Informatie

Osmose/Gefaciliteerde diffusie

Osmose/Gefaciliteerde diffusie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Water kan door eenvoudige diffusie (osmose) over het (semipermeabele niet-polaire lipide) membraan bewegen.

Maar polaire moleculen kunnen de niet-polaire lipidedubbellaag niet passeren, ze hebben dragereiwitten nodig om hun beweging te vergemakkelijken.

Maar ook water is een polair molecuul. Hoe en waarom gaat het eenvoudig door de niet-polaire lipidedubbellaag door eenvoudige diffusie en niet door gefaciliteerde diffusie (d.w.z. door dragereiwitten)?


Verschillen tussen osmose en gefaciliteerde diffusie

In het lichaam van een organisme verplaatsen moleculen of ionen zich door fysiologische processen van de ene plaats naar de andere. De belangrijkste fysiologische processen zijn diffusie, osmose en actief transport. In het geval van osmose en gefaciliteerde diffusie hebben ze enkele overeenkomsten en enkele verschillen. Osmose is de spontane beweging van watermoleculen over een semi-permeabel membraan van een gebied met een hoge concentratie aan oplossing naar een gebied met een hoge concentratie aan opgeloste stoffen. Gefaciliteerde diffusie daarentegen is het proces van spontaan passief transport van moleculen door een biologisch membraan via specifieke transmembraan integrale eiwitten. Enkele van de verschillen tussen osmose en gefaciliteerde diffusie zijn:

Osmose omvat de beweging van watermoleculen. Watermoleculen verplaatsen zich van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lage concentratie. Gefaciliteerde diffusie aan de andere kant omvat onoplosbare verbindingen zoals suikers, aminozuren en ionen die door een gedeeltelijk permeabel membraan kunnen gaan.

Concentratiegradiënt is het aantal moleculen binnen een bepaald gebied. Het kan ook worden opgevat als het geleidelijke verschil in opgeloste stofconcentratie tussen twee gebieden. Het proces van osmose zorgt ervoor dat de moleculen een concentratiegradiënt afdalen. Dit betekent dat er een osmotische druk moet worden gecreëerd zodat oplosmiddelmoleculen van een gebied met een lage concentratie aan opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge concentratie aan opgeloste stoffen gaan. Gefaciliteerde diffusie daarentegen zorgt ervoor dat moleculen van een hoge concentratie naar een lage concentratiegradiënt gaan. Dit brengt een verschil tussen de twee met zich mee.

Een membraan is een flexibel omsluitend of scheidend weefsel dat een vlak of film vormt en twee omgevingen scheidt, meestal in levende organismen. Als het gaat om osmose is een membraan essentieel om een ​​concentratiegradiënt te creëren tussen twee verschillende omgevingen. Gefaciliteerde diffusie aan de andere kant kan plaatsvinden in aanwezigheid of afwezigheid van een membraan. Dit komt omdat moleculen vrij kunnen bewegen van het gebied met hoge concentratie naar dat met lage molecuulconcentratie.

Biologisch gezien is een drager een eiwit in het membraan dat de beweging van moleculen of ionen van het ene gebied naar het andere bevordert. Gefaciliteerde diffusie vereist dragers in de beweging van moleculen. De moleculen binden aan membraanoverspannend transporteiwit en bewegen samen naar het gebied met lage concentratie. Bij osmose is er geen drager nodig bij de beweging van de watermoleculen. Dit benadrukt een merkbaar verschil tussen osmose en gefaciliteerde diffusie.

Osmose omvat de beweging van watermoleculen door een semi-permeabel membraan. Dit betekent dat water essentieel is om het osmoseproces te laten plaatsvinden. Aan de andere kant heeft gefaciliteerde diffusie geen watermoleculen nodig om andere moleculen over te brengen. Een groot verschil kan worden opgemerkt dat voor osmose watermoleculen nodig zijn, maar voor gefaciliteerde diffusie geen watermoleculen.

Het proces is hoe fysiologische middelen plaatsvinden. Osmose treedt op wanneer het medium dat de cel omringt een hogere waterconcentratie heeft dan de cel. De cel krijgt watermoleculen vanwege het osmotische drukeffect. Osmose treedt ook op wanneer water van de ene cel naar de andere gaat. Gefaciliteerde diffusie daarentegen vindt plaats wanneer het medium dat de cel omringt een hoge concentratie aan ionen of moleculen heeft dan de omgeving in de cel. De moleculen verplaatsen zich van het omringende medium naar de cel vanwege de diffusiegradiënt.

Uit de hierboven benadrukte verschillen is het duidelijk en duidelijk dat osmose en gefaciliteerde diffusie op de een of andere manier verschillen.


Osmose

De passieve beweging van water door een selectief permeabel membraan wordt osmose genoemd. Watermoleculen bewegen over het plasmamembraan van een gebied met een hogere waterconcentratie (lagere opgeloste stofconcentratie) naar een gebied met een lagere waterconcentratie (grotere opgeloste stofconcentratie), hetzij door het plasmamembraan recht te passeren of door door een kanaaleiwit te bewegen Osmose speelt een essentiële rol in de functies van de cellen en het hele lichaam. Watermoleculen zijn de dominante componenten van cellen en fungeren als het oplosmiddel van de andere chemicaliën. Evenzo heeft de beweging van watermoleculen in en van de cellen het vermogen om het volume van de cellen en de concentratie van de chemicaliën daarin aanzienlijk te beïnvloeden.

De beker is verdeeld in 2 compartimenten (A en B) door een selectief permeabel membraan dat watermoleculen, maar geen suikermoleculen, doorlaat. Aangezien de grotere concentratie water in compartiment A blijft, beweegt water van compartiment A naar compartiment B. Suikermoleculen kunnen niet door het membraan gaan, dus watermoleculen uit compartiment A gaan verder naar compartiment B, waardoor het volume van de oplossing in compartiment wordt geactiveerd B toe te nemen naarmate het watervolume in compartiment A kleiner wordt.

Net als compartiment B in figuur, bestaan ​​ook levende cellen uit talrijke stoffen waartoe het plasmamembraan ondoordringbaar is. Om die reden zal elke wijziging in de concentratie van water over het plasmamembraan resulteren in netto winst of verlies van water door de cel en een wijziging in celvolume en vorm. Het vermogen van een oplossing om de toon of vorm van levende cellen te beïnvloeden door het watermateriaal van de cellen te veranderen, wordt toniciteit genoemd.

Een oplossing met een lagere concentratie opgeloste stoffen (hogere concentratie water) dan de cel wordt een hypotone oplossing genoemd. Een cel die in deze oplossing wordt geplaatst, krijgt water en wordt groter, wat uiteindelijk kan leiden tot een celbreuk. Een oplossing met een hogere concentratie opgeloste stoffen (lagere concentratie water) dan de cel wordt een hypertone oplossing genoemd. Een cel die in deze oplossing wordt geplaatst, zal water verliezen en afnemen, wat celdood kan veroorzaken. Een oplossing met exact dezelfde concentratie van opgeloste stoffen (exact dezelfde concentratie water) als de cel een isotone oplossing Wanneer omgeven door deze oplossing, vertoont een cel geen netto winst of verlies van water en geen verandering in volume.


Segment 3: Aansluiting op de cursus

  • Passief transport en zijn 3 soorten zijn om vele redenen belangrijk
  • Het belangrijkste is om deeltjes/moleculen binnen te brengen die essentieel zijn voor het voortbestaan ​​van de cel, zoals water en suikers
  • Werkt samen met actief transport. Cel kan niet verspillend ATP besteden aan het binnenbrengen van elk type molecuul. Passief transport lost dit op door veel belangrijke moleculen op natuurlijke wijze te laten passeren zonder dat er extra energie wordt gebruikt. Deze bespaarde energie kan worden gebruikt om vele andere celfuncties uit te voeren.

Passief transport handhaaft ook de homeostase voor de cel door zich te houden aan de concentratiegradiënt. Wanneer deeltjes van hoge naar lage concentratie diffunderen, helpen ze het evenwicht te bewaren, zodat de cel niet overweldigd wordt door te veel of te weinig van iets.

Bedankt voor het luisteren naar deze aflevering van My AP Biology Thoughts. Ga voor meer door studenten geleide podcasts en digitale inhoud naar www.hvspn.com. Tot de volgende keer!


Leer hoe planten osmose, gefaciliteerde diffusie en actief transport gebruiken om water en minerale zouten op te nemen

VERTELLER: In de meeste landplanten komen zuurstof en koolstofdioxide binnen via de bladeren, terwijl water en minerale zouten via het wortelstelsel binnenkomen. Stoffen kunnen op verschillende manieren in de wortel terechtkomen, waarbij osmose de belangrijkste methode is.

Tijdens osmose gaan vrij-watermoleculen vanuit de grond naar de epidermale cellen, met behulp van het wortelhaarmembraan. Als we dit proces op moleculair niveau bekijken, zien we dat de kleine watermoleculen gemakkelijk door het selectief permeabele membraan van de epidermale cellen gaan.

Tegelijkertijd vindt diffusie van minerale zouten plaats. Gefaciliteerde diffusie vindt plaats wanneer belangrijke moleculen door de membranen gaan via speciale gaten die kanalen worden genoemd.

Afhankelijk van de behoefte van de plant kan er ook actief transport van andere moleculen plaatsvinden in de wortelharen. Actief transport kost energie, omdat de benodigde moleculen tegen hun concentratiegradiënt over het membraan moeten worden gepompt.


Diffusie, osmose, actief transport diffusie gefaciliteerde diffusie

Diffusie is de netto passieve beweging van deeltjes (atomen, ionen of moleculen) van een gebied waarin ze een hogere concentratie hebben naar gebieden met een lagere concentratie. Het gaat door totdat de concentratie van stoffen overal uniform is. Enkele belangrijke voorbeelden van diffusie in de biologie:

Gasuitwisseling in de longblaasjes zuurstof van lucht naar bloed, koolstofdioxide van bloed naar lucht.

Gasuitwisseling voor fotosynthese koolstofdioxide van lucht naar blad, zuurstof van blad naar lucht.

Gasuitwisseling voor ademhaling zuurstof van bloed naar weefselcellen, koolstofdioxide in tegenovergestelde richting.

Overdracht van zendersubstantie acetylcholine van presynaptisch naar postsynaptisch membraan bij een synaps.

Osmose diffusie van water door een semipermeabel membraan.

Hoge diffusiesnelheid: korte afstand, groot oppervlak, groot concentratieverschil (wet van Ficks). Hoge temperaturen verhogen de diffusie, grote moleculen vertragen de diffusie.

Dit is de beweging van specifieke moleculen langs een concentratiegradiënt, die door het membraan gaan via een specifiek dragereiwit. Dus, net als enzymen, heeft elke drager zijn eigen vorm en laat slechts één molecuul (of één groep nauw verwante moleculen) door. Selectie is op maat vorm lading. Veelvoorkomende moleculen die op deze manier cellen binnenkomen/uitgaan, zijn onder meer glucose en aminozuren. Het is passief en vereist geen energie van de cel. Als het molecuul verandert bij het binnenkomen van de cel (glucose + ATP glucosefosfaat + ADP), dan zal de concentratiegradiënt van glucose hoog worden gehouden en zal er een constant eenrichtingsverkeer zijn.

Osmose is een bijzonder voorbeeld van diffusie. Het is de diffusie van water door een gedeeltelijk permeabel membraan van een meer verdunde oplossing naar een meer geconcentreerde oplossing langs de waterpotentiaalgradiënt) Opmerking: diffusie en osmose zijn beide passief, d.w.z. energie van ATP wordt niet gebruikt. Een gedeeltelijk permeabel membraan is een barrière die de doorgang van sommige stoffen toelaat, maar niet van andere. Het laat de oplosmiddelmoleculen door, maar niet enkele van de grotere opgeloste moleculen. Celmembranen worden beschreven als selectief permeabel omdat ze niet alleen water doorlaten, maar ook bepaalde opgeloste stoffen doorlaten. De aanwezigheid van bepaalde opgeloste stoffen stimuleert het membraan om specifieke kanalen te openen of activeert actieve transportmechanismen om de doorgang van die chemicaliën door het membraan mogelijk te maken. Enkele belangrijke voorbeelden van osmose

Opname van water door plantenwortels. Heropname van water door de proximale en distale tubuli van de nefron. Heropname van weefselvloeistof in de venule-uiteinden van de bloedcapillairen. Opname van water door het spijsverteringskanaal maag, dunne darm en de dikke darm.

Osmoregulatie Osmoregulatie houdt de concentratie van celcytoplasma of bloed op een geschikte concentratie. (a) Amoebe, die in zoet water leeft, gebruikt een samentrekkende vacuole om het overtollige water uit zijn cytoplasma te verdrijven (dus meer ademhaling/O2/ATP nodig dan isotone (mariene) amoeben). (b) De nieren houden het bloed (dus het hele lichaam) op de juiste concentratie. Osmose en plantencellen (a) Plantencellen in een hypotone (=zwakkere) oplossing cellen hebben een lagere waterpotentiaal

de plantencellen krijgen water door osmose. de vacuole en het cytoplasma nemen toe in volume. het celmembraan wordt harder geduwd

tegen de celwand waardoor deze een beetje uitrekt.

het plantenweefsel wordt stugger (= gezwollen).

(b) Plantencellen in een hypertone (=sterkere) oplossing hebben een hogere waterpotentiaal

de plantencellen verliezen water door osmose. de vacuole en het cytoplasma nemen af

qua volume. de cel krimpt weg van de cel

muur. krimp stopt wanneer de cel sap

heeft dezelfde concentratie als de externe oplossing.

het plantenweefsel wordt slap, het is iets gekrompen

kan plasmolyseren.

Turgor Turgor is de druk van de gezwollen celinhoud tegen de celwand wanneer de uitwendige oplossing meer verdund is dan het celsap van de vacuole. De rol van Turgor in planten

Mechanische ondersteuning voor zacht niet-houtachtig weefsel, bijv. bladeren. Verandering in vorm van wachtcellen die de stomatale opening ertussen vormen. Uitbreiding van jonge onrijpe plantencellen tot volwassen grootte.

Dit is de neiging van water om van de ene plaats naar de andere te gaan. Waarden zijn altijd negatief! Water stroomt altijd bergafwaarts, d.w.z. naar het meer negatieve getal. Eenheden zijn druk (kPa) Berekeningen zijn niet ingesteld, maar deze formule kan zijn:

Waterpotentiaal () = Drukpotentiaal (p) + Oplospotentiaal (s)

Drukpotentiaal = de kracht van de celwand op de inhoud, dus voor dierlijke cellen is dit nul, dus bij dieren:


Diffusie

Passief transport is een manier waarop kleine moleculen of ionen over het celmembraan bewegen zonder energietoevoer door de cel. De drie belangrijkste soorten passief transport zijn diffusie (of eenvoudige diffusie), osmose en gefaciliteerde diffusie. Bij eenvoudige diffusie en osmose zijn geen transporteiwitten betrokken. Gefaciliteerde diffusie vereist de hulp van eiwitten.

Diffusie is de beweging van moleculen van een gebied met een hoge concentratie van de moleculen naar een gebied met een lagere concentratie. Voor celtransport is diffusie de beweging van kleine moleculen door het celmembraan. Het verschil in de concentraties van de moleculen in de twee gebieden wordt de genoemd concentratiegradiënt. De kinetische energie van de moleculen resulteert in willekeurige beweging, waardoor diffusie ontstaat. Bij eenvoudige diffusie verloopt dit proces zonder de hulp van een transporteiwit. Het is de willekeurige beweging van de moleculen die ervoor zorgt dat ze van een gebied met een hoge concentratie naar een gebied met een lagere concentratie gaan.

De diffusie zal doorgaan totdat de concentratiegradiënt is geëlimineerd. Aangezien diffusie materialen verplaatst van een gebied met een hogere concentratie naar een lagere, wordt het beschreven als het verplaatsen van opgeloste stoffen "naar beneden in de concentratiegradiënt". Het eindresultaat is een gelijke concentratie, of evenwicht, van moleculen aan beide zijden van het membraan. Bij evenwicht stopt de beweging van moleculen niet. Bij evenwicht is er gelijke beweging van materialen in beide richtingen.

Niet alles kan je cellen bereiken. Je cellen hebben een plasmamembraan dat helpt om je cellen te beschermen tegen ongewenste indringers.


Verschillende soorten osmose en diffusie

De twee soorten osmose zijn:

  • Omgekeerde osmose: De osmotische druk bepaalt op welk punt een differentiële gradiënt tussen hoge en lage opgeloste stof osmose veroorzaakt. Bij omgekeerde osmose zal een verhoogde volumetrische of atmosferische druk de hogere opgeloste deeltjes langs het membraan "duwen", waardoor de opening wordt overbrugd die kan bestaan ​​​​wanneer de osmotische druk geen diffusie door het membraan toelaat. Dit proces wordt vaak gebruikt om water van onzuiverheden te filteren wanneer hun concentraties te laag zijn voor normale osmose, maar schoner water is nog steeds nodig, zoals bij ontzilting en farmaceutische operaties.
  • Voorwaartse osmose: In tegenstelling tot omgekeerde osmose, die van hoge naar lage concentraties gaat, dwingt voorwaartse osmose lage opgeloste deeltjes om naar een hogere opgeloste stof te gaan, in wezen het tegenovergestelde van het normale osmotische proces. Terwijl omgekeerde osmose deeltjes "duwt", trekt voorwaartse osmose ze naar binnen, wat resulteert in schoner water.

De soorten diffusie zijn:

  • Oppervlakte diffusie: Gezien na het laten vallen van poederachtige stoffen op het oppervlak van een vloeistof.
  • Brownse beweging: De willekeurige beweging waargenomen onder een microscoop terwijl deeltjes overslaan, wegglijden en schieten in een vloeistof.
  • Collectieve verspreiding: De diffusie van een groot aantal deeltjes in een vloeistof die intact blijven of in wisselwerking staan ​​met andere deeltjes.
  • Osmose: De diffusie van water door een celmembraan.
  • effusie: Gebeurt als een gas zich door kleine gaatjes verspreidt.
  • Elektronendiffusie: De beweging van elektronen die resulteert in elektrische stroom.
  • Gefaciliteerde diffusie: Spontaan passief transport van ionen of moleculen door een celmembraan (anders omdat het buiten de actieve fase van osmose of intracellulaire diffusie plaatsvindt).
  • Gasvormige diffusie: Wordt voornamelijk gebruikt met uraniumhexafluoride om verrijkt uranium te produceren voor kernreactoren en wapens.
  • Knudsen-verspreiding: Een variabele maat voor de interactiviteit van deeltjes binnen een membraanporie, gerelateerd aan de grootte van het deeltje en de lengte en diameter van de porie.
  • momentum diffusie: De spreiding van het momentum tussen deeltjes, voornamelijk in vloeistoffen, beïnvloed door de viscositeit van de vloeistof (hogere viscositeit = hogere momentumdiffusie).
  • Foton diffusie: Beweging van fotonen in een materiaal, dan verstrooiing als ze weerkaatsen van verschillende dichtheden binnenin. Gebruikt in medische tests als diffuse optische beeldvorming.
  • Omgekeerde diffusie: Vergelijkbaar met voorwaartse osmose, met een lage concentratie die overgaat in een hoge, maar verwijst naar een scheiding van deeltjes, niet alleen water.
  • Zelfverspreiding: Een coëfficiënt die meet hoeveel diffusie een type deeltje zal hebben wanneer de chemische gradiënt nul is (neutraal of gebalanceerd).

Osmose

Onze redacteuren zullen beoordelen wat je hebt ingediend en bepalen of het artikel moet worden herzien.

Osmose, de spontane passage of diffusie van water of andere oplosmiddelen door een semipermeabel membraan (een die de doorgang van opgeloste stoffen blokkeert, d.w.z. opgeloste stoffen). Het proces, belangrijk in de biologie, werd voor het eerst grondig bestudeerd in 1877 door een Duitse plantenfysioloog, Wilhelm Pfeffer. Eerdere arbeiders hadden minder nauwkeurig onderzoek gedaan naar lekkende membranen (bijv. blazen van dieren) en de doorgang daar doorheen in tegengestelde richtingen van water en ontsnappende stoffen. de algemene term osmose (nu osmose) werd in 1854 geïntroduceerd door een Britse chemicus, Thomas Graham.

Als een oplossing van het zuivere oplosmiddel wordt gescheiden door een membraan dat doorlaatbaar is voor het oplosmiddel maar niet voor de opgeloste stof, zal de oplossing de neiging hebben om meer verdund te worden door het oplosmiddel door het membraan te absorberen. Dit proces kan worden gestopt door de druk op de oplossing met een bepaalde hoeveelheid te verhogen, de osmotische druk. De in Nederland geboren chemicus Jacobus Henricus van 't Hoff toonde in 1886 aan dat als de opgeloste stof zo verdund is dat de partiële dampdruk boven de oplossing voldoet aan de wet van Henry (dwz evenredig is met de concentratie in de oplossing), de osmotische druk varieert met concentratie en temperatuur ongeveer zoals het zou zijn als de opgeloste stof een gas zou zijn dat hetzelfde volume inneemt. Deze relatie leidde tot vergelijkingen voor het bepalen van molecuulgewichten van opgeloste stoffen in verdunde oplossingen door effecten op het vriespunt, kookpunt of dampdruk van het oplosmiddel.

De redactie van Encyclopaedia Britannica Dit artikel is voor het laatst herzien en bijgewerkt door Erik Gregersen, hoofdredacteur.


Osmose Video's/Demonstraties

Met de demonstraties van Egg Osmosis willen we uitleggen wat de symptomen zijn van de ziekte diabetes en waarom een ​​vrouw stierf door te veel water te drinken tijdens een radiowedstrijd.

Twee van de symptomen van diabetes zijn dorst en overmatig plassen. Wat gebeurt er in je lichaam om dit te veroorzaken? Wat heeft het met osmose te maken?

We zullen een ontkalkt ei in pannenkoekensiroop doen om erachter te komen.

Een vrouw genaamd Jennifer Strange wilde in 2007 een Wii voor haar familie winnen toen ze moeilijk te krijgen waren. (Weet je dat nog?) De deelnemers moesten te veel water drinken en de laatste persoon die urineerde won de prijs. Jennifer eindigde als tweede maar stierf later aan een aandoening die hyponatriëmie wordt genoemd. Wat gebeurt er in het lichaam van Jennifer en wat heeft het te maken met osmose?


Bekijk de video: What is Osmosis? - Part 1. Cell. Dont Memorise (Februari 2023).