Concentration gradient: lub tswvyim ntawm mis. Thauj cov tshuaj nyob rau hauv lom week

Yuav ua li cas yog concentration? Hais lus Benefit, qhov ratio yog qhov ntim ntawm cov ntaub ntawv thiab lub xov tooj ntawm hais yaj nyob rau ntawd. Qhov no txhais yog pom nyob rau hauv lub feem ntau ntau haiv neeg ceg ntawm science, los ntawm physics thiab kev kawm txog zauv, xaus philosophy. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, cov lus nug ntawm kev siv lub tswvyim ntawm "concentration" nyob rau hauv ib thiab Science News for KIDS.

gradient

Txhais los ntawm Latin, nws txhais tau tias "loj hlob" los yog "Taug kev", ces muaj yog ib tug "taw tes ntiv tes", uas qhia cov kev taw qhia nyob rau hauv uas tej nqi tsub kom. Raws li ib qho piv txwv, yuav siv tau, piv txwv li, lub qhov siab saum toj no hiav txwv theem ntawm txawv cov ntsiab lus ntawm lub ntiaj teb. Nws (lub qhov siab ntawm) cov gradient nyob rau txhua kis rau hauv daim ntawv qhia yuav qhia cov vector zuj zus qhov tseem ceeb kom mus cuag cov steepest sawv.

Nyob rau hauv kev kawm txog zauv, lub sij hawm nyob rau hauv nws lub lig thib kaum cuaj caug xyoo. Nws twb qhia los ntawm Maxwell thiab muaj lawv tus kheej cov cim ntawm no magnitude. Physicists siv cov tswvyim no nyob rau hauv thiaj li yuav piav qhia txog lub fais thiab gravitational teb, qhov kev hloov ntawm tej lub zog.

Tsis tsuas yog physics, tab sis tseem muaj lwm sciences siv lub sij hawm "gradient". Cov tswvyim no tej zaum yuav muaj kev cuam tshuam ob leeg zoo thiab ntau characterization ntawm tshuaj, e.g., concentration los yog kub.

concentration gradient

Yuav ua li cas yog lub gradient yog tam sim no paub, thiab yog dab tsi concentration? Qhov no yog ib tug txheeb ze tus nqi, uas qhia cov kev faib ua feem ntawm cov tshuaj yeeb dej caw uas muaj nyob hauv cov tshuaj. Nws muaj peev xwm yuav txiav raws li feem pua los ntawm qhov ceeb thawj, moles los yog atoms nyob rau hauv cov roj (tshuaj), cov kev faib ua feem ntawm tag nrho cov. Qhov no ntau xaiv yuav ua kom peb qhia zoo yam piv. Thiab tsis yog nyob rau hauv physics los yog biology, tab sis kuj nyob rau hauv lub metaphysical sciences.

Nyob rau hauv dav dav, lub concentration gradient yog ib tug vector kom muaj nuj nqis, uas kuj characterizes npaum li cas thiab cov kev taw qhia ntawm kev hloov ntawm cov tshuaj yeeb dej caw nyob rau hauv lub nruab nrab.

txhais

Puas yuav ua tau los mus laij lub concentration gradient? Formula nws yog tshwj xeeb yog nyob nruab nrab ntawm cov elementary kev hloov ntawm tshuaj thiab ib tug ntev txoj kev ntawm concentration uas yuav muaj los mus kov yeej cov tshuaj yeeb dej caw kom ua tau ib tug nqi koj tshuav ntawm lub ob lub ntsiab. Lej, qhov no yog qhia los ntawm cov mis C = dC / dl.

Lub xub ntiag ntawm lub concentration gradient nruab nrab ntawm ob ntaub ntawv yog vim li cas rau lawv nws. Yog hais tias tus hais tsiv los ntawm ib cheeb tsam ntawm dua concentration mus rau ib tug tsawg dua, ces nws yog hu ua diffusion, thiab yog hais tias nyob rau hauv lawv muaj ib tug semipermeable barrier - osmosis.

active thauj

Active thiab passive thauj qhia lub zog ntawm tshuaj thoob plaws lub week los yog khaubncaws sab nraud povtseg ntawm hlwb nyob beings: protozoa, nroj tsuag, tsiaj txhu thiab tib neeg. Qhov no txoj kev yuav siv sij hawm qhov chaw siv lub thermal zog, txij li thaum txoj kev hloov yog ua tshuaj tiv thaiv ib tug concentration gradient los ntawm me me rau loj. Cov feem ntau rau xws li ib sis siv adenosine triphosphate los yog ATP - molecule uas yog ib tug ntau yam chaw ntawm lub zog 38 Joule.

Muaj ntau yam ntaub ntawv ntawm ATP, uas yog nyob rau hauv lub week ntawm lub hlwb. Lub zog muaj nyob rau hauv lawv yog tso tawm thaum lub hloov lwm lub tsev ntawm yam los ntawm qhov thiaj li hu ua molecular twj. Qhov no pores nyob rau hauv lub cell phab ntsa uas xaiv nqus thiab pumped ntsha ions. Nyob rau hauv tas li ntawd, muaj ib tug qauv ntawm cov thauj raws li symport. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, nyob rau tib lub sij hawm nws thauj ob yam: ib tug los tawm ntawm lub cell, thiab lwm yam tau txais nws. Qhov no txuag zog.

vesicular thauj

Active thiab passive thauj muaj xws li thauj tshuaj nyob rau hauv daim ntawv ntawm cov npuas los yog hlwv, yog li tus txheej txheem no yog hu ua, ntsig txog, vesicular thauj. Muaj ob hom:

1. Endocytosis. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, npuas yog generated ntawm tus xovtooj ntawm membrane nyob rau hauv nws cov haum txheej txheem khib nyiab los yog kua. Hlwv yuav ua tau tus los yog muaj npoo. Qhov no txoj kev ntawm noj yog qe ntshav dawb, thiab lub raum epithelium.
2. Exocytosis. Raws li lub npe no qhia, qhov no yog qhov ntxeev ntawm lub yav dhau los yog ib tug. Nws muaj organelles nyob rau hauv lub cell (e.g., Golgi apparatus), uas yog "ntim" tshuaj mus rau hauv lub hlwv, thiab lawv tom qab tuaj tawm los ntawm daim nyias nyias.

Passive thauj: Diffusion

Zog ntawm lub concentration gradient (siab kom tsawg) tshwm sim tsis muaj kev siv ntawm lub zog. Muaj ob variants ntawm passive thauj - yog osmosis thiab diffusion. Cov yav tas yog ib tug yooj yooj yim thiab khaub-ncaws nyias.

Osmosis ntsiab txawv yog hais tias tus txheej txheem ntawm tsiv molecules yuav siv sij hawm qhov chaw los ntawm cov semipermeable membrane. Ib tug diffusion nrog ib tug concentration gradient tshwm sim nyob rau hauv lub hlwb muaj ib tug membrane nrog ob khaubncaws sab nraud povtseg ntawm lipid molecules. thauj cov kev taw qhia nyob tsuas yog nyob rau hauv lub xov tooj ntawm tshuaj rau ob tog ntawm daim nyias nyias. Nyob rau hauv no, lub hlwb txeem hydrophobic tshuaj, polar molecule, urea, thiab muaj peev xwm tsis txeem cov nqaijrog, suab thaj, ions thiab DNA.

Nyob rau hauv lub diffusion, qhov molecules yuav sau tag nrho cov muaj nyob rau lub ntim, raws li zoo raws li dlhos lub concentration rau ob tog ntawm daim nyias nyias. Nws thiaj li tshwm sim hais tias daim nyias nyias yog impermeable los yog tsis zoo permeable mus rau lub substance. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, nws muaj feem xyuam rau cov osmotic rog uas yuav ob leeg ua ib lub denser barrier thiab ncab nws los ntawm kev ua qhov loj ntawm lub siv channel.

thawm diffusion

Thaum lub concentration gradient yog tsis txaus thauj khoom mus rau cov kev pab ntawm kev proteins. Lawv muaj nyob rau ntawm lub cell daim nyias nyias nyob rau hauv tib txoj kev raws li ATP molecules. Ua tsaug rau nws, yuav ua tau tag nrho ob qho active thiab passive thauj.

Nyob rau hauv no txoj kev, los ntawm daim nyias nyias yog loj molecules (cov nqaijrog, DNA), polar tshuaj, uas muaj xws li cov amino acids thiab suab thaj, ions. Tsaug rau qhov kev koom tes ntawm cov protein thauj ceev yog nce los ntawm ob peb lub sij hawm piv nrog rau cov pa diffusion. Tab sis qhov no acceleration nyob ntawm ntau yam:

• tshuaj yeeb dej caw gradient sab hauv thiab sab nraum lub cell;
• nqi ntawm cov cab kuj molecules;
• tus nqi losis tswvyim dabtsi tshuaj thiab cov cab kuj;
• kev nce mus saum kev loj puab nto ntawm lub cell daim nyias nyias.

Dua li no, cov thauj yog nqa tawm ua tsaug rau cov ua hauj lwm ntawm cov cab kuj cov nqaijrog, thiab ATP zog nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yog tsis siv.

Cov yam ntxwv tseem ceeb uas characterize thawm diffusion, yog:

1. Ceev hloov lwm lub tsev ntawm tshuaj.
2. Selectivity thauj.
3. Saturation (thaum tag nrho cov proteins uas nyob).
4. Sib txeeb ntawm tshuaj (vim lub affinity ntawm cov protein).
5. Neeg rau tej tshuaj lom neeg cov neeg ua hauj - inhibitors.

osmosis

Raws li hais saum toj no, osmosis - lub zog ntawm tshuaj raws concentration gradient thoob plaws ib tug semipermeable membrane. Cov feem ntau tag osmosis txheej txheem piav Le Chatelier-Braun hauv paus ntsiab lus. Nws hais tias yog ib tug system yog nyob rau hauv nruab nrab, cawv los ntawm sab nraum, nws yuav yuav rov qab mus rau nws txoj qub. Thawj lub sij hawm nrog osmosis phenomenon ces yuav tsum nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub XVIII xyoo pua, tab sis, ces nws tsis muab ntau npaum li cas tseem ceeb. kawm phenomenon pib xwb ib puas xyoo tom qab.

Qhov tseem ceeb tshaj lub caij nyob rau hauv lub phenomenon ntawm osmosis yog ib tug semipermeable membrane uas kis tau los ntawm nws tus kheej xwb molecules ntawm ib tug tej yam kab uas hla los yog cov khoom. Piv txwv li, ob lub ntsiab uas txawv ntau, cov teeb meem yuav kis tau los ntawm tsuas yog tus kuab. Qhov no yuav muaj mus ntxiv raws li ntev raws li lub concentration rau ob tog ntawm daim nyias nyias yuav tsis tau tib yam.

Osmosis plays ib tug tseem ceeb luag hauj lwm nyob rau hauv cell lub neej. Qhov no tshwm sim ua rau nws tau mus txeem rau lawv xwb mus rau cov neeg tshuaj uas yog tsim nyog los ntxiv lub neej. Liab cov ntshav cell daim nyias nyias yog permeable rau cov dej, pa thiab as-ham, tab sis cov proteins uas yog tsim nyob rau hauv ib tug liab ntshav cell, yuav tsis tau tawm.

osmosis thiab pom ua daim ntawv thov nyob rau hauv lub neej txhua hnub. Txawm tias yuav tsis paub hais tias nws, cov neeg nyob rau hauv tus txheej txheem ntawm brining cov zaub mov uas siv hauv paus ntsiab lus ntawm cov lus tsa suab ntawm lub lwg me me raws concentration gradient. Nyeem saline "ncav us txog" tag nrho ntawm cov dej los ntawm cov khoom, li no tas lawv yuav tsum tau muab cia rau lawm.