Osmoosi ja diffuusio ovat kaksi erilaista passiivisen kuljetuksen muotoa, joilla on olennainen rooli molekyylien kuljettamisessa solun läpi ja ulos. Opiskelijoita pyydetään useimmiten selventämään osmoosin ja diffuusion yhtäläisyyksiä ja eroja tai vertailemaan kahta kuljetusmuotoa ja vertailemaan niitä.
Sinun on opittava osmoosin ja diffuusion merkitykset käsitelläksesi ongelmaa ja ymmärtämään täysin, mitä ne tarkoittavat.
Osmoosi vs diffuusio
The ero osmoosin ja diffuusion välillä on heidän riippuvuutensa ja vaatimukset. Osmoosi perustuu liuoksessa olevien liuenneiden liuenneiden osien lukumäärään. Siitä huolimatta diffuusio riippuu lisäkomponenttien olemassaolosta. Edellinen tarvitsee vettä hiukkasten toimintaan. Jälkimmäiset taas liikkuvat ilman veden tarvetta.
Osmoosin ja diffuusion vertailutaulukko (taulukkomuodossa)
| Vertailuparametri | Diffuusio | Osmoosi |
|---|---|---|
| Puoliläpäisevä kalvo | Osittain läpäisevän kalvon saatavuus on välttämätöntä | Tämän prosessin toteuttamiseksi osittain läpäisevän kalvon saatavuus on välttämätöntä |
| Hydrostaattinen ja turgorpaine | Normaalisti hydrostaattinen paine ja turgoripaine eivät ole tärkeitä diffuusiossa. | Osmoosia vastustavat hydrostaattinen paine ja turgoripaine. |
| Paine-, vesi- ja liuenneen aineen potentiaalit | Painepotentiaali, vesipotentiaali ja liuenneen aineen potentiaali eivät vaikuta diffuusioon. | Liuenneen aineen potentiaali on välttämätön osmoosin tapahtumiseksi. |
| Luotettavuus muihin molekyyleihin | Diffuusio perustuu pääasiassa muiden molekyylien olemassaoloon. | Osmoosi perustuu ensisijaisesti liuenneiden liuenneiden hiukkasten lukumäärään liuottimessa. |
| Keskikokoinen | Tämä on monipuolinen prosessi ja se voi tapahtua missä tahansa väliaineessa riippumatta siitä, onko se nestemäinen, kaasumainen vai kiinteä väliaine. | Nestemäinen väliaine on välttämätön tämän prosessin toteuttamiseksi |
Mikä on osmoosi?
Osmoosi, diffuusion muoto, jossa vesi virtaa osittain läpäisevän kalvon läpi alueelta, jolla on korkea vesipitoisuus, matalan pitoisuuden vyöhykkeelle.
Osmoosi on prosessi, joka tapahtuu kaikissa soluissa. Esimerkiksi punasolujen ollessa veteen niiden on annettava veden virrata kalvonsa läpi.
Punasolut yksinkertaisesti kutistuvat, kun laitetaan väkevää sokeriliuosta, kun vesi kulkee osmoosin kautta pienemmän pitoisuuden alueelle. Tästä syystä mikroskoopin läpi katsottuna solut näyttävät kutistuneilta.
Onneksi tätä tapahtuu harvoin verenkierron sisällä, koska munuaiset varmistavat, että veripitoisuus on sama kuin punasolujen vesipitoisuus.
Kuten punasolut, solukalvon ulkopinnalla olevissa kasveissa olevilla soluilla on jonkin verran paksumpi ja vakaampi solurakenne. Se auttaa kasvisoluja kuluttamaan paljon vettä räjähtämättä osmoosiin.
Kasvit eivät pystyisi poistamaan vettä maaperästä ilman osmoosia. Kun osmoosi antaa kasvisolujen poistaa niin paljon vettä, ne muuttuvat vähemmän tiiviiksi ja vähitellen kalvo kutistuu.
Mikä on diffuusio?
Tämä prosessi viittaa aineiden passiiviseen siirtoon vyöhykkeeltä, joka koostuu suuren molekyylipitoisuuden pitoisuudesta vyöhykkeelle, jolla on pieni pitoisuus. Kun se tapahtuu solujen välillä, on tapa siirtää pieniä aineita solukalvon kautta.
Molekyylit liikkuvat aina jatkuvasti. Lämpötila, joka on ihmisten arjessa suosittu mitta, liittyy läheisesti tähän liikkeeseen. Tämä mittaa molekyylien keskimääräistä kineettistä energiaa (keskiarvo) aineessa.
Molekyylienergia saa aikaan spontaanin liikkeen, joka itse asiassa stimuloi diffuusiota. Molekyylien väliset törmäykset ovat yleisiä.
Diffuusio standardoi ilmanlaadun jakamalla uudelleen kemiallisia yhdisteitä, kuten ilmakehän happea, kunnes tasapaino saavutetaan. Tähän prosessiin vaikuttavia tekijöitä ovat lämpötila, etäisyys hiukkasten täytyy kulkea ja pitoisuusgradientti
Tässä on joitain esimerkkejä diffuusiosta. Tuoksun suihkuttaminen tilassa saa hetken tuntumaan hyvältä, mutta hajumolekyylit hajoavat ajan mittaan ennen kuin niiden taajuutta ei huomaa ihmisen nenälle.
Toinen erinomainen esimerkki diffuusiosta on värin upottaminen vesisäiliöön, mikä voi muuttaa koko liuoksen (veden) ulkonäköä.
Koska diffuusion ehtoja on useita, tutkijat ovat tunnistaneet useita tämän prosessin muotoja.
Tärkeimmät erot osmoosin ja diffuusion välillä
- Osmoosiin liittyy liuottimen liikkeitä alhaisemman pitoisuuden alueilta, kun taas diffuusiolle on ominaista liuottimen liikkuminen korkeamman pitoisuuden alueilta.
- Diffuusio voidaan havaita missä tahansa seosyhdistelmässä, jopa osittain läpäisevässä kalvossa, kun taas osmoosia havaitaan vain osittain läpäisevän kalvon läpi.
- Liuotin- ja liuenneet materiaalit voivat kulkea diffuusion aikana, kun taas vain liuotinmateriaalit pääsevät kulkemaan kalvon läpi osmoosissa ja tässä tilanteessa ne ovat vesimolekyylejä.
- Osmoosin aikana hiukkasten liike tapahtuu vain yhteen suuntaan, kun taas hiukkasten liike tapahtuu kaikkiin suuntiin diffuusion aikana.
- Kun osmoosiprosessi on käynnissä, liuoksen puolella oleva ylimääräinen paine voi joko pysäyttää tai kääntää prosessin, kun taas diffuusioprosessia ei voida pysäyttää tai kääntää.
Johtopäätös
Sekä elottomille että eläville organismeille diffuusio on yleinen ja olennainen mekanismi. Aineiden, kuten veden ja mineraalien, täytyy liikkua osittain läpäisevän kalvon läpi päästäkseen soluun ja poistuakseen siitä.
Yksi tämän mahdollistavista mekanismeista on diffuusio. Puoliläpäisevä kalvo on sellainen, joka mahdollistaa muiden aineiden nopean liikkumisen sen läpi, kun taas muut aineet liikkuvat sen läpi niin hitaasti.
Nämä kaksi kuljetusmekanismin muotoa helpottavat molekyylien siirtymistä soluun ja sieltä pois, nimittäin osmoosia ja diffuusiota. Molemmat ovat passiivisia kuljetusjärjestelmiä, koska ne eivät tarvitse ylimääräistä energiaa toimiakseen.
Avaintekijä näiden kahden prosessin välillä on ympäristö, jossa ne esiintyvät. Osmoosia voi tapahtua vain nestemäisessä ympäristössä, mutta diffuusio voi tapahtua kaikissa kolmessa väliaineessa (kiinteässä, nestemäisessä ja kaasussa).
- https://trid.trb.org/view/354006
- https://www.lifescied.org/doi/pdf/10.1187/cbe.11-04-0038
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC541081/
