Mikä on diffuusio?

diffuusio on molekyylien taipumus levitä levittäytymään käytettävissä olevan tilan varaamiseksi. Nesteessä olevilla kaasuilla ja molekyyleillä on taipumus diffundoitua keskittyneemmästä ympäristöstä vähemmän konsentroituneeseen ympäristöön. Passiivinen kuljetus on aineiden diffuusio kalvon läpi. Tämä on spontaani prosessi ja solun energiaa ei kuluteta. Molekyylit siirtyvät sinne, missä aine on väkevöity, mihin se on vähemmän konsentroitunut. Kalvojen läpäisevyys vaikuttaa erilaisten aineiden diffuusionopeuteen. Esimerkiksi vesi leviää vapaasti poikki solukalvoja mutta muut molekyylit eivät voi. Niitä on autettava solukalvon läpi prosessilla, jota kutsutaan helpotetuksi diffuusioksi.

Avainkortit: diffuusio

Osmosis on passiivisen kuljetuksen erityistapaus. Vesi leviää puoliläpäisevän kalvon läpi, mikä antaa joidenkin molekyylien kulkea, mutta ei muiden.

Osmoosissa veden virtaussuunta määritetään liuenneen pitoisuuden perusteella. Vesi leviää a hypotoninen (alhaisen liuenneen pitoisuuden) liuos a hypertoninen (korkea liuennut pitoisuus) liuos. Yllä olevassa esimerkissä vesi siirtyy puoliläpäisevän kalvon vasemmalta puolelta, missä sokeri pitoisuus on alhainen, kalvon oikealle puolelle, missä sokerimolekyylin pitoisuus on korkeampi. Jos molekyylin pitoisuus olisi sama kalvon molemmilla puolilla, vesi virtaisi tasaisesti (isostonic) kalvon molemmin puolin.

Useat luonnossa esiintyvät prosessit riippuvat molekyylien diffuusiosta. hengitys sisältää kaasujen (hapen ja hiilidioksidin) diffuusion kaasuun ja siitä veri. vuonna keuhkot, hiilidioksidi leviää verestä ilmaan keuhkoalveoleissa. punasolut sitoo sitten happea, joka diffundoi ilmasta vereen. Veren happea ja muita ravintoaineita kuljetetaan kudokset missä kaasut ja ravinteet vaihdetaan. Hiilidioksidi ja jätteet leviävät kudoksesta solut vereen, kun taas veren happi, glukoosi ja muut ravintoaineet leviävät kehon kudoksiin. Tämä diffuusioprosessi tapahtuu kapillaarisängyt.

Diffuusio tapahtuu myös kasvisolut. Prosessi fotosynteesi jota tapahtuu kasvissa lehdet riippuu kaasujen diffuusiosta. Fotosynteesissä auringonvalosta, vedestä ja hiilidioksidista saatua energiaa käytetään glukoosin, hapen ja veden tuottamiseen. Hiilidioksidi leviää ilmasta pienten huokosien kautta kasvien lehdissä, joita kutsutaan stomata. Fotosynteesin tuottama happi leviää kasvista stomaatan kautta ilmakehään.

Sisään helpotettu diffuusioSuuremmat molekyylit, kuten glukoosi, eivät voi diffundoitua vapaasti solukalvojen läpi. Näiden molekyylien on liikuttava konsentraatiogradienttiaan kuljetuksen avulla proteiineja. Solukalvoihin upotetut proteiinikanavat ovat aukot solun ulkopuolelle, joiden avulla tietyt molekyylit mahtuvat sisälle. Vain molekyylit, joilla on tietyt ominaisuudet, kuten tietty koko ja muoto, saavat kulkea solun ulkopuolelta solun sisäiseen tilaan. Koska tämä prosessi ei vaadi energiaa, helpotettua diffuusiota pidetään passiivisena kuljetuksena.

Esimerkkeihin kehon osmoosista sisältyvät veden imeytyminen uudelleen nefroniputkiin munuaiset ja nesteen imeytymisen kudokseen kapillaareja. Kasveissa osmoosi esiintyy veden imeytymisessä tehdas juuret. Osmoosi on tärkeä kasvien vakaudelle. Kuihtuneet kasvit ovat seurausta veden puutteesta kasveissa vacuoles. Vacuulit pitävät kasvien rakenteet jäykinä absorboimalla vettä ja painostamalla kasveja soluseinät. Vesi, joka liikkuu kasvisolujen kalvojen läpi osmoosilla, auttaa palauttamaan kasvin pystyyn pystyasentoon.