Erleichterte Diffusion vs. aktive Diffusion: Detaillierte vergleichende Analyse

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In diesem Beitrag finden Sie die wichtigsten Unterschiede zwischen erleichterter Diffusion vs. aktiver Diffusion und einfacher Diffusion.

Erleichterte Diffusion ist die Bewegung von Substanzen von einem Medium zu einem anderen Medium entlang des Konzentrationsgradienten, während die Diffusion die Substanzen im selben Medium von einem Bereich höherer zu einem niedrigeren Konzentrationsbereich ermöglicht während die aktive Diffusion Energie kostet und dem Konzentrationsgradienten entgegenwirkt.

Erleichterte Diffusion Gegen aktive Diffusion

Erleichterte DiffusionAktive Verbreitung

Es ist die Bewegung entlang eines Konzentrationsgradienten durch bestimmte Stellen in den Zellmembranen, ohne dass die Zelle Energie abgibt. Natürlich zeigen kleinere Partikel eine höhere Rate von erleichterte Diffusion im Vergleich zu den größeren Partikeln.

Der Durchgang von Substanzen in der Zellmembran erfolgt durch Proteintransporter.

Die Transporter haben eine spezifische Konfiguration, die für bestimmte Teilchen geeignet ist. Eine erleichterte Diffusion kann einen Sättigungseffekt wie den zeigen aktiven Transport.

Proteintransporter bilden oft Kanäle und Aquaporine. Ionenkanäle sind spezifisch für verschiedene Ionen, z. B. K+Cl-, Ich habe nicht3-, PO43-, Mg2+.

Aquaporine oder Wasserkanäle sind die spezialisierten Kanäle, die den Durchgang von Wasser durch sie ermöglichen. Jeder Wasserkanal ist von acht Proteinen umgeben (auch Aquaporine genannt, obwohl der Begriff auch für Wasserkanal verwendet wird).

Porine sind mit Proteinen ausgekleidete Poren, die sich im Äußeren befinden Membran der Mitochondrien, Plastiden und mehrere Bakterien, die den Durchgang von gelösten Stoffen kleiner Größe ermöglichen.

Es ist das Transportmittel, das mit einem besonderen Energieaufwand verbunden ist Trägerproteins und erfolgt häufig gegen den Konzentrationsgradienten (Bergauftransport). Pumpen sind das TrägerproteinEs ist am aktiven Transport beteiligt, da dieser gegen einen Konzentrationsgradienten erfolgt. Es wird angenommen, dass bei der Aktivierung Energie verbraucht wird TrägerproteinS. Der aktivierte Träger nimmt den gelösten Stoff von der Membranoberfläche auf und bildet einen Trägerkomplex für den gelösten Stoff. Der Komplex bewegt sich in der Membran und bringt den den gelösten Stoff tragenden Teil zur anderen Oberfläche. Nun bricht der Komplex auf und der gelöste Stoff wird freigesetzt. Die Freiheit Trägerprotein ändert erneut seine Position, um den gelösten Stoff erneut aufzunehmen.
erleichterte Diffusion vs. aktive Diffusion
Erleichterte Diffusion in der Zellmembran, zeigt Ionenkanäle und Trägerproteine ​​aus Wikipedia

Transportmittel durch die Zelle : Erleichterte Diffusion vs. aktive Diffusion

Materialien werden auf drei Wegen durch die Zellen transportiert. Beide Arten von Diffusion passiv darstellen Transport, da sie keine Energie verbrauchen und immer entlang der Steigung fahren.

Arten der erleichterten Diffusion

  • Die Bewegung von Partikeln eines gelösten Stoffes über eine Membran unabhängig von Partikeln anderer gelöster Stoffe wird als bezeichnet Uniport.
  • Symport ist die Bewegung der Partikel durch die Membran in die gleiche Richtung.
  • Die Bewegung eines gelösten Stoffes in eine Richtung wird von einem Transport eines anderen gelösten Stoffes in die entgegengesetzte Richtung begleitet, wird als bezeichnet Gegenhafen.

Aktiven Transport

Es ist der Transportmodus, der mit dem Aufwand an Energie, speziellen Trägerproteinen und oft gegen Konzentrationsgradienten (Bergtransport) verbunden ist.

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Die Wirkung der Natrium-Kalium-Pumpe ist ein Beispiel für aktiven Transport Wikipedia

Rundfunk

Es ist die Bewegung von Molekülen durch die Zellmembran entlang des Konzentrationsgradienten ohne Energieaufwand. Es ist eine passive Bewegung.

 Es ist ein langsamer Prozess und tritt in meist fettlöslichen Substanzen auf, da die Matrix der Zellmembranen aus Lipiden besteht. Diffusion wird häufig in Gasen und Flüssigkeiten beobachtet. Es kann auch in Feststoffen auftreten. Die Diffusion ist wichtig, da sie das einzige Transportmittel für Gase innerhalb der Pflanzen ist. Konzentrationsgradienten, Temperatur, Druck und Membrandurchlässigkeit beeinflussen alle die Diffusionsgeschwindigkeit.

Diffusionsdruck

Der Druck, der von den Partikeln über die Zellmembran ausgeübt wird, um von einer höheren zu einer niedrigeren Flächenkonzentration zu diffundieren. Die Partikelkonzentration im diffundierenden Stoff bestimmt den Diffusionsdruck.

Unabhängige Verbreitung

In einem System können zwei oder mehr Arten von diffundierenden Partikeln wie Sauerstoff und Kohlendioxid vorhanden sein. Diffusionsdruck wird von jedem diffundierenden Stoff ausgeübt. Es ist bekannt als Partialdruck. Unterschiedliche Moleküle bewegen sich entsprechend ihrem Partialdruck durch die Membran. Durch die unabhängige Diffusion können je nach Konzentration oder Partialdruck verschiedene Moleküle die Membran passieren.

Faktoren, die die Diffusion beeinflussen

Die Diffusionsrate wird durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst. Zu berücksichtigende Faktoren sind Temperatur, Diffusionsstoffdichte, Mediendichte, Diffusionsdruck und Diffusionsstrecke.

  • Temperaturen

Die Diffusionsgeschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Dies liegt daran, dass die kinetische Energie der diffundierenden Partikel zugenommen hat.

  • Dichte der Substanz

Die Dichte einer Substanz spielt eine entscheidende Rolle bei der Diffusion. Leichte Substanzen passieren die Membran schneller, während schwere Substanzen Zeit brauchen und langsam diffundieren. Flüssigkeitsmoleküle diffundieren im Vergleich zu Feststoffen mit sehr hoher Geschwindigkeit. Die leichteren Gase haben eine schnellere Diffusionsrate als die schwereren. Zum Beispiel Wasserstoff diffundiert im Vergleich schneller zu Sauerstoff.

  • Dichte des Mediums

Bei einer geringeren Dichte des Mediums erfolgt die Diffusion schneller. Mit zunehmender Dichte des Mediums nimmt die Diffusion ab.

  • Konzentrations- oder Diffusionsdruck

Die Diffusion ist proportional zur Konzentration oder zum Diffusionsdruck des Materials. Ist der Konzentrations- oder Diffusionsdruckunterschied größer, geht es schneller; Wenn der Unterschied im Diffusionsdruck gering ist, ist er langsamer. Die Diffusion wird fortgesetzt, bis die Diffusionssubstanz gleichmäßig im Bereich verteilt ist. Zum Zeitpunkt des Gleichgewichts ist der Diffusionsdruck überall gleichmäßig.

  • Entfernung

Wenn die Entfernung, über die eine Diffusion stattfinden soll, gering ist, wird die Nettodiffusion hoch sein. Es wird niedrig sein, wenn die Entfernung groß ist.

Bedeutung der Verbreitung

  • Intrazellulärer Transport : Ionen und andere Substanzen breiten sich aufgrund von Diffusion schnell im Zytoplasma aus.
  • Osmose: Bei dieser Art der Diffusion dürfen nur die Lösungsmittelpartikel diffundieren.
  • Transpiration: Es ist ein Wasserverlust in Dampfform aus den oberirdischen Pflanzenteilen. Die Transpiration erfolgt durch Diffusion.
  • Austausch von Gasen: Tagsüber diffundiert Sauerstoff von Photosyntheseorganen in die Atmosphäre, während Kohlendioxid der Atmosphäre in sie hineindiffundiert.
  • Benetzung der Zellwände: Die Diffusion von Wasser aus Xylemkanälen hält die Wände von Pflanzenzellen feucht.
  • Vertrieb: Diffusion bewirkt die Verteilung von Wasser und gelösten Stoffen innerhalb der Pflanzen.
  • Aroma: Viele Pflanzen produzieren aromatische Substanzen, um bestimmte Tierarten für die Bestäubung anzulocken.

Einfache Diffusion

Es ist eine Art passive Diffusion, was bedeutet, dass kein ATP benötigt wird. Sie verläuft entlang des elektrochemischen Gradienten, dh von einer höheren Konzentration einer Substanz zu einer niedrigeren Konzentration einer Substanz. Es besteht keine Notwendigkeit für Träger. Osmose ist die Unterteilung der einfachen Diffusion.

Nur Wasser- oder Lösungsmittelmoleküle bewegen sich entsprechend dem Gradienten ihres chemischen Potenzials in der Osmose.

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Der Prozess der Osmose über einer semipermeablen Membran. Die blauen Punkte stellen Partikel dar, die den osmotischen Gradienten aus treiben Wikipedia

Chemisches Potential ist die freie Energie von einem Mol einer Substanz in einem System unter konstanter Temperatur und konstantem Druck. Das chemische Potential von reinem Wasser wird bei normaler Temperatur und normalem Druck als Null betrachtet. In einem System heißt sein chemisches Potential Wasserpotential. Er ist immer kleiner Null, also mit einem negativen Wert.

Bedeutung der Osmose

  • Bodenwasser – Wurzeln nehmen Wasser durch den Prozess der Osmose auf.
  • Zellabsorption – Zellen nehmen aufgrund ihrer osmotischen Verhältnisse Wasser auf oder verlieren es.
  • Zelle Organellen – Für ihre optimale Funktion müssen Zellorganellen vollständig aufgebläht sein. Dies tun sie, indem sie eine höhere osmotische Konzentration als das umgebende Cytosol aufweisen.
  • Zellturgidität – Zellen erhalten ihre Prallheit durch eine angemessene osmotische Konzentration von gelösten Stoffen und osmotische Absorption von Wasser.
  • Zellwachstum – Zellen vergrößern sich nur als Reaktion auf das Eindringen von Wasser in sie.
  • Weiche Organe – Osmose hilft weichen Organen wie jugendlichen Stängeln, Blättern, Blüten und matschigen Früchten, ihre Form und ausgedehnte Form beizubehalten.
  • Wachstum des Sämlings – Die junge Wurzel und Plumule können aus dem Samen herauskommen und wachsen, um den Sämling zu bilden, indem sie eine hohe osmotische Konzentration aufrechterhalten.
  • Wurzelwachstum – Junge Wurzeln können aufgrund ihrer Starrheit in den Boden eindringen.
  • Autochorie – Viele Früchte platzen bei Reife aufgrund osmotischer Veränderungen in ihrem Inneren.
  • Pflanzenbewegungen – Osmotische Veränderungen verursachen zyklische Bewegungen in indischen Telegraphenpflanzenblättern und seismonastische Bewegungen in Mimosa Pudica.
  • Stomatale Bewegungen – Die osmotischen Veränderungen in den Schließzellen der Spaltöffnungen in Bezug auf andere Epidermiszellen bewirken, dass sich die Spaltöffnungen öffnen und schließen.
  • Trocknung – Pflanzen schützen sich vor Austrocknung oder übermäßigem Wasserverlust, indem sie eine hohe osmotische Konzentration gelöster Stoffe aufrechterhalten.

Häufig gestellte Fragen

Q1. Nennen Sie ein Beispiel für unabhängige Diffusion.

Beispiel: Es zeigt sich tagsüber an der Diffusion von Wasser, Kohlendioxid und Sauerstoff zwischen Luft und Blattinnerem durch die Stomata.

Q2. Welche Art von Diffusion findet man bei der Osmose?

Bei der Osmose findet eine Diffusion von Wasser aus dem Bereich seines höheren chemischen Potentials in den Bereich seines niedrigeren chemischen Potentials durch eine semipermeable Membran statt.

Q3. Was ist DPD (Diffusionsdruckdefizit)?

Das Vorhandensein von gelösten Stoffen in einem System verringert den Diffusionsdruck von Wasser in diesem System gegenüber seinem reinen Zustand.

Zusammenfassung

Um diesen Beitrag abzuschließen, schließen wir, dass erleichterte und einfache Diffusion entlang des Konzentrationsgradienten funktioniert aktive Diffusion oder Transport arbeitet gegen den Konzentrationsgradienten zusammen mit dem Energieaufwand. Osmose ist ein Beispiel der einfachen Diffusion unter Verwendung von Wassermolekülen.

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