερα στις κυτταρικές μεμβράνες. Αυτά τα μόρια πρέπει να κινούνται προς τα κάτω τη βαθμίδα συγκέντρωσης τους με τη βοήθεια των μεταφορών πρωτεΐνες. Οι δίαυλοι πρωτεΐνης που είναι ενσωματωμένοι σε κυτταρικές μεμβράνες έχουν ανοίγματα προς τα έξω ενός κυττάρου που επιτρέπουν σε ορισμένα μόρια να χωρέσουν μέσα. Μόνο μόρια με ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως ένα ορισμένο μέγεθος και σχήμα, επιτρέπεται να διέρχονται από το εξωτερικό ενός κυττάρου στον ενδοκυτταρικό χώρο του. Δεδομένου ότι η διαδικασία αυτή δεν απαιτεί ενέργεια, η διευκόλυνση της διάχυσης θεωρείται παθητική μεταφορά.

Παραδείγματα όσμωσης στο σώμα περιλαμβάνουν την επαναπορρόφηση του νερού από τους σωλήνες νεφρών στο νεφρά και την επαναπορρόφηση του υγρού στον ιστό τριχοειδή. Στα φυτά, η όσμωση εμφανίζεται στην απορρόφηση νερού από το φυτό ρίζες. Η όσμωση είναι σημαντική για τη σταθερότητα των φυτών. Τα φυτεμένα φυτά είναι αποτέλεσμα της έλλειψης νερού στο φυτό κενοτόπια. Οι Vacuoles βοηθούν να διατηρούνται άκαμπτες οι δομές των φυτών απορροφώντας νερό και ασκώντας πίεση στο φυτό κυτταρικά τοιχώματα. Το νερό που μετακινείται μέσω των μεμβρανών φυτικών κυττάρων με όσμωση βοηθά στην αποκατάσταση της εγκατάστασης σε όρθια θέση.