FormatieWetenschap

Concentratiegradiënt: het begrip formule. Vervoer van stoffen in biologische membranen

Wat is de concentratie? Algemeen gesproken is de verhouding van het volume van het materiaal en het aantal deeltjes daarin opgelost. Deze definitie is in de meest uiteenlopende takken van de wetenschap, uit de natuurkunde en wiskunde, eindigt filosofie. In dit geval is de kwestie van het gebruik van het begrip "concentratie" in de biologie en scheikunde.

helling

Vertaald uit het Latijn, betekent "kweken" of "lopen", dan is er een "wijzende vingers", die de richting aangeeft waarin elke waarde toeneemt. Als voorbeeld kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, de hoogte boven zeeniveau op verschillende punten van de aarde. Het (de hoogte van) de gradiënt in ieder punt op de kaart zal de vector van toenemende waarden van de steilste stijging bereiken vertonen.

In de wiskunde, verscheen de term pas in de late negentiende eeuw. Het werd geïntroduceerd door Maxwell en boden hun eigen symbolen van deze omvang. Natuurkundigen gebruiken dit concept om de elektrische en zwaartekrachtveld, de verandering van potentiële energie te beschrijven.

Niet alleen natuurkunde, maar ook andere wetenschappen gebruik maken van de term "verloop". Dit concept kan zowel kwalitatieve als kwantitatieve karakterisering van stoffen, bijvoorbeeld, concentratie of temperatuur weerspiegelen.

concentratiegradiënt

Wat is het verloop is nu bekend, en welke concentratie? Dit is een relatieve waarde, waarbij het gehalte van de stof in de oplossing aangeeft. Het kan worden afgetrokken als gewichtspercentage, moedervlekken of atomen in het gas (oplossing), de hoeveelheid van het geheel. Deze ruime keuze stelt ons in staat om vrijwel elke verhouding uit te drukken. En niet alleen in de natuurkunde en biologie, maar ook in de metafysische wetenschappen.

In het algemeen is de concentratiegradiënt is een vectorgrootheid, die ook kenmerkend de hoeveelheid en richting van de verandering van de stof in het medium.

definitie

Is het mogelijk om de concentratie gradiënt berekenen? Formule is bijzonder tussen elementaire inhoudelijke wijzigingen en trapt pad concentratie die moeten stof overwinnen om een evenwicht tussen de twee oplossingen. Mathematisch wordt dit uitgedrukt door de formule C = dC / dl.

De aanwezigheid van de concentratiegradiënt tussen de twee materialen is de reden voor hun menging. Als de deeltjes zich van een gebied met een hogere concentratie lager, dan heet diffusie, en als er onder hen een halfdoorlaatbare barrière - osmose.

actief transport

Actieve en passieve transport weerspiegelt het verkeer van stoffen over membranen of lagen van cellen van levende wezens: protozoa, planten, dieren en mensen. Dit proces vindt plaats met behulp van de thermische energie, omdat de overgang wordt uitgevoerd stoffen tegen een concentratiegradiënt van kleiner naar groter. De meest voor dergelijke interactie via adenosine trifosfaat of ATP - molecuul dat een veelzijdige energiebron 38 Joule.

Er zijn verschillende vormen van ATP, die zich op de membranen van cellen. De energie die erin wordt vrijgegeven wanneer de overdracht van stoffen door het zogenaamde moleculaire pompen. Deze poriën in de celwand die selectief absorberen en gepompt elektrolytionen. Bovendien is er een model van vervoer symport. In dit geval, tegelijkertijd vervoerde twee stoffen: de ene komt uit de cel, en de ander krijgt het. Dit bespaart energie.

vesiculair transport

Actief en passief transport omvat transport van stoffen in de vorm van belletjes of blaasjes, zodat de werkwijze respectievelijk wordt genoemd, vesiculair transport. Er zijn twee soorten:

  1. Endocytose. In dit geval worden luchtbellen gegenereerd door het celmembraan in zijn absorptieproces vaste stoffen of vloeistoffen. Vesicles kan glad zijn of randen. Deze wijze van voederen zijn eiwit bloedcellen en nierepitheel.
  2. Exocytose. Zoals de naam al doet vermoeden, is dit het omgekeerde van de vorige. Het heeft organellen binnen de cel (bijvoorbeeld, Golgi-apparaat), die "verpakt" substantie in de vesicles, en ze vervolgens via de uitgang membraan.

Passief transport: Diffusion

Verplaatsing van de concentratiegradiënt (van hoog naar laag) plaatsvindt zonder het gebruik van energie. Er zijn twee varianten van passief transport - is osmose en diffusie. De laatste is een eenvoudige en lichtgewicht.

Osmose belangrijkste verschil is dat het proces van het verplaatsen moleculen vindt plaats door het halfdoorlaatbare membraan. Een diffusie langs een concentratiegradiënt voorkomt in de cellen met een membraan met twee lagen van lipide moleculen. transportrichting hangt alleen af van het aantal stoffen aan beide zijden van het membraan. Op deze wijze worden de cellen binnendringen hydrofobe stoffen, polaire molecuul ureum en kunnen doordringen eiwitten, suikers, ionen en DNA.

Bij het diffusieproces de moleculen de neiging om het gehele beschikbare volume vult, en de concentratie te lijnen aan beide zijden van het membraan. Het gebeurt zo dat het membraan is ondoordringbaar of slecht doorlatende aan de stof. In dit geval beïnvloedt de osmotische krachten die zowel kan een dichtere barrière en uitrekken door de omvang van het pompkanaal.

gefaciliteerde diffusie

Wanneer de concentratiegradiënt niet volstaat om materiaal te vervoeren naar behulp van specifieke eiwitten. Ze liggen aan de celmembraan op dezelfde wijze als ATP moleculen. Dankzij hem kan zowel actieve als passieve vervoer.

Op deze wijze door het membraan zijn grote moleculen (proteïnen, DNA), polaire stoffen, die aminozuren en suikers, ionen omvatten. Dankzij de deelname van eiwitten transportsnelheid wordt verhoogd door meerdere malen vergeleken met de gebruikelijke diffusie. Maar deze versnelling is afhankelijk van verschillende factoren:

  • stof gradiënt binnen en buiten de cel;
  • hoeveelheid dragermoleculen;
  • rate bindende stof en drager;
  • ramp inwendige oppervlak van het celmembraan.

Desondanks wordt het transport uitgevoerd dankzij het werk van dragereiwitten en ATP energie in dit geval niet gebruikt.

De belangrijkste kenmerken die gefaciliteerde diffusie karakteriseren zijn:

  1. Snelle overdracht van stoffen.
  2. Selectiviteit transport.
  3. Verzadiging (bij alle eiwitten bezet).
  4. Concurrentie tussen stoffen (als gevolg van de affiniteit van het eiwit).
  5. Gevoeligheid voor bepaalde chemische stoffen - remmers.

osmose

Zoals hierboven vermeld, osmose - de beweging van stoffen langs de concentratiegradiënt over een semipermeabel membraan. De meest complete osmoseproces beschrijft Le Chatelier-Braun principe. Het zegt dat als een systeem in evenwicht is, invloed van de buitenkant, het zal de neiging om terug te keren in de oude staat. Eerste keer met osmose fenomeen aangetroffen in het midden van de achttiende eeuw, maar toen hij niet hechten veel belang. bestuderen het fenomeen begon pas honderd jaar later.

Het belangrijkste onderdeel van het verschijnsel van osmose is een semipermeabel membraan dat uit zichzelf laat alleen moleculen van een bepaalde diameter of eigenschappen. Bijvoorbeeld twee oplossingen met verschillende concentraties, de slagboom passeren alleen het oplosmiddel. Dit gaat door zolang de concentratie aan beide zijden van het membraan niet gelijk zal blijven.

Osmose speelt een belangrijke rol in de cel het leven. Dit fenomeen maakt het mogelijk om ze door te dringen alleen die stoffen die nodig zijn om het leven zijn. Rodebloedcelmembraan doorlatend is alleen voor water, zuurstof en voedingsstoffen, maar de eiwitten die binnen een rode bloedcellen worden gevormd, kan er niet uit.

osmose en vond praktische toepassing in het dagelijks leven. Zelfs zonder te beseffen, mensen in het proces van het pekelen gebruikte levensmiddelen is het principe van de beweging van de moleculen langs de concentratiegradiënt. Verzadigde zoutoplossing "uitgerekt" over al het water uit het product, waardoor ze langer worden bewaard.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 birmiss.com. Theme powered by WordPress.