3.5: Passive Usafiri
- Page ID
- 173755
Vipande vya plasma lazima kuruhusu vitu fulani kuingia na kuondoka kiini, huku kuzuia nyenzo hatari kuingia na nyenzo muhimu kutoka kuondoka. Kwa maneno mengine, utando wa plasma huchagua-huruhusu vitu vingine kupitia lakini sio wengine. Kama wangekuwa kupoteza kuchagua hii, kiini bila tena kuwa na uwezo wa kuendeleza yenyewe, na ingekuwa kuharibiwa. Baadhi ya seli zinahitaji kiasi kikubwa cha vitu maalum kuliko seli zingine; lazima ziwe na njia ya kupata vifaa hivi kutoka kwenye majimaji ya ziada. Hii inaweza kutokea passively, kama vifaa fulani hoja na kurudi, au kiini inaweza kuwa na taratibu maalum ili kuhakikisha usafiri. Seli nyingi hutumia nishati zao nyingi, kwa namna ya adenosine triphosphate (ATP), ili kuunda na kudumisha usambazaji usio sawa wa ions kwenye pande tofauti za membrane zao. Muundo wa membrane ya plasma huchangia kazi hizi, lakini pia hutoa matatizo fulani.
Aina ya moja kwa moja ya usafiri wa membrane ni passive. Usafiri usiofaa ni jambo la kawaida linalojitokeza na hauhitaji kiini kutumia nishati ili kukamilisha harakati. Katika usafiri wa passiv, vitu huhamia kutoka eneo la ukolezi wa juu hadi eneo la ukolezi wa chini katika mchakato unaoitwa utbredningen. Sehemu ya kimwili ambayo kuna mkusanyiko tofauti wa dutu moja inasemekana kuwa na gradient ya mkusanyiko.
Kuchagua upenyezaji
Vipande vya plasma ni asymmetric, maana yake ni kwamba licha ya picha ya kioo iliyoundwa na phospholipids, mambo ya ndani ya membrane hayafanani na nje ya membrane. Protini muhimu ambazo hufanya kama njia au pampu zinafanya kazi katika mwelekeo mmoja. Karodi, zilizounganishwa na lipids au protini, pia hupatikana kwenye uso wa nje wa membrane ya plasma. Complexes hizi za kabohaidreti husaidia kiini kumfunga vitu ambavyo seli inahitaji katika maji ya ziada. Hii inaongeza sana kwa asili ya kuchagua ya membrane ya plasma.
Kumbuka kwamba utando wa plasma una mikoa ya hydrophilic na hydrophobic. Tabia hii husaidia harakati za vifaa fulani kupitia membrane na kuzuia harakati za wengine. Vifaa vya mumunyifu wa lipid vinaweza kuingizwa kwa urahisi kupitia msingi wa lipid ya hydrophobic ya membrane. Vitu kama vile vitamini vya mumunyifu mafuta A, D, E, na K hupita kwa urahisi kupitia utando wa plasma katika njia ya utumbo na tishu nyingine. Madawa ya kulevya yenye mumunyifu pia hupata kuingia rahisi ndani ya seli na husafirishwa kwa urahisi ndani ya tishu za mwili na viungo. Molekuli za oksijeni na dioksidi kaboni hazina malipo na hupita kwa kutenganishwa rahisi.
Dutu za polar, isipokuwa maji, zina matatizo kwa membrane. Wakati baadhi ya molekuli polar kuungana kwa urahisi na nje ya seli, hawawezi kwa urahisi kupita katika msingi lipid ya utando plasma. Zaidi ya hayo, wakati ions ndogo zinaweza kuingizwa kwa urahisi kupitia nafasi katika mosaic ya membrane, malipo yao yanawazuia kufanya hivyo. Ions kama vile sodiamu, potasiamu, kalsiamu, na kloridi lazima iwe na njia maalum za kupenya utando wa plasma. Sukari rahisi na asidi za amino pia zinahitaji msaada na usafiri kwenye membrane ya plasma.
Usambazaji
Kutenganishwa ni mchakato wa usafiri wa usafiri. Dutu moja huelekea kuhamia kutoka eneo la mkusanyiko wa juu hadi eneo la ukolezi mdogo mpaka mkusanyiko uwe sawa katika nafasi. Wewe ni ukoo na utbredningen wa vitu kwa njia ya hewa. Kwa mfano, fikiria juu ya mtu kufungua chupa ya manukato katika chumba kilichojaa watu. Mafuta ni katika ukolezi wake wa juu katika chupa na ni chini kabisa kwenye kando ya chumba. Mvuke wa manukato utaenea, au kuenea mbali, kutoka chupa, na hatua kwa hatua, watu zaidi na zaidi watasikia harufu ya manukato inapoenea. Vifaa huhamia ndani ya cytosol ya seli kwa kutenganishwa, na vifaa vingine vinahamia kupitia utando wa plasma kwa kutenganishwa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Utbredningen haitumii nishati. Badala yake viwango tofauti vya vifaa katika maeneo mbalimbali ni aina ya nishati ya uwezo, na utbredningen ni ufisadi wa nishati hiyo uwezo kama vifaa hoja chini mkusanyiko wao gradients, kutoka juu hadi chini.
Kila dutu tofauti katika kati, kama vile maji ya ziada, ina gradient yake ya ukolezi, huru ya gradients ya mkusanyiko wa vifaa vingine. Zaidi ya hayo, kila dutu itaenea kulingana na gradient hiyo.
Sababu kadhaa huathiri kiwango cha kutenganishwa.
- Kiwango cha gradient ya ukolezi: Tofauti kubwa katika ukolezi, kuenea kwa kasi zaidi. Karibu usambazaji wa nyenzo hupata usawa, polepole kiwango cha kutenganishwa kinakuwa.
- Misa ya molekuli diffusing: Molekuli kubwa zaidi hoja polepole zaidi, kwa sababu ni vigumu zaidi kwao kuhamia kati ya molekuli ya dutu wao ni kusonga kupitia; kwa hiyo, wao kueneza polepole zaidi.
- Joto: Joto la juu huongeza nishati na hivyo harakati za molekuli, na kuongeza kiwango cha kutenganishwa.
- Uzito wa kutengenezea: Kama wiani wa ongezeko la kutengenezea, kiwango cha kutenganishwa hupungua. Molekuli hupungua kwa sababu zina wakati mgumu zaidi kupata kupitia katikati ya denser.
DHANA KATIKA HATUA
Kwa uhuishaji wa mchakato utbredningen katika hatua, kuona video hii fupi juu ya usafiri kiini membrane.
Kuwezeshwa usafiri
Katika usafiri uliowezeshwa, pia huitwa kuwezeshwa utbredningen, nyenzo huenda katika utando wa plasma kwa msaada wa protini za transmembrane chini ya gradient ya mkusanyiko (kutoka juu hadi chini ya ukolezi) bila matumizi ya nishati ya mkononi. Hata hivyo, vitu vinavyofanyiwa usafiri wa kuwezeshwa vinginevyo havikueneza kwa urahisi au haraka katika utando wa plasma. Suluhisho la kusonga vitu vya polar na vitu vingine kwenye membrane ya plasma hutegemea protini zinazozunguka uso wake. Vifaa vinavyotumwa ni vya kwanza vinaunganishwa na protini au glycoprotein receptors kwenye uso wa nje wa membrane ya plasma. Hii inaruhusu nyenzo zinazohitajika na kiini kuondolewa kwenye maji ya ziada. Dutu hizo hupitishwa kwa protini maalum muhimu zinazowezesha kifungu chao, kwa sababu huunda njia au pores ambazo zinaruhusu vitu fulani kupitisha kwenye membrane. Protini muhimu zinazohusika katika usafiri wa kuwezeshwa zinajulikana kwa pamoja kama protini za usafiri, na zinafanya kazi kama njia ama kwa ajili ya vifaa au flygbolag.
Osmosis
Osmosis ni ugawanyiko wa maji kwa njia ya membrane isiyoweza kupunguzwa kulingana na mkusanyiko wa maji kwenye membrane. Wakati utbredningen husafirisha nyenzo katika utando na ndani ya seli, osmosis husafirisha maji tu katika utando na utando hupunguza utbredningen ya solutes katika maji. Osmosis ni kesi maalum ya kutenganishwa. Maji, kama vitu vingine, huenda kutoka eneo la ukolezi wa juu hadi moja ya ukolezi wa chini. Fikiria beaker yenye membrane isiyoweza kupunguzwa, ikitenganisha pande mbili au nusu (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Pande zote mbili za utando, kiwango cha maji ni sawa, lakini kuna viwango tofauti kila upande wa dutu iliyoyeyushwa, au solute, ambayo haiwezi kuvuka utando. Ikiwa kiasi cha maji ni sawa, lakini viwango vya solute ni tofauti, basi kuna viwango tofauti vya maji, kutengenezea, upande wowote wa membrane.
Kanuni ya utbredningen ni kwamba molekuli kuzunguka na kuenea sawasawa katika kati kama wanaweza. Hata hivyo, nyenzo pekee zinazoweza kupata kupitia membrane zitaenea kwa njia hiyo. Katika mfano huu, solute haiwezi kueneza kupitia utando, lakini maji yanaweza. Maji ina gradient mkusanyiko katika mfumo huu. Kwa hiyo, maji yatapungua chini ya mkusanyiko wake, kuvuka membrane kwa upande ambapo haujilimbikizia. Hii utbredningen wa maji kwa njia ya membrane-osmosis-itaendelea mpaka mkusanyiko gradient ya maji inakwenda sifuri. Osmosis inaendelea daima katika mifumo ya maisha.
Tonicity
Tonicity inaelezea kiasi cha solute katika suluhisho. Kipimo cha tonicity ya suluhisho, au jumla ya solutes kufutwa kwa kiasi fulani cha suluhisho, inaitwa osmolarity yake. Neno tatu-hypotonic, isotonic, na hypertonic-hutumiwa kuhusisha osmolarity ya kiini kwa osmolarity ya maji ya ziada ambayo ina seli. Katika suluhisho la hypotonic, kama vile maji ya bomba, maji ya ziada yana mkusanyiko wa chini wa solutes kuliko maji ndani ya seli, na maji huingia kwenye seli. (Katika mifumo ya maisha, hatua ya kumbukumbu daima ni cytoplasm, hivyo kiambishi awali hypo - ina maana kwamba maji ya ziada ya seli ina mkusanyiko wa chini wa solutes, au osmolarity ya chini, kuliko cytoplasm ya seli.) Pia ina maana kwamba maji ya ziada yana mkusanyiko mkubwa wa maji kuliko seli. Katika hali hii, maji yatafuata gradient yake ya ukolezi na kuingia kiini. Hii inaweza kusababisha kiini cha wanyama kupasuka, au lyse.
Katika suluhisho la hypertonic (kiambishi awali mfumuko - inahusu maji ya ziada yaliyo na mkusanyiko mkubwa wa solutes kuliko cytoplasm ya seli), maji yana maji kidogo kuliko seli, kama vile maji ya bahari. Kwa sababu kiini kina mkusanyiko wa chini wa solutes, maji yatatoka kiini. Kwa kweli, solute ni kuchora maji nje ya seli. Hii inaweza kusababisha kiini cha mnyama kupungua, au kuunda.
Katika suluhisho la isotonic, maji ya ziada ya ziada yana osmolarity sawa na kiini. Ikiwa mkusanyiko wa solutes ya seli hufanana na ile ya maji ya ziada, hakutakuwa na harakati ya wavu ya maji ndani au nje ya seli. Siri za damu katika ufumbuzi wa hypertonic, isotonic, na hypotonic huchukua maonyesho ya tabia (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).
UHUSIANO WA S
Daktari anajenga mgonjwa na kile daktari anadhani ni suluhisho la salini ya isotonic. Mgonjwa hufa, na autopsy inaonyesha kwamba seli nyingi za damu nyekundu zimeharibiwa. Je, unadhani ufumbuzi daktari sindano ilikuwa kweli isotonic?
Viumbe vingine, kama vile mimea, fungi, bakteria, na baadhi ya protisti, wana kuta za seli zinazozunguka utando wa plasma na kuzuia lisisi ya seli. Utando wa plasma unaweza kupanua tu hadi kikomo cha ukuta wa seli, hivyo kiini hakitapungua. Kwa kweli, cytoplasm katika mimea daima ni kidogo hypertonic ikilinganishwa na mazingira ya seli, na maji daima kuingia kiini kama maji inapatikana. Mvuto huu wa maji hutoa shinikizo la turgor, ambalo linaimarisha kuta za seli za mmea (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Katika mimea isiyo ya kawaida, shinikizo la turgor linasaidia mmea. Ikiwa seli za mmea huwa hypertonic, kama hutokea katika ukame au kama mmea hauwagiliwi kwa kutosha, maji yatatoka kiini. Mimea hupoteza shinikizo la turgor katika hali hii na huenda.
Muhtasari wa sehemu
Aina zisizofaa za usafiri, utbredningen na osmosis, hoja vifaa vya uzito mdogo wa Masi. Vipengele vinaenea kutoka maeneo ya mkusanyiko wa juu hadi maeneo ya ukolezi mdogo, na mchakato huu unaendelea mpaka dutu hii inashirikiwa sawasawa katika mfumo. Katika ufumbuzi wa dutu zaidi ya moja, kila aina ya molekuli inatofautiana kulingana na gradient yake ya ukolezi. Sababu nyingi zinaweza kuathiri kiwango cha kutenganishwa, ikiwa ni pamoja na gradient ya ukolezi, ukubwa wa chembe ambazo zinaenea, na joto la mfumo.
Katika mifumo ya maisha, ugawanyiko wa vitu ndani na nje ya seli hupatanishwa na utando wa plasma. Vifaa vingine vinaenea kwa urahisi kupitia membrane, lakini wengine huzuiliwa, na kifungu chao kinawezekana tu na njia za protini na flygbolag. Kemia ya vitu hai hutokea katika ufumbuzi wa maji, na kusawazisha viwango vya ufumbuzi huo ni tatizo linaloendelea. Katika mifumo ya maisha, utbredningen wa baadhi ya vitu itakuwa polepole au vigumu bila protini membrane.
Sanaa Connections
Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Daktari anajenga mgonjwa na kile anachofikiri ni suluhisho la salini ya isotonic. Mgonjwa hufa, na autopsy inaonyesha kwamba seli nyingi za damu nyekundu zimeharibiwa. Je, unadhani ufumbuzi daktari sindano ilikuwa kweli isotonic?
- Jibu
-
Hapana, ni lazima kuwa hypotonic, kama ufumbuzi wa hypotonic ingeweza kusababisha maji kuingia seli, na hivyo kuwafanya kupasuka.
faharasa
- mkusanyiko gradient
- eneo la mkusanyiko wa juu kutoka eneo la ukolezi mdogo
- kuenea
- mchakato wa usafiri wa vifaa vya uzito wa chini wa Masi chini ya mkusanyiko wake
- kuwezeshwa usafiri
- mchakato ambao nyenzo huenda chini ya mkusanyiko wa mkusanyiko (kutoka juu hadi chini ya mkusanyiko) kwa kutumia protini muhimu za membrane
- hypertonic
- inaelezea suluhisho ambalo maji ya ziada yana osmolarity ya juu kuliko maji ndani ya seli
- hypotonic
- inaelezea suluhisho ambalo maji ya ziada yana osmolarity ya chini kuliko maji ndani ya seli
- isotoniki
- inaelezea suluhisho ambalo maji ya ziada yana osmolarity sawa na maji ndani ya seli
- osmolarity
- jumla ya vitu kufutwa kwa kiasi fulani cha ufumbuzi
- osmosis
- usafiri wa maji kwa njia ya membrane isiyoweza kupunguzwa kutoka eneo la mkusanyiko wa maji ya juu hadi eneo la mkusanyiko wa chini wa maji kwenye membrane
- usafiri wa passiv
- njia ya kusafirisha nyenzo ambazo hazihitaji nishati
- selectively permit
- tabia ya membrane ambayo inaruhusu vitu vingine kupitia lakini si wengine
- mumunyifu
- dutu kufutwa katika mwingine kuunda suluhisho
- tonicity
- kiasi cha solute katika suluhisho.