de formele definitie van een concentratiegradiënt is het proces van deeltjes, die soms opgeloste deeltjes worden genoemd, die zich door een oplossing of gas verplaatsen van een gebied met een groter aantal deeltjes naar een gebied met een kleiner aantal deeltjes. De gebieden worden typisch gescheiden door een membraan. Dit membraan kan doorlaatbaar, semi-doorlaatbaar of niet-doorlaatbaar zijn., Permeabel wordt gedefinieerd als een membraan dat kan worden gekruist door deeltjes, ionen, of water. Semi-permeabel betekent dat sommige deeltjes, ionen, of water het membraan kunnen passeren. Ten slotte betekent een niet-doorlaatbaar membraan dat er geen deeltjes, ionen of water het membraan kunnen passeren.
een voorbeeld dat u kan helpen de verschillende soorten membranen te begrijpen, zijn verschillende soorten hekken. Een houten omheining zou veel dingen laten passeren – dit zou een voorbeeld zijn van een doorlaatbaar membraan., Een ketting-link hek zou toestaan dat een aantal kleine items te passeren door het – dit zou als een semi-permeabel membraan. Een massief plastic hek zou niet toestaan dat items door het helemaal-Dit zou een niet-doorlaatbaar membraan vertegenwoordigen.
de functie van concentratiegradiënten
concentratiegradiënten zijn een natuurlijk gevolg van de wetten van natuurkunde., Nochtans, hebben de levende dingen vele manieren gevonden om hun eigenschappen te gebruiken om belangrijke levensfuncties te bereiken. Organismen die een stof in of uit hun cellen moeten verplaatsen, kunnen bijvoorbeeld de beweging van een stof naar beneden de concentratiegradiënt gebruiken om een andere stof in tandem te vervoeren.
organismen kunnen ook gebruik maken van concentratiegradiënten om plotselinge veranderingen of bewegingen tot stand te brengen door hoge concentraties van opgeloste stof vrij te geven om naar gebieden met lage concentratie te verhuizen. De neuronen zijn een voorbeeld van cellen die hoge concentraties van opgeloste stoffen gebruiken om snelle veranderingen te bereiken.,
dagelijkse voorbeelden van concentratiegradiënt
de concentratie van geurmoleculen is het hoogst op Delen van de huid waar parfum of aftershave Direct is aangebracht. Anderen kunnen de geur ruiken omdat sommige van die moleculen altijd weg reizen van de geparfumeerde persoon, de bron, de lucht in—zich naar beneden bewegen de concentratie gradiënt, van een hoge concentratie naar een lagere concentratie. Uiteindelijk worden de geurmoleculen zo wijd verspreid dat ze niet meer gedetecteerd kunnen worden.,
denk aan de onaangename geur van stinkdier stinken, wanneer een stinkdier is gespoten of door een voertuig is geraakt. Als iemand dichter bij de bron van de stinkdierstank komt, wordt de geur sterker, omdat de “stinkmoleculen” dichter bij de bron sterker zijn geconcentreerd.
moleculen reizen niet alleen door de lucht, maar ook via andere media., Wanneer een persoon zet creamer in zijn of haar koffie, de room moleculen zou uiteindelijk stuiteren rond in de beker, het verplaatsen van de concentratie gradiënt tot gelijkmatig verdeeld. Echter, de meeste koffiedrinkers niet wachten tot dit gebeurt. Ze introduceren extra energie door de koffie te roeren en het proces te versnellen.
Concentratiegradiëntdefinitie Biologie
in de celbiologie is diffusie een belangrijke vorm van transport voor noodzakelijke materialen zoals aminozuren binnen cellen., De diffusie van oplosmiddelen, zoals water, door een semipermeabel membraan, wordt geclassificeerd als osmose.
metabolisme en ademhaling zijn gedeeltelijk afhankelijk van diffusie naast bulk-of actieve processen. Bijvoorbeeld, in de alveoli van zoogdierlongen, toe te schrijven aan verschillen in partiële druk over het alveolar-capillaire membraan, verspreidt de zuurstof in het bloed en de kooldioxide verspreidt uit. Longen bevatten een groot oppervlak om dit gasuitwisselingsproces te vergemakkelijken.
wat heeft een concentratiegradiënt te maken met een willekeurige wandeling?,
herinner je de bevooroordeelde willekeurige wandeling? Er is altijd een reden voor vooroordelen. Bacteriën kunnen hun wandelingen beïnvloeden op basis van de concentratiegradiënt van een bepaalde chemische stof. Dus ook al is elke stap in een willekeurige richting, de lengte van de stap is langer als de bacterie beweegt naar een hogere concentratie dan het is als de bacterie beweegt naar een lagere concentratie.
laten we de vooringenomen random walk video opnieuw bekijken, deze keer met het concentratieverloop op de achtergrond. Nu kun je de reden voor de bias zien in de wandeling!,
Hoe kunnen bacteriën zien of ze naar een hogere of lagere concentratie gaan?
wanneer een bacterie op zoek is naar een bepaald chemisch signaal, detecteert deze bacterie deze chemische stof terwijl hij op zijn pad beweegt. Als het de concentratiegradiënt omhoog beweegt, zal het beginnen de chemische molecules meer en vaker te ontdekken. Als het de concentratiegradiënt omlaag beweegt, zal het beginnen de chemische molecules minder en minder vaak te ontdekken. Dit bepaalt uiteindelijk de richting en kracht van de bias in zijn willekeurige wandeling.,
niet-evenwichtssysteem
omdat chemische diffusie een netto transportproces is, is het systeem waarin het plaatsvindt geen evenwichtssysteem (dat wil zeggen dat het nog niet rust). Veel resultaten in de klassieke thermodynamica worden niet gemakkelijk toegepast op niet-evenwichtssystemen. Er komen echter soms zogenaamde quasi-steady toestanden voor, waarbij het diffusieproces niet in de tijd verandert, waarbij klassieke resultaten lokaal van toepassing kunnen zijn. Zoals de naam al doet vermoeden, is dit proces geen echt evenwicht omdat het systeem nog steeds in ontwikkeling is.,
niet-evenwichtsvloeistofsystemen kunnen met succes worden gemodelleerd met Landau-Lifshitz fluctuerende hydrodynamica. In dit theoretische kader is diffusie te wijten aan fluctuaties waarvan de afmetingen variëren van de moleculaire schaal tot de macroscopische schaal.
chemische diffusie verhoogt de entropie van een systeem, d.w.z. diffusie is een spontaan en onomkeerbaar proces., Deeltjes kunnen zich verspreiden door diffusie, maar zullen zichzelf niet spontaan opnieuw ordenen (zonder veranderingen in het systeem, ervan uitgaande dat er geen nieuwe chemische bindingen ontstaan, en zonder externe krachten die op het deeltje inwerken).
Lees ook: primitieve Calculator-Een korte inleiding