Cuprins
Definitie
Un gradient de concentrație are loc atunci când ionii sau particule etichetate ca substanțe dizolvate începe să se miște de la o concentrație mai mare de particule într-o soluție pentru a reduce concentrația de particule. O membrană separă ambele regiuni una de cealaltă. Membrana care le separă poate fi fie o membrană permeabilă, o membrană semi-permeabilă, fie o membrană nepermeabilă. Aproape toate tipurile de particule și ioni pot trece cu ușurință prin stratul poros., Membrana semi-permeabilă oferă acces numai la particule specifice. În cele din urmă, membrana nepermeabilă nu permite ca atomii sau particulele să pătrundă prin ea.în biochimie, concentrația se referă la cantitatea de solut din soluție. În timp ce gradientul înseamnă, în general, creșterea sau scăderea continuă a unei variabile respective distanței.
Transport
există două fenomene de transport în biologie., Transportul pasiv nu necesită energie suplimentară, deoarece transportul particulelor de la intensități mai mari la intensități mai mici are loc de-a lungul gradientului de concentrație. Cu toate acestea, pentru a efectua transportul activ, energia chimică este necesară pentru deplasarea particulelor împotriva gradientului de concentrație de la densități mai mici la densități mai mari.
de Difuzie și gradientul de concentrație
Simplu de difuzie este un exemplu de transport pasiv., Unde particulele, atomii sau ionii se deplasează dintr-o zonă de concentrație mai mare în zona de concentrație mai mică prin asistența unui gradient de concentrație. Când echilibrul ajunge între cele două regiuni, mișcarea încetinește până la mișcarea naturală a particulelor. Acest proces se desfășoară în mod regulat între fluidul intercelular și partea exterioară a unei celule umane, schimbând atât produse utile, cât și deșeuri în același timp.
osmoza și gradientul de concentrație
osmoza este foarte asemănătoare cu difuzia, deoarece ambele implică mișcarea particulelor de-a lungul unui gradient de concentrație., Diferența reală este, care particulă se mișcă. În osmoză, solventul se deplasează prin membrană în timp ce în difuzie, solutul se deplasează prin membrană. Un gradient osmotic este o presiune care forțează particulele de solvent să treacă de la o concentrație mai mare la o concentrație mai mică. Deoarece o moleculă de apă este o moleculă polară, este nevoie de o proteină de transport pentru a călători prin membrană.nu este necesară energie chimică pentru a efectua acest proces, deoarece mișcarea este în jos.,
transportul activ și gradientul de concentrație
în transportul activ, moleculele călătoresc împotriva gradientului de concentrație. Mișcarea particulelor dintr-o zonă de concentrație mai mare într-o regiune de concentrație mai mică necesită energie chimică. Transportul activ primar, cum ar fi adenozin trifosfatul, necesită energie chimică. Un transport secundar activ utilizează atât gradientul electric, cât și cel chimic. Un gradient electrochimic este gradientul unui ion care se dezamorsează în celulă care trece printr-o membrană celulară. Difuzia ionilor afectează potențialul electric al membranei celulare., Dacă a apărut un gradient de încărcare, particulele încărcate urmează apoi o mișcare de coborâre.
Exemple de gradientul de concentrație
de Sodiu symport pompa
Aceasta pompa foloseste o de sodiu/potasiu gradient pentru a muta glucoza și sodiu. Glucoza este relativ greu de condus în comparație cu atomii mici de sodiu, care se deplasează adesea împotriva gradientului de concentrație., Pentru a rezolva această problemă, unele celule cuplează mișcarea glucozei cu mișcarea potasiu luând asistență de la o anumită proteină care va permite atomul de sodiu să călătorească numai dacă poartă o moleculă de glucoză cu ea.gradientul de protoni, de asemenea, identificat ca formele de gradient H+ datorită diferenței de concentrație de protoni între laturile interne și externe ale unei membrane. Transportul protonilor prin membrană printr-o proteină numită pompă de protoni creează un gradient de protoni., Pompa de protoni transportă protonii în spațiul inter-membrană, formând mitocondriile, rezultând un număr crescut de protoni în exterior. Construind astfel un gradient de protoni peste membrana biologică.
respirație
gazele implică, de asemenea, în gradient de concentrație similar cu particulele dizolvate în diferite lichide. Oamenii și alte organisme vii obțin oxigen din plămâni / branhii, deoarece oxigenul respectă, de asemenea, legea gradientului de concentrație. Plămânii conțin Alveole în care aerul este prins atunci când respirăm., De îndată ce inhalăm aerul, oxigenul difuzează în sângele nostru de-a lungul gradientului de concentrație. Există capilare peste fiecare alveol, care transportă sânge deoxigenat, ceea ce accelerează procesul de difuzie.
Exemple de zi cu zi a gradientului de concentrare
ori de câte ori utilizați un spray de cameră, îl pulverizați doar pe o parte a camerei. Cu toate acestea, după un timp, mirosul se răspândește în întreaga cameră prin difuzie de-a lungul gradientului de concentrație., Diferența de concentrație a parfumului în întreaga cameră creează un gradient de concentrație, care mută particulele de la o intensitate mai mare la o intensitate mai mică, stabilind în cele din urmă echilibrul în întreaga cameră.
Întrebări frecvente
concluzie
o concentrație inegală de particule între două zone creează un gradient de concentrație care deplasează particulele din regiunea de densitate mai mare în zona de densitate mai mică. Gradientul de concentrare joacă un rol vital în stabilirea și menținerea echilibrului în organismele vii., În afară de speciile vii gradient de concentrare, de asemenea, ajută la gestionarea regulilor și reglementărilor naturii. Fără prezența unui gradient de concentrare, sunt imposibil de realizat diverse necesități de bază ale vieții, de la oxigen la transportul energiei în organism.