Κλίση συγκέντρωσης: η έννοια του τύπου. Μεταφορά ουσιών σε βιολογικές μεμβράνες

Τι είναι η συγκέντρωση; Μιλώντας γενικά, η αναλογία είναι ο όγκος του υλικού και ο αριθμός των σωματιδίων διαλελυμένο εντός αυτού. Ο ορισμός αυτός βρίσκεται σε πολλούς διαφορετικούς κλάδους της επιστήμης, από τη φυσική και τα μαθηματικά, τελειώνει η φιλοσοφία. Στην περίπτωση αυτή, το ζήτημα της χρήσης της έννοιας της «συγκέντρωσης» στη βιολογία και τη χημεία.

κλίση

Μεταφράστηκε από τα λατινικά, σημαίνει «καλλιέργεια» ή «Περπατώντας», τότε υπάρχει μια «δείχνει το δάχτυλο», το οποίο δείχνει την κατεύθυνση προς την οποία οι αυξήσεις αξίας. Σαν ένα παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, το ύψος πάνω από τη στάθμη της θάλασσας σε διάφορα σημεία της Γης. Της (το ύψος του) η κλίση σε κάθε σημείο στο χάρτη θα δείξει τον φορέα της αύξουσες τιμές για να επιτευχθεί η πιο απότομη άνοδο.

Στα μαθηματικά, ο όρος εμφανίστηκε μόνο στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα. Εισήχθη από τον Maxwell και προσφέρει τα δικά τους σύμβολα αυτού του μεγέθους. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν αυτή την έννοια, για να περιγράψει το ηλεκτρικό και το βαρυτικό πεδίο, την αλλαγή της δυναμικής ενέργειας.

Δεν είναι μόνο φυσική, αλλά και άλλες επιστήμες χρησιμοποιούν τον όρο «κλίση». Αυτή η έννοια μπορεί να αντανακλά τόσο ποιοτικό και ποσοτικό χαρακτηρισμό των ουσιών, π.χ., συγκέντρωση ή τη θερμοκρασία.

βαθμίδα συγκέντρωσης

Ποια είναι η κλίση είναι πλέον γνωστή, και ποια η συγκέντρωση; Αυτό είναι μία σχετική τιμή, η οποία υποδεικνύει την αναλογία της ουσίας που περιέχεται στο διάλυμα. Μπορεί να αφαιρεθούν ως επί τοις εκατό κατά βάρος, κρεατοελιές ή άτομα στο αέριο (διάλυμα), το ποσοστό του συνόλου. Αυτό ευρεία επιλογή μας δίνει τη δυνατότητα να εκφράσουν ουσιαστικά οποιοδήποτε λόγο. Και όχι μόνο στη φυσική ή τη βιολογία, αλλά και στις μεταφυσικές επιστήμες.

Σε γενικές γραμμές, η βαθμίδα συγκέντρωσης είναι ένα διανυσματικό, η οποία χαρακτηρίζει επίσης το ποσό και την κατεύθυνση της αλλαγής της ουσίας στο μέσο.

ορισμός

Είναι δυνατόν να υπολογιστεί η βαθμίδα συγκέντρωσης; Formula είναι ιδιαίτερα μεταξύ των στοιχειωδών αλλαγές επί της ουσίας και μια μακρά διαδρομή της συγκέντρωσης που θα πρέπει να ξεπεραστεί η ουσία να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ των δύο διαλυμάτων. Από μαθηματική άποψη, αυτό εκφράζεται από τον τύπο C = dC / dl.

Η παρουσία της κλίσης συγκέντρωσης μεταξύ των δύο υλικών είναι ο λόγος για την ανάμιξη τους. Εάν τα σωματίδια κινούνται από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μία χαμηλότερη, τότε καλείται διάχυση, και αν μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα ημιπερατό φράγμα - όσμωση.

ενεργό μεταφορά

Ενεργή και παθητική μεταφορά αντανακλά την κυκλοφορία των ουσιών κατά μήκος των μεμβρανών ή στρώματα των κυττάρων των έμβιων όντων: πρωτόζωα, φυτά, ζώα και ανθρώπους. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα με τη χρήση της θερμικής ενέργειας, δεδομένου ότι η μετάβαση πραγματοποιείται ουσίες ενάντια σε μια βαθμίδωση συγκέντρωσης από μικρότερα σε μεγαλύτερα. Η πιο συχνά για μια τέτοια αλληλεπίδραση χρησιμοποιώντας τριφωσφορική αδενοσίνη ή ΑΤΡ - μόριο που είναι ένα ευέλικτο πηγή ενέργειας 38 Joule.

Υπάρχουν διάφορες μορφές της ΑΤΡ, τα οποία βρίσκονται επί των μεμβρανών των κυττάρων. Η ενέργεια που περιέχεται σε αυτά απελευθερώνεται όταν η μεταφορά των ουσιών μέσω των λεγόμενων μοριακές αντλίες. Αυτό πόρους στο κυτταρικό τοίχωμα που επιλεκτικά απορροφά και να αντληθεί ιόντα ηλεκτρολύτη. Επιπλέον, υπάρχει ένα μοντέλο μεταφοράς ως symport. Σε αυτήν την περίπτωση, την ίδια στιγμή που μεταφέρονται δύο ουσίες: το ένα βγαίνει από το κύτταρο, και ο άλλος παίρνει. Αυτό εξοικονομεί ενέργεια.

φυσαλιδώδη μεταφορών

Ενεργή και παθητική μεταφορά περιλαμβάνει τη μεταφορά ουσιών με τη μορφή φυσαλίδων ή κυστιδίων, έτσι η διαδικασία ονομάζεται, αντίστοιχα, φυσαλιδώδη μεταφορών. Υπάρχουν δύο είδη:

1. Ενδοκύττωση. Σε αυτήν την περίπτωση, οι φυσαλίδες που δημιουργούνται από την κυτταρική μεμβράνη σε στερεά διεργασία απορρόφησης του ή υγρά. Κυστίδια μπορεί να είναι ομαλή ή να έχουν άκρες. Αυτή η μέθοδος τροφοδοσίας είναι αυγού λευκά αιμοσφαίρια, και η νεφρική επιθήλιο.
2. Εξωκυπάρωσης. Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτό είναι το αντίστροφο της προηγούμενης. Έχει οργανίδια εντός του κυττάρου (π.χ., συσκευή Golgi), τα οποία είναι «συσκευάζονται» ουσία μέσα στα κυστίδια, και στη συνέχεια βγαίνουν μέσα από τη μεμβράνη.

Παθητική μεταφορά: Διάχυση

Κίνηση της κλίσης συγκέντρωσης (υψηλή προς χαμηλή) λαμβάνει χώρα χωρίς τη χρησιμοποίηση της ενέργειας. Υπάρχουν δύο παραλλαγές της παθητικής μεταφοράς - είναι όσμωση και διάχυσης. Το τελευταίο είναι ένα απλό και ελαφρύ.

Όσμωση κύρια διαφορά είναι ότι η διαδικασία της μετακίνησης μορίων λαμβάνει χώρα μέσω της ημιδιαπερατής μεμβράνης. Μία διάχυση κατά μήκος μιας βαθμίδωσης συγκέντρωσης λαμβάνει χώρα στα κύτταρα που έχουν μια μεμβράνη με δύο στρώσεις μορίων λιπιδίων. κατεύθυνση μεταφοράς εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των ουσιών και στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Με αυτόν τον τρόπο, τα κύτταρα διαπερνούν υδρόφοβες ουσίες, πολικό μόριο, ουρία, και δεν μπορεί να διεισδύσει πρωτεΐνες, σάκχαρα, ιόντα και DNA.

Κατά τη διαδικασία διάχυσης, τα μόρια τείνουν να γεμίσει όλο το διαθέσιμο όγκο, καθώς επίσης και για την ευθυγράμμιση της συγκέντρωσης στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Συμβαίνει έτσι ώστε η μεμβράνη είναι αδιαπέραστη ή ελάχιστα διαπερατό στην ουσία. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτό επηρεάζει τις οσμωτικές δυνάμεις που μπορούν και οι δύο κάνουν ένα πυκνότερο φραγμού και το τέντωμα, αυξάνοντας το μέγεθος του καναλιού άντλησης.

διευκόλυνε τη διάδοση

Όταν η βαθμίδα συγκέντρωσης δεν είναι επαρκής για τη μεταφορά υλικού προς την ενίσχυση των ειδικών πρωτεϊνών. Βρίσκονται επί της κυτταρικής μεμβράνης κατά τον ίδιο τρόπο ως μόρια ΑΤΡ. Χάρη σε αυτόν, μπορεί να είναι τόσο ενεργητική και παθητική μεταφορά.

Με αυτόν τον τρόπο, μέσω της μεμβράνης είναι μεγάλα μόρια (πρωτεΐνες, DNA), πολικές ουσίες, οι οποίες περιλαμβάνουν αμινοξέα και σάκχαρα, ιόντα. Χάρη στη συμμετοχή της ταχύτητας πρωτεΐνης μεταφοράς είναι αυξημένη κατά πολλές φορές σε σύγκριση με το συμβατικό διάχυσης. Αλλά αυτή η επιτάχυνση εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

• ουσία κλίση μέσα και έξω από το κύτταρο?
• ποσότητα μορίων φορέως?
• ουσίας και φορέα δεσμευτικό ποσοστό?
• ράμπα εσωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης.

Παρά το γεγονός αυτό, η μεταφορά πραγματοποιείται χάρη στο έργο των πρωτεϊνών φορέως, και της ενέργειας ΑΤΡ σε αυτή την περίπτωση δεν χρησιμοποιείται.

Τα κύρια χαρακτηριστικά που χαρακτηρίζουν διευκόλυνε τη διάδοση, είναι οι εξής:

1. Γρήγορη μεταφορά των ουσιών.
2. μεταφορών επιλεκτικότητα.
3. Κορεσμός (όταν όλες οι πρωτεΐνες κατεχόμενα).
4. Ο ανταγωνισμός μεταξύ των ουσιών (εξαιτίας της συγγένειας της πρωτεΐνης).
5. Ευαισθησία σε συγκεκριμένους χημικούς παράγοντες - αναστολείς.

ώσμωση

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, όσμωση - η κυκλοφορία των ουσιών κατά μήκος της διαβάθμισης συγκέντρωσης κατά μήκος μιας ημιπερατής μεμβράνης. Η πιο πλήρης διαδικασία ώσμωσης περιγράφει αρχή Le Chatelier-Braun. Λέει ότι αν ένα σύστημα είναι σε ισορροπία, η επιρροή από το εξωτερικό, θα τείνει να επιστρέψει στην προηγούμενη κατάστασή της. Πρώτη φορά με το φαινόμενο της όσμωσης που συναντώνται στη μέση του XVIII αιώνα, αλλά τότε δεν αποδίδουν μεγάλη σημασία. μελετήσει το φαινόμενο άρχισε μόλις εκατό χρόνια αργότερα.

Το πιο σημαντικό στοιχείο για το φαινόμενο της όσμωσης είναι μία ημιπερατή μεμβράνη που περνά μέσα από το ίδιο μόνο μόρια μιας ορισμένης διαμέτρου ή ιδιότητες. Για παράδειγμα, δύο διαλύματα με διαφορετικές συγκεντρώσεις, το φράγμα θα περάσει μέσα μόνο του διαλύτη. Αυτό θα συνεχιστεί όσο η συγκέντρωση και στις δύο πλευρές της μεμβράνης δεν θα είναι το ίδιο.

Ώσμωση διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των κυττάρων. Το φαινόμενο αυτό καθιστά δυνατό να διεισδύσει μόνο σε εκείνες τις ουσίες που είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής. Κόκκινο μεμβράνη των κυττάρων του αίματος είναι διαπερατή μόνο από το νερό, το οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, αλλά οι πρωτεΐνες οι οποίες σχηματίζονται στο εσωτερικό ενός ερυθρού αιμοσφαιρίου, δεν μπορεί να βγει.

όσμωση και βρήκε πρακτική εφαρμογή στην καθημερινή ζωή. Ακόμη και χωρίς να το συνειδητοποιούν, οι άνθρωποι στη διαδικασία της αλάτιση το φαγητό που χρησιμοποιείται είναι η αρχή της κίνησης των μορίων κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης. Κεκορεσμένο αλατόνερο «τεντωμένο» πάνω από όλο το νερό από το προϊόν, επιτρέποντας έτσι τους να αποθηκεύονται πλέον.