Концентрација градијент: концепт формуле. Превоз супстанци у биолошким мембранама

Шта је концентрација? Говорећи широко, однос је обим материјала и број честица растворених у њима. Ова дефиниција се налази у најразличитијим гранама науке, из физике и математике, завршавају филозофију. У том случају, питање употребе концепта "концентрације" из биологије и хемије.

градијент

Преведено са латинског, то значи "расте" или "Валкинг", онда је то "указује прст", што указује на смер у којем је било повећава вредност. Као пример, могу да се користе, на пример, на надморску висину на различитим тачкама на Земљи. Његова (висина) градијент у свакој тачки на карти ће показати вектор повећања вредности за постизање најоштрији раст.

У математици, термин појавио тек крајем КСИКС века. Уведен је Маквелл и понудио своје симболе ове величине. Физичари користе овај концепт како би се описала поље електричне и гравитационо, промене потенцијалне енергије.

Не само физика, али и друге науке користе термин "градиент". Овај концепт може одражавати и квалитативних и квантитативних карактеризацију супстанци, нпр концентрацију или температуре.

koncentracija градиент

Шта је нагиб је сада познато, а шта концентрација? Ово је релативна вредност, која показује однос супстанце садржане у раствору. Може се одбити као проценат по тежини, младежа или атома у бензинске (солутион), проценат целине. Овај велики избор нам омогућава да практично показала ни однос. И не само у физици или биологији, али и метафизичких наукама.

Уопштено, градијент концентрација је количина вектор, који такође карактерише количину и смер промене супстанце у медијуму.

дефиниција

Да ли је могуће израчунати концентрациони градијент? Формула је нарочито између основне промене супстанце и дугом путу концентрације која ће морати да превазиђе суштину да се постигне равнотежа између два решења. Математички, ово се изражава формулом Ц = ДЦ / дл.

Присуство концентрационог градијента између два материјала је разлог њиховог мешања. Ако честице крећу од региона већу концентрацију на нижем, онда се зове дифузију, а ако међу њима постоји Полупропустљива преграда - осмоза.

активни транспорт

Активна и пасивна транспорта одражава кретање материја преко мембране или слојева ћелија живих бића: протозоа, биљака, животиња и људи. Овај процес се одвија помоћу топлотну енергију, јер прелаз изводи супстанце против концентрационог градијента од мањег ка већи. Најчешће за такву интеракцију користећи аденозин трифосфат или АТП - молекул који представља свестран извор енергије 38 Јоуле.

Постоје различити облици АТП, који се налазе на мембране ћелија. Енергија садржана у њима се ослобађа када се пренос супстанци кроз молекуларне пумпе тзв. Овај поре у ћелијском зиду која селективно апсорбују и пумпаном електролита јони. Поред тога, постоји модел транспорта као симпорт. У овом случају, у исто време транспортује две супстанце: једна излази из ћелије, а други је добије. То штеди енергију.

Кесичаст саобраћај

Активна и пасивна транспорта обухвата превози супстанце у облику мехурића или везикула, тако да процес назива, респективно, весзикуларног транспорт. Постоје две врсте:

1. Ендоцитоза. У овом случају, мехурићи исхода из ћелијске мембране у процесу апсорпције чврсти или течни. Везикула може бити глатка или имају ивице. Овај метод исхране су јајних бела крвна зрнца, и бубрежне епитела.
2. Егзоцитозу. Као што име сугерира, ово је инверзна претходног. Има органеле унутар ћелије (нпр Голги аппаратус), која се "пакују" материја у мехурићи, а они потом излазе кроз мембрану.

Пасивна транспорта: дифузије

Кретање концентрационог градијента (висока до ниска) јавља без употребе енергије. Постоје две варијанте пасивне транспорта - је осмоза и дифузија. Ово последње је једноставан и лаган.

Осмоза главна разлика је да процес покретних молекула одвија кроз полупропустљивој мембрану. Дифузију дуж концентрационог градијента јавља у ћелијама имају мембрану са два слоја молекула липида. транспорт правац зависи само од броја супстанци са обе стране мембране. На овај начин, ћелије продиру хидрофобне супстанце, поларни молекул, урее, и не могу продрети протеине, шећери, јона и ДНК.

У процесу дифузије, молекули имају тенденцију да попуни цео доступан звука, као и да усклади концентрација на обе стране мембране. Десило се да је мембрана непропустљив или слабо пропустљив за супстанцу. У овом случају, то утиче на осмотски снаге које могу и чине је гушће баријеру и простире се повећањем величине пумпне станице.

Олакшана дифузија

Када је нагиб концентрација није довољна да транспортују материјал у помоћ специфичних протеина. Они се налазе на ћелијској мембрани на исти начин као АТП молекула. Захваљујући њему, може бити и активна и пасивна транспорта.

На овај начин, кроз мембрану су велики молекули (протеини, ДНК), поларне супстанце које укључују аминокиселине и шећере, јони. Захваљујући учешћу брзине протеина саобраћаја је повећана за неколико пута у поређењу са конвенционалном дифузијом. Али то убрзање зависи од неколико фактора:

• градијент супстанца унутар и изван ћелије;
• износ носача молекула;
• Стопа везивања супстанце и носач;
• рамп унутрашњу површину ћелијске мембране.

Упркос томе, саобраћај се обавља захваљујући раду носача протеина и АТП енергија у овом случају се не користи.

Главне карактеристике које карактеришу олакшан дифузију, су:

1. Брзо пренос супстанци.
2. Селективност транспорта.
3. Засићење (када су сви протеини заузета).
4. Конкуренција између супстанце (због афинитета протеина).
5. Осетљивост на специфичним хемијским агенсима - инхибитори.

осмоза

Као што је поменуто горе, осмоза - кретање супстанци дуж концентрационог градијента преко полупропустљиве мембрану. Најкомплетнији процес осмоза описује принцип Ле Цхателиер-Браун. Она каже да ако је систем у равнотежи, утицај са стране, она ће тежити да се врати у првобитно стање. Први пут са осмозе феномен сусрећемо у средини КСВИИИ века, али тада није придају много значаја. проучавају феномен почео само сто година касније.

Најважнији елемент у феномену осмозе је полупропустљиву мембрана која пролази кроз себе само молекуле одређеног пречника или својства. На пример, два решења са различитим концентрацијама, баријера пролази кроз само растварача. Ово ће наставити све док концентрација на обе стране мембране неће бити исти.

Осмоза игра значајну улогу у ћелијском животу. Овај феномен омогућава да их продре само на оне супстанце које су неопходне за одржавање живота. Црвено крвно мембрана пропустљив само воду, кисеоник и нутријенте, али протеини који су формирани унутар црвеног крвног зрнца, не може да изађе.

осмоза и наћи практичну примену у свакодневном животу. Чак и не схватајући, људи у процесу саламурење храну користи је принцип кретања молекула дуж концентрационог градијента. Засићеним сланим "простирала" над свим воде из производа, омогућавајући им да се чувају дуже.