BASIT DIFÜZYON: SÜREÇ VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Basit bir difüzyon maddeleri son derece madde konsantrasyonu düşük olduğu bölgelerde konsantre edilir bir bölgeden taşınır hangi fiziksel bir işlemdir. Basit difüzyon, enerji gerektirmeyen, ancak bir konsantrasyon gradyanı ile desteklenen spontan bir süreçtir.

Çözünen maddelere çözünen maddeler denir, rastgele hareketlerle bir çözelti (veya bir gaz) içinde hareket ederler. Rasgele hareket, bir çözelti veya gazdaki parçacıkların hareketlerinin değiştiği düzenli bir düzen veya sistemin olmadığı, tesadüfen meydana gelen hareket olarak tanımlanır.

Basit difüzyon

Moleküller yeterince küçükse, bu basit difüzyon hücre zarları boyunca, onu oluşturan bireysel fosfolipidler arasında gerçekleşebilir. Membranlar geçirgen, geçirimsiz veya yarı geçirgen olabilir.

Geçirgen bir zar, herhangi bir maddenin geçmesine izin veren, geçirimsiz bir zar herhangi bir maddenin geçmesine izin vermeyen ve yarı geçirgen bir zar, yalnızca belirli maddelerin geçmesine izin veren bir zardır.

Basit difüzyon süreci

Basit difüzyon, su molekülleri ve içinde çözünmüş çözünen maddeler arasında oluşan hidrojen bağlarının etkisiyle gerçekleştirilir. Su molekülleri rastgele hareket eder ve sonunda tek tek çözünen molekülleri çevreleyerek hidrojen bağları oluşturma fırsatını en üst düzeye çıkarır.

Böylece, su içinde bir madde karışımı yapılırsa, başlangıçta madde tek bir yerde, ilk yerde yoğunlaşacaktır. O sırada konsantrasyon gradyanı çok yüksektir.

Zaman geçtikçe moleküller hareket eder ve birbirleriyle çarpışır; bu hareket, çözünen parçacıklar ile çözücü arasında bağ oluşumunu teşvik eder. Bununla birlikte, bu bağlar çok zayıf oldukları için hızla kırılırlar ve bu, dengeye ulaşılıncaya kadar uzaya dağılmalarına izin veren özelliktir.

Çözünen maddenin çözelti boyunca eşit olarak dağıldığı bu noktada, konsantrasyon gradyanının kuvveti sona erer.

Basit difüzyon örnekleri

Solunum sisteminde gaz değişimi

Akciğer hayvanlarının solunum sisteminde oksijen (O2) ve karbondioksit (CO2) sürekli olarak değiştirilir. Hayvanlar oksijeni emer ve basit difüzyonla karbondioksiti dışarı atar.

Akciğerlerde oksijen konsantrasyonu kanda olduğundan daha yüksektir, bu nedenle bu iki bölge arasında bir konsantrasyon gradyanı vardır ve bu da akciğerlerden kana oksijen difüzyonunun artmasına neden olur.

Benzer şekilde, kanda akciğerlerden daha fazla karbondioksit molekülü olduğu için, kandan akciğerlere geçme eğiliminde olacaktır.

Çayı sıcak suda yaymak

Başlangıçta bir fincan çay demlendiğinde, herhangi bir çözünen madde içermeyen sadece sıcak su vardır. Çay poşetini sıcak suya yerleştirerek, daha yüksek konsantrasyonda çayın olduğu poşetten çay parçacıklarını, çay konsantrasyonunun daha düşük olduğu suya bırakmaya başlar.

Moleküllerin hareketi, çayın başlangıç ​​konsantrasyon gradyanı tarafından desteklenir. Sonunda çayın difüzyonu, konsantrasyonların fincan boyunca eşitlenmesine ve çözeltinin homojen hale gelmesine neden olur (hepsi aynı renkte görünür). Bu noktada artık bir konsantrasyon gradyanı yoktur.

Basit difüzyon ve kolaylaştırılmış difüzyon arasındaki farklar

- Basit difüzyonda, parçacıklar hücre zarını diğer yapıların "yardımı" olmadan serbestçe geçer. Aksine, kolaylaştırılmış difüzyonda moleküller, tüm zarı geçen küçük protein kanalları yoluyla taşınır.

- Basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyondan daha yavaştır.

- Basit difüzyon çözünen maddeye özgü değildir, sadece taşınacak parçacıkların sorunsuz bir şekilde hücre zarını geçebilmeleri için hidrofobik olması gerekir. Aksine, kolaylaştırılmış difüzyonda spesifik çözünenler taşınır.

- Basit difüzyon engellenemezken, kolaylaştırılmış difüzyon taşıyıcı kanallara bağlanan belirli moleküller tarafından engellenebilir.

- Basit difüzyon her zaman pasif bir süreçtir, yani ATP'den enerji gerektirmez. Aksine, kolaylaştırılmış difüzyon, ATP'nin enerjisini gerektirip gerektirmediğine bağlı olarak aktif veya pasif bir mekanizma olabilir.

- Basit difüzyonda maddeler her zaman konsantrasyon gradyanı lehine hareket ederler. Aksine, kolaylaştırılmış difüzyonda maddeler, zardan konsantrasyon gradyanına karşı veya onun lehine geçer.

- Basit difüzyon, küçük ve polar olmayan (hidrofobik) moleküllerin geçişine izin verirken, kolaylaştırılmış difüzyon büyük ve polar (hidrofilik) moleküllerin geçişine izin verir.

Basit difüzyon ve ozmoz arasındaki farklar

- Basit difüzyon, konsantrasyon gradyanının bir fonksiyonu olarak herhangi bir maddenin hareketini ifade eder; Öte yandan, ozmoz, yalnızca su potansiyelinin bir işlevi olarak suyun hareketini ifade eder.

- Katı sıvılarda ve gazlarda basit difüzyon meydana gelir. Aksine, ozmoz ancak sıvı ortamda gerçekleşebilir.

- Basit difüzyon, yarı geçirgen bir zar gerektirmezken, ozmoz, yarı geçirgen bir membrandan meydana gelen bir süreçtir.

- Basit difüzyon, mevcut alandaki çözünmüş çözünen madde konsantrasyonlarının eşitlenmesine yardımcı olur. Osmoz, yarı geçirgen zarın her iki tarafında eşit su konsantrasyonunu desteklemez.

- Farklı çözücü türleri arasında basit difüzyon meydana gelebilir. Aksine, ozmoz yalnızca benzer çözücüler arasında ve biyolojik sistemlerde meydana gelebilir. Bu çözücü genellikle sudur.

- Basit difüzyonda parçacıklar her yöne dağılır, ozmozda moleküllerin akışı temelde aynı yöndedir.

- Basit difüzyon süreci durdurulamaz veya tersine çevrilemez. Bunun yerine, membranın daha az su bulunan tarafına ek basınç uygulanırsa ozmoz durdurulabilir veya tersine çevrilebilir.

Referanslar

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Hücrenin Moleküler Biyolojisi (6. baskı). Garland Bilimi.
2. Campbell, N. ve Reece, J. (2005). Biyoloji (2. baskı) Pearson Education.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleküler Hücre Biyolojisi (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Yaşam: biyoloji bilimi (7. baskı). Sinauer Associates ve WH Freeman.
5. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (2004). Biyoloji (7. baskı) Cengage Learning.
6. Thibodeau, P. (2013). Anatomi ve fizyolojisi (8 ^inci ). Mosby, Inc.
7. Tortora, G. ve Derrickson, B. (2012). Anatomi ve Fizyolojinin İlkeleri (13. baskı). John Wiley & Sons Inc.