Xamda gradient: formula tushunchasi. biologik membranalarida moddalarning Transport

konsentratsiyasi qanday? keng gapirganda, nisbati materiallar hajmi va unda erigan zarrachalar soni. Bu ta'rif falsafasi so'nggi fizika va matematika, dan, ilm-fan, eng turli tarmoqlarida topilgan. Bu holda, biologiya va kimyo "xamda" tushunchasi foydalanish savol.

gradient

Lotin tarjima, u "o'sayotgan" yoki "Walking" degan ma'noni anglatadi, keyin yo'nalishini bildiradi a "ishora barmoq", bor bo'lgan har qanday ortadi qiymati. Misol sifatida, masalan, Yerning turli nuqtalarida dengiz sathidan balandligi foydalanish mumkin. Uning (balandligi) xaritada har bir nuqtasida gradient tik sabab erishish qadriyatlarni oshirish vektor bilan ko'rsatadi.

Matematikada atamasi faqat o'n to'qqizinchi asrning oxirida paydo bo'ldi. Bu Maksvell tomonidan joriy va bu kattaligi o'z ramzlari taklif etildi. Fiziklar elektr va gravitatsion maydonini, salohiyati energiya o'zgarishini tasvirlab uchun bu tushunchani foydalaning.

Nafaqat fizika, balki boshqa fanlar muddatini "gradient» foydalaning. Bu tushuncha moddalar sifat va miqdoriy karakterizasyonu, masalan, xamda yoki harorat ikkala aks mumkin.

konsentratsiyasi gradient

Endi ma'lum gradient va nima konsentratsiyasi qanday? Bu nisbiy qiymati, eritma tarkibidagi moddaning qismini ko'rsatadi. Bu gaz (eritma) og'irlik, mol yoki atomlar, butunning qismi tomonidan foiz sifatida qolishi mumkin. Bu keng tanlov deyarli har qanday nisbati ifoda qilish uchun bizga imkon beradi. Va nafaqat fizika yoki biologiyaga, balki metafizik fanlar bilan.

Umuman, konsentratsiyasi gradient bo'lgan bir vektor miqdor, ham miqdorini va o'rta moddaning o'zgarish yo'nalishini xarakterlaydi.

aniqlash

u konsentratsiyasi gradienti hisoblash mumkinmi? Formula ayniqsa moddaning elementar o'zgarishlar va ikki yechimlari o'rtasida muvozanatni erishish uchun modda yengish uchun kerak bo'ladi konsentratsiyasi uzoq yo'ldan o'rtasida bo'ladi. Matematik, bu formula C = DC / dl bilan ifoda qilinadi.

Ikki materiallar o'rtasidagi konsentratsiyasi gradienti mavjudligi, ularning aralashtirish uchun sabab bo'ladi. zarralar bir kam, u deb ataladi diffuziya yuqori kontsentratsiyasi bir hududdan harakat va ulardan agar yarim geçirgen to'siq bor bo'lsa - osmos.

Foydalanuvchining barcha e'lonlar, transport

protozoa, o'simliklar, hayvonlar va insonlar: faol va passiv transport membranalarida yoki tirik mavjudot hujayralarining qatlamlari bo'ylab moddalar harakatini aks ettiradi. o'tish kichik dan katta bir xamda gradientine qarshi moddalar amalga oshiriladi, chunki bu jarayon, issiqlik energiyasi yordamida sodir bo'ladi. Eng tez-tez adenozin trifosfat yoki ATP yordamida bunday hamkorlik uchun - energiya 38 Joule bir ko'p tomonlama manbaidir molekulasi.

hujayralari membranalarida joylashgan ATP turli shakllari mavjud. ulardagi mavjud energiya ozod bo'lsa deb atalmish molekulyar nasoslar orqali moddalar uzatish. Bu tanlab shimib va elektrolit ionlari shimib hujayra devorining gözenekler. Bundan tashqari, symport sifatida transport bir model bor. Bir hujayraning chiqib keladi, va boshqa, uni oladi: Bu holda, bir vaqtning o'zida u ikki moddalarni tashildi. Bu energiya tejash imkonini beradi.

vezikulyar transport

Faol va passiv transport, jarayon, o'z navbatida, deb ataladi, shuning uchun, sharchalar yoki vesiküller shaklida vezikulyar tashish moddalarni tashish o'z ichiga oladi. ikki qismdir:

1. Endositozdan. Bu holda, pufakchalar uning yutilish jarayoni qattiq yoki suyuq yilda hujayra membranasi hosil qilinadi. Vezikülleri silliq bo'lishi yoki qirralarning bo'lishi mumkin. Boqish Bu usul tuxum oq qon hujayralari va buyrak epiteliysi bo'ladi.
2. Exocytosis. Nomidan ham ko'rinib turibdiki, bu avvalgi bir teskari bo'ladi. Bu vesiküller ichiga "qadoqlangan" modda hujayra ichidagi organelleri (masalan, soya apparat), bor, va ular keyinchalik membrana orqali keladi.

Passiv transport: Diffuziya

(Past yuqori) xamda gradientine harakati energiyasidan foydalanish holda sodir bo'ladi. osmos va diffuziya bo'ladi - passiv transport ikki varyantlar bor. ikkinchisi oddiy va engil bir hisoblanadi.

Osmos asosiy farq harakat molekulalar jarayoni yarim geçirgen membrana orqali bo'lib o'tadi, deb. a konsentratsiyasi gradiyent birga bir diffuziya lipid molekulalari ikki qatlamlari bilan membranani bo'lgan hujayralar uchraydi. transport yo'nalishi faqat membrana, har ikki tomon moddalar soniga bog'liq bo'ladi. Shu tarzda, hujayralar kirib hidrofob moddalar, qutb molekula, karbamid, va oqsillar, shakar, ionlar va DNK kirib bo'lmaydi.

diffuziya jarayonida, molekulalari butun mavjud hajmini to'ldirish uchun, shuningdek, membrana, har ikki tomon konsentratsiyasini tekislang moyil. Bu shunday membrana o'tkazmaydigan yoki moddaga oz o'tkazmaydigan bo'ladi. Bu holda, u bir zichroq to'siq qilish va nasos kanal hajmini oshirish, uni uzatmoqchi mumkin ikkala osmotik kuchlar ta'sir qiladi.

imkon diffuziya

konsentratsiyasi gradient etarli bo'lmagan taqdirda maxsus oqsillari yordamida moddiy tashish. Ular ATP molekulalar bir xil tarzda hujayra membranasi ustida joylashgan. Unga rahmat, ikkala faol va passiv transport bo'lishi mumkin.

Shu tarzda, membrana orqali aminokislotalar va shakar, ionlari o'z ichiga katta molekulalar (oqsillar, DNK), qutb moddalar bor. oqsil transport tezligi ishtirokida tufayli an'anaviy diffuziya bilan solishtirganda bir necha barobar ortadi. Lekin, bu tezlashtirish necha omillarga bog'liq:

• ichki va hujayra tashqarisida modda gradient;
• tashuvchisi molekulalar miqdori;
• modda va taşıyıcı majburiy darajasi;
• hujayra membranasi ichki sirtini kengaytirmoq.

Shunga qaramay, transport tashuvchisi oqsillarni ish tufayli amalga oshiriladi, va bu holatda ATP energiya ishlatiladi emas.

Tezlashadi, difüzyonunu tavsiflovchi asosiy xususiyatlari quyidagilar:

1. moddalarning Tezkor uzatish.
2. Selektiv transport.
3. Saturation (barcha oqsillar band bo'lsa).
4. moddalar orasidagi raqobat (oqsil afınitesinde tufayli).
5. maxsus kimyoviy moddalar sezuvchanlik - ingibitorlari.

osmos

Yuqorida aytib o'tilganidek, osmos - bir yarim geçirgen membranani bo'ylab konsentratsiyasi gradienti birga moddalar harakati. eng to'liq osmos jarayoni Le Chatelier-Braun tamoyilini ta'riflaydi. Bu tizim muvozanat bo'lsa, tashqaridan ta'sir, u uni avvalgi holiga qaytib keladi, deb aytadi. osmos hodisaga bilan birinchi marta XVIII asr o'rtalarida duch, lekin keyin u ko'p ahamiyat bermadi. hodisa, faqat yuz yil o'tgach boshlandi o'rganish.

ozmoz haqiqati eng muhim element o'zi orqali muayyan diametri yoki xususiyatlari faqat molekulalarni o'tadi bir yarim geçirgen membrana bo'ladi. Misol uchun, turli konsentrasiyalarda bilan ikki yechimlari, to'siq faqat erituvchi orqali o'tadi. Bu membrana, har ikki tomon konsentratsiyasi bir xil bo'lmaydi, deb uzoq davom etadi.

Osmos hujayra hayotida muhim rol o'ynaydi. Bu hodisa imkon faqat hayotni davom ettirish uchun zarur bo'lgan moddalar ularni kirib uchun qiladi. Qizil qon hujayra membranasining faqat suv, kislorod va oziq moddalar o'tkazmaydigan, lekin, qizil qon hujayralari ichida shakllanadi oqsillar, chiqib olmaydi.

osmos va kundalik hayotda topilgan amaliy dastur. Hatto o'zi bilmagan holda, ishlatiladigan oziq-ovqat amal jarayonida odamlar konsentratsiyasi gradienti birga molekulalar harakati printsipi. To'yingan sho'r, shunday qilib, ularni uzoq saqlanishi uchun imkon beradigan, mahsulot suv butun "cho'zib".