Kecerunan kepekatan: konsep formula. Pengangkutan bahan dalam membran biologi

Apakah tumpuan? Bercakap secara umum, nisbah adalah jumlah bahan dan bilangan zarah terlarut di dalamnya. Definisi ini terdapat dalam yang paling pelbagai cabang sains, fizik dan matematik, berakhir falsafah. Dalam kes ini, persoalan penggunaan konsep "kepekatan" dalam biologi dan kimia.

kecerunan

Diterjemahkan dari Latin, ia bermaksud "membesar" atau "Berjalan", maka ada "jari menunjuk", yang menunjukkan arah di mana sebarang kenaikan nilai. Sebagai contoh, boleh digunakan, sebagai contoh, ketinggian di atas paras laut di tempat-tempat yang berbeza di permukaan bumi. (Ketinggian) Its kecerunan di setiap titik pada peta akan menunjukkan vektor meningkatkan nilai untuk mencapai kenaikan curam.

Dalam matematik, istilah hanya muncul pada abad kesembilan belas lewat. Ia telah diperkenalkan oleh Maxwell dan ditawarkan simbol mereka sendiri sebesar ini. Ahli fizik menggunakan konsep ini untuk menerangkan medan elektrik dan graviti, perubahan tenaga keupayaan.

Bukan sahaja fizik, tetapi juga ilmu-ilmu lain menggunakan istilah "gradient". Konsep ini boleh mencerminkan pencirian kualitatif dan kuantitatif bahan, misalnya, kepekatan atau suhu.

kecerunan kepekatan

Apa yang kecerunan kini dikenali, dan apa tumpuan? Ini adalah nilai relatif, yang menunjukkan bahagian bahan yang terkandung dalam penyelesaian. Ia boleh ditolak sebagai peratus berat, tahi lalat atau atom dalam gas (penyelesaian), bahagian keseluruhan. Pilihan luas ini membolehkan kami untuk menyatakan hampir mana-mana nisbah. Dan bukan sahaja dalam fizik atau biologi, tetapi juga dalam bidang sains metafizik.

Secara umum, kecerunan kepekatan adalah kuantiti vektor, yang turut menyifatkan jumlah dan arah perubahan bahan dalam medium.

definisi

Adakah mungkin untuk mengira kecerunan kepekatan? Formula ia amat antara perubahan asas bahan dan jalan yang panjang kepekatan yang akan perlu untuk mengatasi bahan untuk mencapai keseimbangan antara kedua-dua penyelesaian. Secara matematik, ini dinyatakan oleh formula C = dC / dl.

Kehadiran kecerunan kepekatan di antara dua bahan adalah sebab untuk pencampuran mereka. Jika zarah bergerak dari suatu kawasan yang mempunyai kepekatan yang lebih tinggi kepada yang lebih rendah, maka ia dipanggil penyebaran, dan jika di antara mereka ada halangan semipermeable - osmosis.

pengangkutan aktif

Pengangkutan aktif dan pasif mencerminkan pergerakan bahan merentasi membran atau lapisan sel-sel makhluk hidup: protozoa, tumbuh-tumbuhan, haiwan dan manusia. Proses ini berlaku menggunakan tenaga haba, kerana peralihan dilakukan bahan terhadap kecerunan kepekatan dari kecil kepada lebih besar. Yang paling kerap bagi apa-apa interaksi menggunakan adenosina trifosfat atau ATP - molekul yang merupakan sumber serba tenaga 38 Joule.

Terdapat pelbagai bentuk ATP, yang terletak pada membran sel. Tenaga yang terkandung di dalamnya dilepaskan apabila pemindahan bahan-bahan melalui pam yang dipanggil molekul. Ini liang dalam dinding sel yang terpilih menyerap dan dipam ion elektrolit. Di samping itu, terdapat satu model pengangkutan sebagai symport. Dalam kes ini, pada masa yang sama ia diangkut dua bahan: satu keluar dari sel, dan yang lain mendapat ia. Ini menjimatkan tenaga.

pengangkutan Stomatitis

Pengangkutan aktif dan pasif termasuk mengangkut bahan-bahan dalam bentuk buih-buih atau vesikel, jadi proses yang dipanggil, masing-masing, pengangkutan Stomatitis. Terdapat dua jenis:

1. Endocytosis. Dalam kes ini, buih dihasilkan dari membran sel dalam pepejal proses penyerapan atau cecair itu. Vesikel boleh licin atau mempunyai tepi. Kaedah makan adalah sel-sel darah putih telur, dan epitelium renal.
2. Exocytosis. Seperti namanya, ini adalah terbalik daripada yang sebelumnya. Ia mempunyai organel dalam sel (mis, radas Golgi), yang "dibungkus" bahan ke dalam vesikel, dan mereka kemudiannya keluar melalui membran.

pengangkutan pasif: Diffusion

Pergerakan kecerunan kepekatan (tinggi hingga rendah) berlaku tanpa menggunakan tenaga. Terdapat dua varian pengangkutan pasif - adalah osmosis dan penyebaran. Yang terakhir adalah mudah dan ringan.

Osmosis Perbezaan utama adalah bahawa proses molekul bergerak berlaku melalui membran separa telap. A penyebaran sepanjang kecerunan kepekatan berlaku dalam sel-sel mempunyai membran dengan dua lapisan molekul lipid. arah pengangkutan hanya bergantung kepada jumlah bahan-bahan di kedua-dua membran. Dengan cara ini, sel-sel menembusi bahan hidrofobik, molekul polar, urea, dan tidak boleh menembusi protein, gula, ion dan DNA.

Dalam proses penyebaran, molekul cenderung untuk mengisi jumlah keseluruhan yang ada, dan juga untuk menyelaraskan kepekatan kedua-dua belah membran. Secara kebetulan membran adalah telap atau tidak telap kepada bahan. Dalam kes ini, ia memberi kesan kepada kuasa-kuasa osmotik yang kedua-duanya boleh membuat halangan yang lebih padat dan menghulurkannya dengan meningkatkan saiz saluran mengepam.

penyebaran difasilitasi

Apabila kecerunan kepekatan tidak cukup untuk mengangkut bahan ke bantuan protein tertentu. Mereka terletak di membran sel dengan cara yang sama seperti molekul ATP. Terima kasih kepada beliau, boleh menjadi kedua-dua pengangkutan aktif dan pasif.

Dengan cara ini, melalui membran adalah molekul besar (protein, DNA), bahan-bahan kutub, termasuk asid amino dan gula, ion. Terima kasih kepada penyertaan kelajuan pengangkutan protein meningkat sebanyak beberapa kali berbanding dengan penyebaran konvensional. Tetapi pecutan ini bergantung kepada beberapa faktor:

• bahan kecerunan dalam dan di luar sel;
• jumlah molekul pengangkut;
• Kadar bahan dan pembawa mengikat;
• tanjakan permukaan dalam membran sel.

Walaupun begitu, pengangkutan dijalankan terima kasih kepada kerja-kerja protein pembawa, dan tenaga ATP dalam kes ini tidak digunakan.

Ciri-ciri utama yang mencirikan penyebaran dipermudahkan, adalah:

1. pemindahan cepat bahan.
2. pengangkutan pemilihan.
3. Tepu (apabila semua protein diduduki).
4. Persaingan antara bahan-bahan (disebabkan pertalian protein).
5. Kepekaan kepada bahan kimia tertentu - inhibitor.

osmosis

Seperti yang dinyatakan di atas, osmosis - pergerakan bahan sepanjang kecerunan kepekatan merentasi membran separa telap. Proses osmosis yang paling lengkap menerangkan Le Chatelier-Braun prinsip. Ia mengatakan bahawa jika sistem yang berada dalam keseimbangan, pengaruh dari luar, ia akan cenderung untuk kembali kepada keadaannya yang asal. Pertama masa dengan fenomena osmosis temui di pertengahan abad XVIII, tetapi kemudian dia tidak melampirkan kepentingan banyak. mengkaji fenomena yang bermula hanya seratus tahun kemudian.

Elemen paling penting dalam fenomena osmosis adalah membran separa telap yang melalui pemenjaraan sahaja molekul diameter atau sifat-sifat tertentu. Sebagai contoh, dua penyelesaian dengan kepekatan yang berbeza, halangan akan melalui hanya pelarut. Ini akan berterusan selagi tumpuan pada kedua-dua belah membran tidak akan sama.

Osmosis memainkan peranan penting dalam kehidupan sel. Fenomena ini membolehkan untuk menembusi mereka hanya untuk bahan-bahan yang diperlukan untuk mengekalkan kehidupan. Red membran sel darah telap sahaja untuk air, oksigen dan nutrien, tetapi protein yang terbentuk di dalam sel darah merah, tidak boleh keluar.

osmosis dan aplikasi praktikal dijumpai di dalam kehidupan seharian. Walaupun tanpa disedari, orang dalam proses brining makanan yang digunakan adalah prinsip gerakan molekul sepanjang kecerunan kepekatan. masin tepu "menghulurkan" atas segala air dari produk, dengan itu membolehkan mereka untuk disimpan lebih lama.