Vad är diffusion?

Diffusion är molekylernas tendens att spridas för att uppta ett tillgängligt utrymme. Gaser och molekyler i en vätska har en tendens att diffundera från en mer koncentrerad miljö till en mindre koncentrerad miljö. Passiv transport är spridning av ämnen över ett membran. Det här är en spontan process och cellulär energi förbrukas inte. Molekyler kommer att flytta från var ett ämne är mer koncentrerat till där det är mindre koncentrerat. Diffusionshastigheten för olika substanser påverkas av membranpermeabiliteten. Till exempel diffunderar vatten fritt över cellmembran men andra molekyler kan inte. De måste hjälpa över cellmembranet genom en process som kallas underlättad diffusion.

Key Takeaways: Diffusion

Osmos är ett speciellt fall av passiv transport. Vatten diffunderar över ett halvgenomsläppligt membran som tillåter vissa molekyler att passera men inte andra.

Vid osmos bestämmes riktningen på vattenflödet genom koncentration av lösta ämnen. Vatten diffunderar från a hypotonisk (låg löslig koncentration) lösning till a hypertonisk (hög löst koncentration) lösning. I exemplet ovan rör sig vatten från vänster sida om det halvpermeabla membranet, där sockret koncentrationen är låg, till höger sida av membranet, där sockermolekylkoncentrationen är högre. Om molekylkoncentrationen var densamma på båda sidor av membranet, skulle vatten rinna lika (isostonic) mellan båda sidor av membranet.

Ett antal naturligt förekommande processer förlitar sig på diffusionen av molekyler. Andning involverar diffusion av gaser (syre och koldioxid) in och ut ur blod. I lungorkoldioxid diffunderar från blodet i luften vid lungalveoler. röda blodceller binda sedan syre som diffunderar från luften i blodet. Syre och andra näringsämnen i blodet transporteras till vävnader där gaser och näringsämnen utbyts. Koldioxid och avfall diffunderar från vävnad celler i blodet, medan syre, glukos och andra näringsämnen i blodet diffunderar i kroppens vävnader. Denna diffusionsprocess inträffar kl kapillärsängar.

Diffusion förekommer också i växtceller. Processen fotosyntes som förekommer i växten löv beror på diffusionen av gaser. Vid fotosyntes används energi från solljus, vatten och koldioxid för att producera glukos, syre och vatten. Koldioxid diffunderar från luften genom små porer i växtblad som kallas stomata. Syre som produceras genom fotosyntes diffunderar från växten genom stomaten in i atmosfären.

I underlättat diffusion, större molekyler såsom glukos, kan inte fritt diffundera över cellmembranen. Dessa molekyler måste flytta ner sin koncentrationsgradient med hjälp av transport proteiner. Proteinkanaler inbäddade i cellmembran har öppningar på utsidan av en cell som gör att vissa molekyler kan komma in. Endast molekyler med vissa egenskaper, såsom en viss storlek och form, får passera från utsidan av en cell till dess intracellulära utrymme. Eftersom denna process inte kräver energi, anses underlättad diffusion vara passiv transport.

Exempel på osmos i kroppen inkluderar reabsorption av vatten med nefronrör i njurar och reabsorptionen av vätska vid vävnaden kapillärer. I växter visas osmos i vattenabsorption av växt rötter. Osmos är viktig för växtstabilitet. Viltade växter är resultatet av brist på vatten i växten vakuoler. Vakuoler hjälper till att hålla växtstrukturerna styva genom att absorbera vatten och utöva tryck på växten cellväggar. Vatten som rör sig över växtcellmembran genom osmos hjälper till att återställa växten till en upprätt position.