מהי דיפוזיה?
ריכוך היא הנטייה של מולקולות להתפשט כדי לתפוס מקום פנוי. לגזים ומולקולות בנוזל יש נטייה להתפזר מסביבה מרוכזת יותר לסביבה פחות מרוכזת. הובלה פסיבית היא דיפוזיה של חומרים על פני קרום. זה תהליך ספונטני ואנרגיה סלולרית לא מוציאה כסף. מולקולות יעברו מהמקום בו חומר מרוכז יותר למקום בו הוא פחות מרוכז. קצב הדיפוזיה של חומרים שונים מושפע מחדירות הממברנה. לדוגמא, מים מתפזרים בחופשיות קרומי תאים אבל מולקולות אחרות אינן יכולות. יש לעזור להם לרוחב קרום התא דרך תהליך המכונה דיפוזיה מקלה.
Takeaways Key: דיפוזיה
- ריכוך היא התנועה הפסיבית של מולקולות מאזור בריכוז גבוה לאזור בריכוז נמוך.
- דיפוזיה פסיבית היא תנועה של מולקולות על פני קרום, כמו קרום תא. התנועה אינה דורשת אנרגיה.
- בתוך הפצת קלותמולקולה מועברת על פני קרום בעזרת חלבון נשא.
- אוסמוזה הוא סוג של דיפוזיה פסיבית בה מים מתפזרים על פני קרום חדיר למחצה מאזור בעל ריכוז מומסים נמוך לאזור של ריכוז מומסים גבוה.
- נשימה ופוטוסינתזה הם דוגמאות לתהליכי דיפוזיה טבעיים.
- דוגמא לכך היא תנועת גלוקוזה לתאים הפצת קלות.
- ספיגת מים בשורשי הצמח היא דוגמא לאוסמוזה.
מהי אוסמוזה?
אוסמוזה הוא מקרה מיוחד של הובלה פסיבית. מים מתפזרים על פני קרום חדיר למחצה המאפשר לחלק מהמולקולות לעבור אך לא לאחרים.
באוסמוזה, כיוון זרימת המים נקבע על ידי ריכוז המומסים. מים מתבדלים מא היפוטוני (ריכוז מומסים נמוכים) תמיסת א היפרטוני (ריכוז מומסים גבוה). בדוגמה שלמעלה, מים זזים מהצד השמאלי של הממברנה החדירה למחצה, שם הסוכר הריכוז נמוך, לצד הימני של הממברנה, שם ריכוז מולקולת הסוכר נמצא גבוה יותר. אם ריכוז המולקולה היה זהה משני צידי הממברנה, מים היו זורמים באופן שווה (איזוסטוני) בין שני צידי הממברנה.
דוגמאות לדיפוזיה
מספר תהליכים המתרחשים באופן טבעי מסתמכים על דיפוזיה של מולקולות. נשימה כרוך בהפצת גזים (חמצן ופחמן דו חמצני) אל ומחוצה לו דם. בתוך ה ריאות, פחמן דו חמצני מתבדל מהדם לאוויר במעי גס הריאה. תאי דם אדומים ואז קושרים את החמצן המפוזר מהאוויר לדם. חמצן וחומרים מזינים אחרים בדם מועברים אל רקמות שם מחליפים גזים וחומרים מזינים. פחמן דו חמצני ופסולת מפוזרים מרקמות תאים לדם, בעוד חמצן, גלוקוזה וחומרים מזינים אחרים בדם מתפזרים לרקמות הגוף. תהליך דיפוזיה זה מתרחש בשעה מיטות נימים.
דיפוזיה מתרחשת גם ב תאי צמח. התהליך של פוטוסינתזה המתרחש בצמח משאיר תלוי בפיזור הגזים. בפוטוסינתזה משתמשים באנרגיה מאור השמש, מים ופחמן דו חמצני לייצור גלוקוז, חמצן ומים. דו תחמוצת הפחמן מתפזרת מהאוויר דרך נקבוביות זעירות בעלים צמחיים הנקראים סטומטה. חמצן המיוצר על ידי פוטוסינתזה נבדל מהצמח דרך העגבניות לאטמוספרה.
בתוך הפצת קלות, מולקולות גדולות יותר כמו גלוקוז, אינן יכולות להתפזר בחופשיות על קרומי התא. מולקולות אלה חייבות לנוע במורד הריכוז שלהן בעזרת הובלה חלבונים. לתעלות חלבון המשובצות בקרומי התא יש פתחים לחלק החיצוני של התא המאפשרים למולקולות מסוימות להיכנס פנימה. רק מולקולות בעלות מאפיינים מסוימים, כמו גודל וצורה מסוימים, מותרות לעבור מחוץ לתא לחלל התוך-תאי שלה. מכיוון שתהליך זה אינו דורש אנרגיה, דיפוזיה מקלה נחשבת לתחבורה פסיבית.
דוגמאות לאוסמוזה
דוגמאות לאוסמוזה בגוף כוללות ספיגה חוזרת של מים על ידי צינורות נפרון בגוף כליות וספיחתו מחדש של נוזלים ברקמות נימים. בצמחים מוצגת אוסמוזה בספיגת מים על ידי צמח שורשים. אוסמוזה חשובה ליציבות הצמח. צמחים נטועים הם תוצאה של מחסור במים בצמח שואבים. Vacuoles עוזרים לשמור על מבנים צמחיים נוקשים על ידי ספיגת מים והפעלת לחץ על הצמח קירות תא. מים הנעים על פני קרומי תאים צמחיים על ידי אוסמוזה עוזרים להחזיר את הצמח למצב זקוף.