DIFUZIE SIMPLĂ: PROCES ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Simpla difuzie este procesul fizic prin care substanțele sunt deplasate dintr - o regiune în care sunt concentrate în zonele în care concentrația substanței este mai mică. Difuzia simplă este un proces spontan care nu necesită energie, dar este promovat de un gradient de concentrare.

Substanțele care se dizolvă se numesc soluții, se deplasează printr-o soluție (sau un gaz) prin mișcări aleatorii. Mișcarea aleatorie este definită ca mișcare care are loc din întâmplare, unde nu există o ordine sau un sistem regulat prin care mișcările particulelor se schimbă într-o soluție sau gaz.

Difuzie simplă

Dacă moleculele sunt suficient de mici, această difuzie simplă poate apărea pe membranele celulare, între fosfolipidele individuale care o compun. Membranele pot fi permeabile, impermeabile sau semipermeabile.

O membrană permeabilă este una care permite trecerea oricărei substanțe, o membrană impermeabilă nu permite să treacă nicio substanță și o membrană semi-permeabilă permite doar trecerea anumitor substanțe.

Proces simplu de difuzie

Difuzia simplă se realizează prin acțiunile legăturilor de hidrogen care se formează între moleculele de apă și solutele dizolvate în ea. Moleculele de apă se mișcă aleatoriu și în cele din urmă înconjoară molecule individuale de solut, maximizând posibilitatea de a forma legături de hidrogen.

Astfel, dacă un amestec de substanță s-ar face în apă, inițial substanța ar fi concentrată într-un singur loc, cel inițial. În acel moment, gradientul de concentrație este foarte mare.

Pe măsură ce trece moleculele se mișcă și se ciocnesc între ele; această mișcare promovează formarea de legături între particulele de solut și solventul. Totuși, aceste legături se rup rapid, deoarece sunt foarte slabe și aceasta este proprietatea care le permite să fie distribuite în spațiu până la atingerea echilibrului.

În acel moment, unde soluția este distribuită uniform în toată soluția, forța gradientului de concentrare se încheie.

Exemple simple de difuzie

Schimb de gaze în sistemul respirator

În sistemul respirator al animalelor pulmonare, oxigenul (O2) și dioxidul de carbon (CO2) sunt schimbate constant. Animalele absorb oxigenul și expulzează dioxidul de carbon printr-o simplă difuzie.

În plămâni, concentrația de oxigen este mai mare decât în ​​sânge, deci există un gradient de concentrație între aceste două regiuni, ceea ce determină promovarea difuziei oxigenului din plămâni în sânge.

În mod similar, deoarece există mai multe molecule de dioxid de carbon în sânge decât în ​​plămâni, acestea vor tinde să se deplaseze din sânge în plămâni.

Răspândirea ceaiului în apă fierbinte

Când inițial se prepară o ceașcă de ceai, există doar apă caldă, fără nicio soluție. Prin plasarea pungii de ceai în apa fierbinte, începe să elibereze particulele de ceai din pungă - unde există o concentrație mai mare de ceai - în apă, unde concentrația de ceai este mai mică.

Mișcarea moleculelor este favorizată de gradientul de concentrație inițial al ceaiului. În cele din urmă, difuzarea ceaiului face ca concentrațiile să se egalizeze în toată ceașca și soluția să devină omogenă (totul arată aceeași culoare). În acest moment nu mai există un gradient de concentrare.

Diferențele dintre difuziunea simplă și difuzarea facilitată

- În difuzarea simplă, particulele traversează membrana celulară liber, fără „ajutorul” altor structuri. În schimb, în ​​difuzarea facilitată, moleculele sunt transportate prin mici canale proteice care traversează întreaga membrană.

- Difuzia simplă este mai lentă decât difuzarea facilitată.

- Difuzia simplă nu este specifică solutului, doar că particulele care trebuie transportate trebuie să fie hidrofobe, astfel încât să poată traversa membrana celulară fără probleme. În schimb, în ​​difuziunea facilitată sunt transportate soluții specifice.

- Difuzia simplă nu poate fi inhibată, în timp ce difuzarea facilitată poate fi inhibată de molecule specifice care se leagă de canalele transportoare.

- Difuzia simplă este întotdeauna un proces pasiv, adică nu necesită energia de la ATP. În schimb, difuzarea facilitată poate fi un mecanism activ sau pasiv, în funcție de necesitatea sau nu a energiei ATP.

- În difuzarea simplă, substanțele se mișcă întotdeauna în favoarea gradientului lor de concentrație. Dimpotrivă, în difuzarea facilitată substanțele trec prin membrană în fața sau în favoarea gradientului său de concentrație.

- Difuzia simplă permite trecerea moleculelor mici și nepolare (hidrofobe), în timp ce difuziunea facilitată permite trecerea moleculelor mari și polare (hidrofile).

Diferențe între difuzie simplă și osmoză

- Difuzia simplă se referă la mișcarea oricărei substanțe în funcție de gradientul său de concentrație; pe de altă parte, osmoza se referă exclusiv la mișcarea apei ca funcție a potențialului său de apă.

- Difuzia simplă apare în lichide și gaze solide. Dimpotrivă, osmoza poate apărea doar într-un mediu lichid.

- Difuzarea simplă nu necesită o membrană semi-permeabilă, în timp ce osmoza este un proces care are loc printr-o membrană semi-permeabilă.

- Difuzia simplă ajută la egalizarea concentrațiilor de soluții dizolvate în spațiul disponibil. Osmoza nu favorizează egalitatea concentrației de apă de ambele părți ale membranei semipermeabile.

- Difuzarea simplă poate apărea între diferite tipuri de solvenți. În schimb, osmoza poate apărea numai între solvenți similari și în sisteme biologice. Acest solvent este în general apă.

- În difuzarea simplă, particulele sunt distribuite în toate direcțiile, în osmoză fluxul de molecule este practic în aceeași direcție.

- Procesul de difuzare simplă nu poate fi oprit sau inversat. În schimb, osmoza poate fi oprită sau inversată dacă se aplică presiune suplimentară pe partea membranei, unde există mai puțină apă disponibilă.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2014). Biologia moleculară a celulei (ediția a 6-a). Garland Science.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologie (ediția a II-a) Pearson Education.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. și Martin, K. (2016). Biologie celulară moleculară (ediția a VIII-a). WH Freeman and Company.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Viața: știința biologiei (ediția a VII-a). Sinauer Associates și WH Freeman.
5. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004). Biologie (ediția a 7-a) Cengage Learning.
6. Thibodeau, P. (2013). Anatomie și fiziologie (a VIII- ^a ). Mosby, Inc.
7. Tortora, G. și Derrickson, B. (2012). Principiile anatomiei și fiziologiei (ediția a 13-a). John Wiley & Sons Inc.