Koncentriĝo gradiento: la koncepto de formulo. Transporto de substancoj en biologiaj membranoj

Kio estas koncentriĝo? Parolante en ĝeneralaj linioj, la rilatumo estas la volumeno de materialo kaj la kvanto de partikloj solvita en ĝi. Tiu difino estas trovita en la plej diversaj branĉoj de la scienco, de fiziko kaj matematiko, finante filozofio. En ĉi tiu kazo, la demando de la uzo de la koncepto de "koncentriĝo" en biologio kaj kemio.

gradiento

Tradukita de la latina, ĝi signifas "kreskanta" aŭ "Walking", tiam estas "indikante fingro", kiu indikas la direkton en kiu ajn valoro pliigas. Kiel ekzemplo, povas esti uzita, ekzemple, la alto super marnivelo ĉe malsamaj punktoj de la Tero. Lia (la alteco de) la gradiento en ĉiu punkto sur la mapo montros la vector de kreskanta valoroj por atingi la plej kruta levas.

En matematiko, la termino aperis nur en la malfrua deknaŭa jarcento. Estis enkondukita de Maxwell kaj oferis siajn proprajn simbolojn de ĉi tiu grando. Fizikistoj uzi tiun koncepton por priskribi la elektra kaj gravita kampo, la ŝanĝo de potenciala energio.

Ne nur fiziko, sed ankaŭ aliaj sciencoj uzas la terminon "gradiento". Tiu koncepto povas reflekti ambaŭ kvalitaj kaj kvantaj karakterizado de substancoj, ekz-e, koncentriĝo aŭ temperaturo.

koncentriĝo gradiento

Kio estas la gradiento estas nun konataj, kaj kio koncentriĝo? Jen parenco valoro, kiu indikas la proporcion de la substanco enhavita en la solvo. Ĝi povas esti subtrahita kiel procento de pezo, moloj aŭ atomoj en la gaso (solvo), la proporcio de la tuta. Tiu larĝa elekto ebligas nin esprimi preskaŭ ajna proporcio. Kaj ne nur en fiziko aŭ biologio, sed ankaŭ en la metafizikaj sciencoj.

Ĝenerale, la koncentriĝo gradiento estas vektora kvanto, kiu ankaŭ karakterizas la kvanto kaj direkto de ŝanĝo de la substanco en la duona.

difinon

Ĉu eblas kalkuli la koncentriĝo gradiento? Formulo estas aparte inter elementaj ŝanĝoj de substanco kaj longa vojo de koncentriĝo kiu devos superi la substanco por atingi ekvilibron inter la du solvoj. Matematike, ĉi tio estas esprimita per la formulo C = pK / dl.

La ĉeesto de la koncentriĝo gradiento inter ambaŭ materialoj estas la kialo de ilia miksanta. Se la eroj movi de regiono de alta koncentriĝo al pli malalta, tiam ĝi estas nomata disvastigo, kaj se inter ili estas semipermeable baro - osmozo.

aktiva transporto

Aktiva kaj pasiva transporto reflektas la movadon de substancoj trans membranoj aŭ tavoloj de ĉeloj de vivantaj estaĵoj: protozooj, plantoj, bestoj kaj homoj. Tiu procezo okazas per la termika energio, ĉar la transiro estas farita substancoj kontraŭ koncentriĝo gradiento de pli malgranda al granda. La plej ofte por tia interagado uzanta adenosina trifosfato aŭ ATP - molekulo kiu estas versátil fonto de energio 38 Joule.

Ekzistas malsamaj formoj de ATP, kiu estas lokitaj en la membranoj de ĉeloj. La energio enhavita en ili estas liberigita kiam la transigo de substancoj tra la tn molekula bombojn. Ĉi poroj en la ĉela muro kiu selectivamente sorbas kaj pumpita electrolito jonoj. Krome, estas modelo de transporto kiel symport. En ĉi tiu kazo, al la sama tempo ĝi transportas du substancoj: unu venas el la ĉelo, kaj la alia ricevas ĝin. Ĉi ŝparas energion.

vesicular transporto

Aktiva kaj pasiva transporto inkludas transporti substancoj en formo de bobeloj aŭ veziketoj, tiel la procezo nomiĝas respektive vesicular transporto. Estas du specoj:

1. Endocitosis. En ĉi tiu kazo, bobeloj generas de la ĉela membrano en lia absorción procezo solidoj aŭ likvaĵoj. Veziketoj povas esti glata aŭ havas randojn. Tiu metodo de nutrado estas ovo leŭkocitoj kaj rena epitelio.
2. Exocytosis. Kiel la nomo sugestas, ĉi tiu estas la inverso de la antaŭa. Ĝi havas orgánulos ene de la ĉelo (ekz, aparato de Golgi), kiuj estas "pakitaj" substanco en la veziketoj, kaj ili poste eliras tra la membrano.

Pasiva transporto: Disvastigo

Movado de la koncentriĝo gradiento (alta al malalta) okazas sen la uzo de energio. Ekzistas du variantoj de pasiva transporto - estas osmosis kaj disvastigo. Tiu lasta estas simpla kaj malpeza.

Osmosis ĉefa diferenco estas ke la procezo de movado de molekuloj okazas tra la membrano semipermeable. Al disvastigo laŭ koncentriĝo gradiento okazas en la ĉeloj havas membranon kun du tavoloj de lipidoj molekuloj. transporto direkto dependas nur de la nombro de substancoj sur ambaŭ flankoj de la membrano. En ĉi tiu maniero, la ĉeloj penetri hidrofoba substancoj, polusa molekulo, ureo, kaj ne povas penetri la proteinoj, sukeroj, jonoj kaj DNA.

En la disvastigo procezo, la molekuloj emas plenigi la tutan havebla volumo, tiel kiel por vicigi la koncentriĝo sur ambaŭ flankoj de la membrano. Ĝi tiel okazas ke la membrano estas impermeable aŭ malbone trapenetrebla por la substanco. En ĉi tiu kazo, ĝi influas la osmótica fortojn kiu povas ambaŭ fari pli densa baro kaj etendu gxin pliigante la grandeco de la bombasto kanalon.

faciligita difuzo

Kiam la koncentriĝo gradiento estas sufiĉa por transporti materialon al la helpo de specifaj proteinoj. Estas lokitaj en la ĉela membrano same kiel ATP molekulojn. Danke al li, povas esti ambaŭ aktiva kaj pasiva transporto.

Tiel, tra la membrano estas grandaj molekuloj (proteinoj, DNA), polusa substancojn, kiuj inkluzivas aminoacidoj kaj sukeroj, jonoj. Danke al la partopreno de proteino transporto rapido pliigas por plurfoje komparis kun la konvencia disvastigo. Sed ĉi akcelo dependas de pluraj faktoroj:

• substanco gradiento en kaj ekster la ĉelo;
• kvanto de portanto molekuloj;
• indico liganta substanco kaj portanto;
• ramplo interna surfaco de la ĉela membrano.

Malgraŭ tio, la transporto estas efektivigita danke al la laboro de la portanto proteinojn, kaj ATP energio en ĉi tiu kazo ne estas uzata.

La ĉefaj trajtoj kiuj karakterizas faciligita difuzo, estas:

1. Rapida transdono de substancoj.
2. Selectividad transporto.
3. Saturado (kiam ĉiuj proteinoj estas okupita).
4. Konkurado inter substancoj (pro la afineco de la proteino).
5. Sentkapablo al specifaj kemiaj agentoj - inhibidores.

osmosis

Kiel menciita sur, osmozo - la movado de substancoj laŭ la koncentriĝo gradiento trans membrano semipermeable. La plej kompleta osmosis procezo priskribas Lin Châtelier-Braun principo. Ĝi diras ke se sistemo estas en ekvilibro, influo de ekstere, ĝi emas reveni al la antaŭa stato. Unua tempon kun osmosis fenomeno renkontis en la mezo de la jarcento jarcento, sed tiam li ne ligi da graveco. studi la fenomeno komencis nur cent jarojn poste.

La plej grava elemento en la fenomeno de osmozo estas membrano semipermeable kiu sekvinbero tra mem nur molekuloj de certa diametro aŭ ecoj. Ekzemple, du solvoj kun malsamaj koncentriĝoj, la baro trairos nur la solida. Ĉi daŭrigos dum la koncentriĝo sur ambaŭ flankoj de la membrano ne estos la sama.

Osmosis ludas signifan rolon en ĉela vivo. Tiu fenomeno ebligas penetri ilin nur al tiuj substancoj kiuj estas necesaj por subteni vivon. Ruĝa globulo membrano estas trapenetrebla nur akvo, oksigeno kaj nutrientes, sed la proteinojn kiuj formiĝas ene de ruĝaj globuloj, ne povas eliri.

osmosis kaj trovis praktikan aplikon en ĉiutaga vivo. Eĉ sen rimarki, homoj en la procezo de brining la manĝaĵo uzita estas la principo de movado de la molekuloj laŭ la koncentriĝo gradiento. Saturita sala "etendis" super ĉiuj de la akvo de la produkto, tiel permesante al ili esti stokita pli longe.