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浓度梯度:式的概念。 生物膜中的物质运输
什么是集中? 广义地说,该比率是材料的体积和溶解在其中的颗粒的数量。 这个定义是科学的最多样化的分支机构发现,从物理和数学,结束理念。 在这种情况下,采用“集中”的生物和化学概念的问题。
梯度
从拉丁语翻译,这意味着“生长”或“行走”,然后有一个“指向手指”,其指示方向,其中的任何值增加。 作为一个例子,可以使用,例如,在地球的不同点海拔高度。 它的(高度)在地图上的每个点的梯度将显示增加的值,以实现最陡的上升的矢量。
在数学中,长期仅出现于十九世纪末期。 它是由麦克斯韦介绍,并提出自己的这种规模的符号。 物理学家为了描述电场和引力场,势能的变化使用这个概念。
不仅物理学,而且其他科学使用术语“梯度”。 这个概念可以反映二者的物质的定性和定量表征,例如,浓度或温度。
浓度梯度
什么是梯度现在已经知道,什么浓度? 这是 一个相对值, 它指示包含在该溶液中的物质的比例。 可以扣除百分之通过在气体(溶液)的重量,摩尔或原子时,整体的比例。 这种广泛的选择使我们几乎表达任何比例。 不仅在物理和生物,而且在形而上的科学。
一般情况下,浓度梯度 矢量, 其还表征的量和在介质中的物质的变化的方向。
定义
是否有可能来计算浓度梯度? 配方是特别和物质的基本变化浓度必须克服的物质来实现两种解决方案之间的平衡的长路径之间。 在数学上,这是由式C = DC / dL表示。
两种材料之间的浓度梯度的存在是为他们的混合的原因。 如果颗粒从高浓度区域移动到一个较低的,那么它被称为扩散,并且如果它们之间有一个半透屏障 - 渗透。
主动转运
主动和被动转运反映物质跨膜或生物的细胞层的运动:原生动物,植物,动物和人类。 这个过程需要使用的热能的地方,由于过渡进行物质逆浓度梯度从较小到较大。 最常用于这种使用三磷酸腺苷或ATP相互作用 - 分子,其能量38焦耳的通用源。
有不同形式的ATP,分别位于细胞膜。 在其中所含的能量被释放时的物质通过所谓的分子泵的转移。 这孔在选择性地吸收和泵送电解质离子的细胞壁。 此外,还有运输为同向转运的典范。 在这种情况下,在同一时间它运两种物质:一个出来的细胞,另得到它。 这样可以节省能源。
囊泡转运
主动和被动运输包括输送物质中的气泡或泡囊的形式,因此该过程分别被称为,囊泡运输。 有两种:
- 内吞作用。 在这种情况下,气泡从细胞膜在其吸收过程固体或液体的生成。 囊泡可以是光滑的或具有边缘。 饲养的这种方法是鸡蛋白血细胞和肾上皮细胞。
- 胞吐作用。 正如它的名字所暗示的,这是前一个的倒数。 它在细胞内的细胞器(例如,高尔基体),其“压缩”物质进入泡囊,它们随后通过膜出来。
被动运输:扩散
发生的浓度梯度(高到低)的运动而无需使用能量。 有被动运输的两种变体 - 被渗透和扩散。 后者是一个简单的,重量轻。
渗透主要区别在于移动分子的过程中,通过半透膜进行。 沿着浓度梯度扩散发生在具有脂质分子的两个层的膜的细胞。 输送方向仅取决于物质的膜的两侧的数目。 以这种方式,所述细胞穿透的疏水性物质,极性分子,尿素,和不能渗透蛋白质,糖,离子和DNA。
在扩散过程中,分子趋于填满整个可用体积,以及对准浓度在膜的两侧上。 事实上,有在膜不渗透或可渗透的物质很差。 在这种情况下,它会影响渗透力,可以使两者更致密屏障,并通过提高泵送通道的大小拉伸它。
易化扩散
当浓度梯度不足以输送材料以特定蛋白质的帮助。 它们位于细胞膜以同样的方式作为ATP分子。 多亏了他,既可以是主动和被动运输。
以这种方式,通过该膜是大分子(蛋白质,DNA),极性物质,其中包括氨基酸和糖,离子。 与传统的扩散相比由于蛋白转运速度的参与增加了几倍。 但是,这种加速取决于以下几个因素:
- 细胞内和细胞外物质梯度;
- 载体分子的量;
- 率结合物质和载体;
- 斜坡细胞膜的内表面上。
尽管如此,运输进行感谢载体蛋白质的工作,在这种情况下,ATP能量不被使用。
表征促进扩散,主要特点是:
- 物质的快速传输。
- 选择性运输。
- 饱和度(当所有的蛋白质都被占用)。
- 物质之间的竞争(由于蛋白的亲和力)。
- 敏感性特定的化学剂 - 抑制剂。
渗透
如上所述,反渗透 - 沿着浓度梯度物质跨半透膜的运动。 最完整的渗透过程描述勒沙特列百灵原则。 它说,如果系统处于平衡状态,从外界的影响,它往往会恢复到以前的状态。 与渗透现象第一次在十八世纪中叶遇到过,但当时他并没有十分重视。 研究这一现象才开始一百年以后。
在渗透的现象的最重要的因素是,通过本身仅通过一定直径或性质的分子的半透膜。 例如,两种溶液具有不同浓度,屏障将通过仅溶剂。 这将继续,只要在膜两侧的浓度是不一样的。
渗透在细胞生命显著的作用。 这种现象使得可以将它们穿透只有那些维持生命所必需的物质。 红细胞膜可渗透仅于水,氧气和营养,但其红细胞内部形成的蛋白质,出不来。
渗透在日常生活中发现的实际应用。 甚至没有意识到这一点,人们在盐渍中使用的食物的过程是沿浓度梯度的分子运动的原理。 饱和盐水“捉襟见肘”在所有从产品的水,从而使他们能够被储存更长的时间。
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