A hivatalos definíció a koncentráció-gradiens a folyamat a részecskék, amelyek néha felhívta a lakosságot, mozognak a megoldást, vagy a gáz egy terület, egy nagyobb részecskék száma egy terület egy kisebb részecskék száma. A területeket jellemzően membrán választja el egymástól. Ez a membrán lehet áteresztő, félig áteresztő vagy nem áteresztő., Az áteresztő olyan membrán, amelyet részecskék, ionok vagy víz keresztezhet. Félig áteresztő azt jelenti, hogy egyes részecskék, ionok vagy víz átjuthat a membránon. Végül egy nem áteresztő membrán azt jelenti, hogy nincsenek részecskék, ionok vagy víz a membránon.
egy példa, amely segíthet megérteni a különböző típusú membránok lenne Különböző típusú kerítések. A fa rönkkerítés lehetővé tenné sok dolog áthaladását – ez egy példa egy áteresztő membránra., A láncszemes kerítés lehetővé tenné, hogy néhány apró elem áthaladjon rajta-ez olyan lenne, mint egy félig áteresztő membrán. A szilárd műanyag kerítés egyáltalán nem engedné meg, hogy az elemek áthaladjanak rajta – ez nem áteresztő membránt jelentene.
A koncentrációs gradiensek függvénye
koncentráció a színátmenetek a fizika törvényeinek természetes következményei., Az élőlények azonban számos módot találtak arra, hogy tulajdonságaikat fontos életfunkciók elvégzésére használják. Azok az organizmusok, amelyeknek például egy anyagot sejtjeikbe vagy onnan ki kell mozgatniuk, felhasználhatják az egyik anyag mozgását a koncentráció gradiensén, hogy egy másik anyagot párhuzamosan szállítsanak.
az organizmusok koncentrációs gradienseket is alkalmazhatnak a hirtelen változások vagy mozgások végrehajtására, magas oldott koncentrációk felszabadításával, hogy alacsony koncentrációjú területekre mozogjanak. A neuronok olyan sejtek példája, amelyek nagy koncentrációjú oldott anyagokat használnak a gyors változások eléréséhez.,
A koncentrációs gradiens mindennapi példái
az illatmolekulák koncentrációja a legmagasabb a bőr olyan területein, ahol parfüm vagy aftershave közvetlenül alkalmazták. Mások megérzik a szagát, mert azok a molekulák mindig utazik el a illatosított személy, a forrás, a légi mozgó le a koncentráció gradiens, a magas koncentráció alacsonyabb koncentrációt. Végül az illatmolekulák olyan széles körben szétszóródnak, hogy már nem észlelhetők.,
gondoljon a görény kellemetlen illatára, amikor egy görény permetezett vagy egy jármű megütötte. Ahogy egy személy közelebb kerül a görény büdös forrásához, az illat erősebb lesz, mert a “büdös molekulák” sokkal koncentráltabbak a forráshoz.
a molekulák nem csak a levegőn, hanem más médiumokon keresztül is közlekednek., Amikor egy személy hozza creamer az ő kávé, a krémmolekulák végül ugrál körül a csésze, lefelé haladva a koncentráció gradiens, amíg egyenletesen oszlik el. A legtöbb kávéfogyasztó azonban nem várja meg, hogy ez megtörténjen. További energiát vezetnek be a kávé keverésével és a folyamat felgyorsításával.
koncentráció gradiens definíció Biológia
a sejtbiológiában a diffúzió a szükséges anyagok, például a sejteken belüli aminosavak szállításának fő formája., Az oldószerek, például a víz féligáteresztő membránon keresztül történő diffúzióját ozmózisnak kell besorolni.
A metabolizmus és a légzés részben az ömlesztett vagy aktív folyamatok mellett a diffúzióra támaszkodik. Például az emlős tüdő alveolusaiban az alveoláris-kapilláris membránon belüli parciális nyomások különbségei miatt az oxigén diffundál a vérbe, a szén-dioxid pedig diffundál. A tüdő nagy felületet tartalmaz a gázcsere folyamatának megkönnyítése érdekében.
mi köze a koncentrációs gradiensnek egy véletlenszerű sétához?,
emlékszik az elfogult véletlen séta? Mindig van oka az elfogultságnak. A baktériumok egy adott vegyi anyag koncentrációs gradiense alapján torzíthatják sétáikat. Tehát annak ellenére, hogy minden lépés véletlenszerű irányban van, a lépés hossza hosszabb, ha a baktérium magasabb koncentráció felé halad, mint akkor, ha a baktérium alacsonyabb koncentráció felé halad.
nézzük meg újra az elfogult random walk videót, ezúttal a háttérben lévő koncentrációs gradienssel. Most láthatja az elfogultság okát a séta során!,
hogyan állapíthatják meg a baktériumok, hogy magasabb vagy alacsonyabb koncentráció felé haladnak-e?
amikor egy baktérium egy adott kémiai jelet keres, érzékeli ezt a vegyi anyagot, amikor az út mentén mozog. Ha felfelé halad a koncentrációs gradiens, akkor egyre gyakrabban fogja észlelni a kémiai molekulákat. Ha lefelé halad a koncentráció gradiensén, a kémiai molekulákat egyre ritkábban fogja észlelni. Ez végső soron meghatározza a torzítás irányát és erősségét a véletlenszerű séta során.,
nem egyensúlyi rendszer
mivel a kémiai diffúzió nettó szállítási folyamat, a rendszer, amelyben zajlik, nem egyensúlyi rendszer (azaz még nincs nyugalomban). A klasszikus termodinamika számos eredménye nem könnyen alkalmazható a nem egyensúlyi rendszerekre. Néha azonban előfordulnak úgynevezett kvázi-állandósult állapotok, ahol a diffúziós folyamat nem változik időben, ahol a klasszikus eredmények helyileg alkalmazhatók. Ahogy a neve is sugallja, ez a folyamat nem valódi egyensúly, mivel a rendszer még mindig fejlődik.,
a nem egyensúlyi folyadékrendszerek sikeresen modellezhetők Landau-Lifshitz ingadozó hidrodinamikával. Ebben az elméleti keretben a diffúzió olyan ingadozásoknak köszönhető, amelyek méretei a molekuláris skálától a makroszkopikus skáláig terjednek.
A kémiai diffúzió növeli egy rendszer entrópiáját, azaz a diffúzió spontán és visszafordíthatatlan folyamat., A részecskék diffúzióval szétterjedhetnek, de spontán módon nem rendeződnek újra (hiányzik a rendszer változása, feltételezve, hogy nem hoznak létre új kémiai kötéseket, valamint a részecskére ható külső erők hiányoznak).
olvassa el: Antiderivatív számológép-rövid bevezetés