Диффузия в биологических системах



Дата24.10.2018
Размер35.3 Kb.

Диффузия в биологических системах. Диффузия играет важную роль в процессах жизнедеятельности клеток и тканей животных и растений (например, Диффузия кислорода из лёгких в кровь и из крови в ткани, всасывание продуктов пищеварения из кишечника, поглощение элементов минерального питания клетками корневых волосков, Диффузия ионов при генерировании биоэлектрических импульсов нервными и мышечными клетками). Различная скорость Диффузия ионов через клеточные мембраны — один из физических факторов, влияющих на избирательное накопление элементов в клетках организма. Проникновение растворённого вещества в клетку может быть выражено законом Фика, в котором значение коэффициента Диффузия заменено коэффициентом проницаемости мембраны, а градиент концентрации — разностью концентраций вещества по обе стороны мембраны. Диффузионное проникновение в клетку газов и воды (см. Осмос) также описывается законом Фика; при этом значения разности концентраций заменяются значениями разности давлений газов и осмотических давлений внутри и вне клетки.

  Различают простую Диффузия — свободное перемещение молекул и ионов в направлении градиента их химического (электрохимического) потенциала (так могут перемещаться лишь вещества с малыми размерами молекул, например вода, метиловый спирт); ограниченную Диффузия, когда мембрана клетки заряжена и ограничивает Диффузия заряженных частиц даже малого размера (например, слабое проникновение в клетку анионов); облегчённую Диффузия — перенос молекул и ионов, самостоятельно не проникающих или очень слабо проникающих через мембрану, др. молекулами («переносчиками»); так, по-видимому, проникают в клетку сахара и аминокислоты. Через мембрану, вероятно, могут диффундировать и переносчик, и комплекс переносчика с веществом. Перенос вещества, определяемый градиентом концентрации переносчика, называется обменной Диффузия; такая Диффузия отчётливо проявляется в экспериментах с изотопными индикаторами. Различную концентрацию веществ в клетке и окружающей её среде нельзя объяснить только Диффузия их через мембраны за счёт имеющихся электрохимических и осмотических градиентов. На распределение ионов влияют также процессы, которые могут вызывать перераспределение веществ против их электрохимического градиента с затратой энергии, — так называемый активный транспорт



Значение диффузионных процессов. Диффузия играет важную роль в различных областях науки и техники, в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Диффузия оказывает влияние на протекание или определяет механизм и кинетику химических реакций (см., например, Диффузионных пламен метод, Макрокинетика), а также многих физико-химимических процессов и явлений: мембранных, испарения, конденсации, кристаллизации, растворения, набухания, горения, каталитических, хроматографических, люминесцентных, электрических и оптических в полупроводниках, замедления нейтронов в ядерных реакторах и т.д. Большое значение имеет диффузия при образовании на границах фаз двойного электрического слоя, диффузиофорезе (см. Электроповерхностные явления) и элекрофорезе (см. Электрокинетические явления), в электрохимических методах анализа и процессах (см., например, Диффузионный потенциал, Диффузионный ток), в фотографических процессах для быстрого получения позитивного изображения и др.

Диффузия служит основой многих распространенных технических операций: спекания порошков, химико-термической обработки металлов (например, азотирования и цементации сталей), гомогенизации сплавов, металлизации и сварки материалов, дубления кожи и меха, крашения волокон; перемещения газов с помощью так назваемых диффузионных насосов. Диффузия - одна из стадий многочисленных химико-технологических процессов (например, массообменных); представления о диффузионном переносе вещества используют при моделировании структуры потоков в химических реакторах и др. Роль диффузии существенно возросла в связи с необходимостью создания материалов с заранее заданными свойствами для развивающихся областей техники (ядерной энергетики, космонавтики, радиационных и плазмохимических процессов и т. п.). Знание законов, управляющих диффузией, позволяет предупреждать нежелательные изменения в изделиях, происходящие под влиянием высоких нагрузок и температур, облучения и т.д. Закономерностям диффузии подчиняются процессы физико-химической эмиграции элементов в земных недрах и во Вселенной, а также процессы жизнедеятельности клеток и тканей растений (например, поглощение корневыми клетками N, Р, К - основных элементов минерального питания) и живых организмов.
Каталог: DswMedia
DswMedia -> Исследовательская работа Исследование влияния эми сотового телефона на живые организмы. Работу ученица 11 класса
DswMedia -> Работу выполнил
DswMedia -> Предметная неделя «Новое поколение за здоровый образ жизни!»
DswMedia -> Конкурс научно-исследовательских, проектных и творческих работ учащихся
DswMedia -> Всё о вреде курения
DswMedia -> Семинар «факторы риска профессиональной деформации личности педагога. Профилактика и коррекция синдрома выгорания»
DswMedia -> Исследовательская работа Исследование уровня профессионального выгорания педагогов мбоу сош№1 Работу ученица 9 класса
DswMedia -> Учебное пособие для студентов по специальности «Сестринское дело»


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница