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5.5: 확산
목차

JoVE Core
Biology

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Education
확산
 
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전사물
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5.5: 확산

확산은 세포 에너지의 지출을 필요로 하는 그들의 농도 그라데이션 아래로 물질의 수동적인 운동입니다. 분자 또는 이온과 같은 물질은 고농도 영역에서 사이토솔또는 멤브레인을 가로질러 낮은 농도의 영역으로 확산됩니다. 결국, 농도는 물질을 무작위로 움직이지만 농도에 그물 변화를 일으키지 않는 것으로 고르게 됩니다. 이러한 상태는 살아있는 유기체에 있는 전반적인 항상성을 유지하는 데 필수적인 동적 평형이라고합니다.

확산 의존적 생물학적 공정

확산은 생물이 자신의 환경과 가스를 교환하는 과정인 호흡과 같은 생물학적 과정에 중요한 역할을 합니다. 공기 중에서 호흡 한 후, 폐포에서 산소의 농도, 인간의 폐의 공기 낭, 혈액의 산소 농도보다 높다. 따라서 산소는 농도 그라데이션을 혈액으로 확산시킵니다. 신체 조직에 들어가기 위해, 산소와 혈액에 운반 된 다른 영양소는 농도 그라데이션 아래로 조직으로 확산해야합니다. 이산화탄소와 같은 대사 폐기물은 조직에서 모세 혈관으로 확산되어 이산화탄소 농도가 신체 조직 내부보다 적습니다. 이산화탄소를 운반하는 혈액은 이산화탄소가 혈액보다 가스 농도가 낮은 폐포로 쉽게 확산되는 폐로 펌핑됩니다. 이산화탄소는 폐포에서 몸밖으로 내뿜는다.

확산은 또한 식물의 가스 교환에 대한 책임이 있습니다. 광합성에 필요한 이산화탄소는 스토마타라고 불리는 잎에 작은 모공을 통해 공기 중의 식물 잎으로 확산됩니다. 반대로 광합성의 부산물로 생성된 산소는 잎에서 나와 스토마타를 통해 공기속으로 확산된다.

확산 속도

온도, 분자 질량, 용매 밀도, 용해도 및 분자의 농도 그라데이션의 크기와 같은 요인은 확산 속도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 용액에서, 각 물질은 다른 물질의 농도 그라데이션과 무관 한 자체 농도 그라데이션. 구획 간의 농도 차이가 커지면 확산 속도가 빨라집니다. 따라서, 시스템이 가까워질수록 평형, 확산 속도가 느려진다.

멤브레인을 가로지르는 확산 속도는 주로 분자의 상대적 소수성에 달려 있습니다. 구체적으로, 더 지질 수용성 및 비극성 분자는, 더 쉽게 막을 통해 확산됩니다. 여기에는 산소와 이산화탄소와 같은 작은 가스뿐만 아니라 비타민과 같은 더 큰 물질이 포함됩니다. 다른 충전되지 는 않지만 지방 분자, 물 과 포도 당 같은 큰 것 들 통과 합니다., 비록 훨씬 느린 속도로. 대조적으로, 충전된 이온은 그들의 크기에 상관없이 - 그리고 비 지질 수용성 단백질은 지질 이중층에 의해 격퇴되고 교차하는 그밖 기계장치가 필요합니다.

간단한 확산 대 촉진 확산

간단한 확산은 물질이 도움없이 농도 그라데이션을 따라 멤브레인 을 통해 직접 확산 될 수있을 때 발생합니다. 그러나, 용이한 확산은 물질이 에너지를 소비하지 않고 막을 통과하기 위해 멤브레인 임베디드 수송 단백질의 사용을 필요로 할 때 일어난다.


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