formální definice koncentračního gradientu je proces částice, které se někdy nazývají rozpuštěných látek, pohybující se pomocí roztoku nebo plynu z oblasti s vyšším počtem částic do oblasti s nižším počtem částic. Oblasti jsou obvykle odděleny membránou. Tato membrána může být propustná, polopropustná nebo nepropustná., Propustná je definována jako membrána, která může být překročena částicemi, ionty nebo vodou. Polopropustné znamená, že některé částice, ionty nebo voda mohou překročit membránu. Konečně nepropustná membrána znamená, že membrány nemohou překročit žádné částice, ionty ani voda.
příkladem, který by vám mohl pomoci pochopit různé typy membrán, by byly různé typy plotů. Dřevěný plot by umožnil průchod mnoha věcí-to by byl příklad propustné membrány., Řetězový plot by umožnil průchod některých malých předmětů – to by bylo jako polopropustná membrána. Pevný plastový plot by nedovolil, aby předměty procházely vůbec – to by představovalo nepropustnou membránu.
funkce Koncentrační Gradienty
Koncentrační gradienty jsou přirozeným důsledkem fyzikální zákony., Živé věci však našly mnoho způsobů, jak využít své vlastnosti k dosažení důležitých životních funkcí. Organismy, které potřebují přesunout látku do nebo z jejich buněk, například, mohou použít pohyb jedné látky dolů její koncentrační gradient k transportu jiné látky v tandemu.
organismy mohou také použít gradienty koncentrace k dosažení náhlých změn nebo pohybů uvolněním vysokých koncentrací rozpuštěné látky k přesunu do oblastí s nízkou koncentrací. Neurony jsou příkladem buněk, které používají vysoké koncentrace rozpuštěných látek k dosažení rychlých změn.,
Každodenní Příklady Koncentrační Gradient
koncentrace pachové molekuly je nejvyšší v oblastech kůže, které mají parfém nebo voda po holení přímo použít. Jiní mohou cítit vůni, protože některé z těchto molekul vždy cestují pryč od parfémované osoby, zdroje, ven do vzduchu-pohybují se po koncentračním gradientu, od vysoké koncentrace po nižší koncentraci. Nakonec jsou molekuly vůně tak široce rozptýleny, že již nemohou být detekovány.,
Přemýšlejte o nepříjemné vůni skunk smrad, když skunk stříká nebo byl zasažen vozidlem. Když se člověk přiblíží ke zdroji smradu skunk, vůně se stává silnější, protože „smradlavé molekuly“ jsou více koncentrovány blíže ke zdroji.
Molekuly nejen cestovat vzduchem, ale prostřednictvím jiných médií stejně., Když člověk vloží smetanu do své kávy, molekuly krému se nakonec odrazí v šálku a pohybují se po koncentračním gradientu, dokud nejsou rovnoměrně rozloženy. Většina pijáků kávy však nečeká, až se to stane. Zavádějí další energii mícháním kávy a urychlením procesu.
definice koncentračního gradientu biologie
v buněčné biologii je difúze hlavní formou transportu potřebných materiálů, jako jsou aminokyseliny v buňkách., Difúze rozpouštědel, jako je voda, přes semipermeabilní membránu, je klasifikována jako osmóza.
metabolismus a dýchání se částečně spoléhají na difúzi kromě hromadných nebo aktivních procesů. Například, v alveoly savců plíce, v důsledku rozdílů v parciálních tlaků přes alveolární-kapilární membrány, kyslík difunduje do krve a oxid uhličitý difunduje. Plíce obsahují velkou plochu pro usnadnění tohoto procesu výměny plynu.
co má Gradient koncentrace společného s náhodnou procházkou?,
Zapamatujte si neobjektivní náhodnou procházku? Vždycky je důvod k zaujatosti. Bakterie mohou zkreslit své procházky na základě koncentračního gradientu určité chemické látky. Takže i když je každý krok v náhodném směru, délka kroku je delší, pokud bakterie se pohybují směrem k vyšší koncentraci, než je-li bakterie se pohybují směrem k nižší koncentraci.
podívejme se znovu na zkreslené Náhodné video, tentokrát s koncentračním gradientem na pozadí. Nyní můžete vidět důvod zaujatosti na procházce!,
jak mohou bakterie zjistit, zda se pohybují směrem k vyšší nebo nižší koncentraci?
když bakterie hledá určitý chemický signál, detekuje tuto chemickou látku, když se pohybuje po její cestě. Pokud se pohybuje nahoru koncentrační gradient, začne detekovat chemické molekuly stále častěji. Pokud se pohybuje dolů koncentračním gradientem, začne detekovat chemické molekuly méně a méně často. To nakonec určuje směr a sílu zkreslení v jeho náhodné procházce.,
nerovnovážný systém
protože chemická difúze je čistý transportní proces, systém, ve kterém probíhá, není rovnovážný systém (tj. ještě není v klidu). Mnoho výsledků v klasické termodynamice není snadno aplikováno na nerovnovážné systémy. Někdy se však vyskytují tzv. kvazi-ustálené stavy, kdy se difúzní proces nemění v čase, kde se mohou lokálně aplikovat klasické výsledky. Jak název napovídá, tento proces není skutečnou rovnováhou, protože systém se stále vyvíjí.,
nerovnovážné fluidní systémy lze úspěšně modelovat s Landau-Lifshitz kolísavé hydrodynamiky. V tomto teoretickém rámci je difúze způsobena výkyvy, jejichž rozměry se pohybují od molekulární stupnice po makroskopickou stupnici.
chemická difúze zvyšuje entropii systému, tj. difúze je spontánní a nevratný proces., Částice se mohou šířit difúzí, ale nebude spontánně re-objednat sami (bez změny systému, za předpokladu, ne vytváření nových chemických vazeb, a chybí externí síly působící na částici).
Přečtěte si také: Antiderivativní kalkulačka-Stručný úvod