Den formelle definition af en koncentration gradient er den proces af partikler, der kaldes undertiden opløste stoffer, der bevæger sig igennem til en løsning eller gas fra et område med et større antal af partikler, der til et område med et lavere antal af partikler. Områderne er typisk adskilt af en membran. Denne membran kan være permeabel, semipermeabel eller ikke-permeabel., Permeabel defineres som en membran, der kan krydses af partikler, ioner eller vand. Semipermeabel betyder, at nogle partikler, ioner eller vand kan krydse membranen. Endelig betyder en ikke-permeabel membran, at ingen partikler, ioner eller vand kan krydse membranen.
et eksempel, der kan hjælpe dig med at forstå de forskellige typer membraner, ville være forskellige typer hegn. Et træstammehegn ville tillade mange ting at passere igennem-dette ville være et eksempel på en permeabel membran., Et kædeledhegn ville tillade nogle små genstande at passere gennem det-det ville være som en semipermeabel membran. Et solidt plasthegn ville ikke tillade genstande at passere igennem det overhovedet-dette ville repræsentere en ikke-permeabel membran.
Den funktion af Koncentration Gradienter
Koncentrations gradienter er en naturlig konsekvens af fysikkens love., Imidlertid har levende ting fundet mange måder at bruge deres egenskaber til at udføre vigtige livsfunktioner. Organismer, der har brug for at flytte et stof ind eller ud af deres celler, for eksempel, kan bruge bevægelsen af et stof ned ad dets koncentrationsgradient til at transportere et andet stof i tandem.
Organismer kan også bruge koncentration gradienter til at udføre pludselige ændringer eller bevægelser, ved at slippe høje koncentrationer af opløst stof for at flytte til lav koncentration områder. Neuroner er et eksempel på celler, der bruger høje koncentrationer af opløste stoffer for at opnå hurtige ændringer.,
Eksempler på, Koncentration Gradient
koncentrationen af duften molekyler, der er højest på de områder af huden, der har haft parfume eller aftershave anvendes direkte. Andre kan lugte duften, fordi nogle af disse molekyler er altid rejser væk fra parfumeret person, kilden, ud i luften—at bevæge sig ned koncentrationsforskellen, fra en høj koncentration til en lavere koncentration. Til sidst er duftmolekylerne så vidt spredt, at de ikke længere kan detekteres.,
tænk på den ubehagelige duft af skunk stink, når en skunk har sprøjtet eller blevet ramt af et køretøj. Når en person kommer tættere på kilden til skunk-stinken, bliver duften stærkere, fordi “stinkmolekylerne” er mere koncentreret tættere på kilden.
Molekyler ikke kun rejse gennem luften, men gennem andre medier., Når en person sætter flødekande i hans eller hendes kaffe, ville creme molekyler i sidste ende hoppe rundt i koppen, bevæger sig ned ad koncentrationsgradienten indtil jævnt fordelt. De fleste kaffedrikkere venter dog ikke på, at dette sker. De introducerer ekstra energi ved at omrøre kaffen og fremskynde processen.
koncentrationsforskellen Definition Biologi
celle-biologi, udbredelse er en af de vigtigste form for transport for nødvendige materialer, såsom aminosyrer i cellerne., Diffusionen af opløsningsmidler, såsom vand, gennem en semipermeabel membran, klassificeres som osmose.
metabolisme og respiration er delvis afhængig af diffusion ud over bulk eller aktive processer. For eksempel diffunderer ilt i blodet i alveolerne i pattedyrs lunger på grund af forskelle i partialtryk over den alveolære kapillære membran, og kuldio .id diffunderer ud. Lunger indeholder et stort overfladeareal for at lette denne gasudvekslingsproces.
Hvad har en koncentrationsgradient at gøre med en tilfældig gåtur?,
husk den partiske tilfældige gåtur? Der er altid en grund til bias. Bakterier kan bias deres vandreture baseret på koncentrationsgradienten af et bestemt kemikalie. Så selvom hvert trin er i en tilfældig retning, er trinets længde længere, hvis bakterien bevæger sig mod en højere koncentration, end den er, hvis bakterien bevæger sig mod en lavere koncentration.
lad os se den partiske tilfældige gangvideo igen, denne gang med koncentrationsgradienten i baggrunden. Nu Kan du se årsagen til bias i turen!,
Hvordan kan bakterier fortælle, om de bevæger sig mod højere eller lavere koncentration?
når en bakterie leder efter et bestemt kemisk signal, registrerer den dette kemikalie, når det bevæger sig langs sin vej. Hvis den bevæger sig op ad koncentrationsgradienten, vil den begynde at detektere de kemiske molekyler mere og mere hyppigt. Hvis den bevæger sig ned ad koncentrationsgradienten, begynder den at detektere de kemiske molekyler mindre og mindre hyppigt. Dette bestemmer i sidste ende retningen og styrken af bias i sin tilfældige gåtur.,
ikke-ligevægtssystem
da kemisk diffusion er en nettotransportproces, er systemet, hvori det finder sted, ikke et ligevægtssystem (dvs.det er endnu ikke i ro). Mange resultater i klassisk termodynamik anvendes ikke let på ikke-ligevægtssystemer. Imidlertid forekommer der undertiden såkaldte kvasi-stabile tilstande, hvor diffusionsprocessen ikke ændrer sig i tid, hvor klassiske resultater lokalt kan anvendes. Som navnet antyder, er denne proces ikke en sand ligevægt, da systemet stadig udvikler sig.,
ikke-ligevægtsvæskesystemer kan med succes modelleres med LANDAU-Lifshit.svingende hydrodynamik. I denne teoretiske ramme skyldes diffusion udsving, hvis dimensioner spænder fra molekylær skala til makroskopisk skala.
kemisk diffusion øger entropien i et system, dvs. diffusion er en spontan og irreversibel proces., Partikler kan spredes ud ved diffusion, men vil ikke spontant omordne sig selv (fraværende ændringer i systemet, forudsat at der ikke skabes nye kemiske bindinger, og fraværende eksterne kræfter, der virker på partiklen).
Læs også: antiderivativ Lommeregner-En kort introduktion