拡散について学ぶ
この図は、半透膜を横切る左から右への水と他の分子の拡散を示しています。より大きな分子は障壁を越えることができません。 Freemesm /ウィキメディアコモンズ/ CC BY-SA 3.0
拡散とは？
拡散 利用可能なスペースを占有するために分子が広がる傾向です。液体中のガスと分子は、濃度の高い環境から濃度の低い環境に拡散する傾向があります。受動輸送は、膜を横切る物質の拡散です。これは 自発的なプロセス 細胞エネルギーは消費されません。分子は、物質が濃縮されている場所から濃縮されていない場所に移動します。さまざまな物質の拡散速度は、膜透過性の影響を受けます。たとえば、水は自由に拡散します。 細胞膜 しかし、他の分子はできません。それらは、促進拡散と呼ばれるプロセスを通じて細胞膜を通過するのを助けなければなりません.
重要ポイント: 拡散
- 受動拡散は、細胞膜などの膜を横切る分子の動きです。運動はエネルギーを必要としません。
- の 促進された拡散 、分子はキャリアタンパク質の助けを借りて膜を横切って輸送されます。
- 呼吸と光合成は、自然に発生する拡散プロセスの例です。
- 細胞内へのグルコース移動はその一例です 促進された拡散 .
- 植物の根の水分吸収は、浸透の一例です。
浸透とは？
浸透 パッシブトランスポートの特殊なケースです。水は半透膜を横切って拡散し、一部の分子は通過できますが、他の分子は通過できません。
水が浸透によって半透膜を通過し、糖濃度の高い領域に入ります。 ttsz/iStock/Getty Images Plus
浸透では、水の流れの方向は溶質濃度によって決まります。水は 低張性 (低溶質濃度) ソリューションに 高張 (高溶質濃度) ソリューション。上の例では、水は半透膜の左側の糖濃度の低いところから右側の糖分子濃度の高いところに移動します。分子濃度が膜の両側で同じである場合、水は等しく流れます ( 等張性 ) 膜の両側の間。
拡散の例
酸素と二酸化炭素の両方が血液中に拡散し、体中に運ばれます。 ttsz/iStock/Getty Images Plus
自然に発生するプロセスの多くは、分子の拡散に依存しています。 呼吸 ガス (酸素と二酸化炭素) の内外への拡散を伴います。 血液 .の中に 肺 、二酸化炭素は肺胞で血液から空気中に拡散します。 赤血球 次に、空気から血液中に拡散する酸素を結合します。血液中の酸素やその他の栄養素は、 組織 ガスと栄養素が交換される場所。二酸化炭素と老廃物が組織から拡散する 細胞 血中の酸素、ブドウ糖、その他の栄養素は体組織に拡散します。この拡散プロセスは 毛細血管床 .
植物の光合成ではガスの拡散が起こる。 snapgalleria/iStock/Getty Images Plus
拡散も起こる 植物細胞 .のプロセス 光合成 植物に発生する 葉 ガスの拡散に依存します。光合成では、太陽光、水、および二酸化炭素からのエネルギーを使用して、グルコース、酸素、および水を生成します。二酸化炭素は、葉と呼ばれる植物の葉の小さな孔を通って空気から拡散します。 気孔 .光合成によって生成された酸素は、植物から気孔を通って大気中に拡散します。
この画像は、キャリアタンパク質を介して細胞膜を横切るグルコースの促進された拡散を示しています。 ttsz/iStock/Getty Images Plus
の 促進された拡散 、グルコースなどのより大きな分子は、細胞膜を自由に拡散できません。これらの分子は、輸送の助けを借りて濃度勾配を下る必要があります タンパク質 .細胞膜に埋め込まれたタンパク質チャネルには、細胞の外側への開口部があり、特定の分子が内側に収まるようになっています。特定のサイズや形状などの特定の特性を持つ分子のみが、細胞の外側から細胞内空間への通過を許可されます。このプロセスはエネルギーを必要としないため、促進された拡散は受動輸送と見なされます。
浸透の例
浸透によって植物の細胞膜を横切って移動する水は、植物を直立した位置に戻すのに役立ちます. berkpixels/ゲッティイメージズ
体内の浸透の例には、体内のネフロン細管による水の再吸収が含まれます。 腎臓 および組織での体液の再吸収 毛細血管 .植物では、浸透は水の吸収で示されます 工場 ルーツ。浸透は植物の安定性にとって重要です。しおれた植物は、植物の水分不足の結果です 液胞 .液胞は、水を吸収して植物に圧力をかけることで、植物の構造を硬く保つのに役立ちます 細胞壁 .浸透によって植物の細胞膜を横切って移動する水は、植物を直立した位置に戻すのに役立ちます.