So sánh vận chuyển chủ và vận chuyển thụ dộng năm 2024

Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không tiêu tốn năng lượng.

- Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không tiêu tốn năng lượng. Kiểu vận chuyển này dựa theo nguyên lí khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng sinh chất được gọi là sự thẩm thấu.

Quảng cáo

- Các chất tan có thể khuếch tán màng sinh chất bằng 2 cách : khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép, khuếch tán qua kênh prôtêin xuyên màng tế bào [hình 11.1 a,b].

Hình 11.1. Sơ đồ các kiểu vận chuyển các chất qua màng

Khuếch tán trực tiếp;

Khuếch tán qua kênh;

Vận chuyển chủ động.

Các dạng môi trường trong cơ thể:

Các chất có khuếch tán được qua màng sinh chất vào bên trong tế bào hay không còn tùy thuộc vào sự chênh lệch về nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào cũng như các đặc tính lí hóa học của chúng.

- Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan lớn hơn nồng độ của chất tan trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường ưu trương. Khi đó, chất tan có thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào môi trường bên trong tế bào.

- Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan bằng nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường đẳng trương.

- Nếu môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan thấp hơn so với nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường nhược trương. Khi đó, các chất tan bên ngoài tế bào không thể khuếch tán vào bên trong tế bào được.

Đặc điểm các chất thẩm thấu qua màng:

- Các chất không phân cực và có kích thước nhỏ như CO2,O2… có thể dễ dàng khuếch tán qua lớp phôtpholipit của màng sinh chất. Các chất phân cực hoặc các ion cũng như các chất có kích thước phân tử lớn như glucôzơ chỉ có thể khuếch tán được vào bên trong tế bào qua các kênh prôtêin xuyên màng. Các prôtêin vận chuyển có thể đơn thuần là các prôtêin có cấu trúc phù hợp với các chất cần vận chuyển hoặc là các cổng chỉ mở cho các chất được vận chuyển đi qua khi có các chất tín hiệu bám vào cổng.

- Các phân tử nước cũng được thẩm thấu vào trong tế bào nhờ một kênh prôtêin đặc biệt được gọi là aquaporin.

Luyện tập 3 trang 59 Sinh học 10: So sánh sự vận chuyển thụ động và sự vận chuyển chủ động qua màng sinh chất theo gợi ý ở bảng 9.1.

Trả lời

Đặc điểm

Vận chuyển thụ động

Vận chuyển chủ động

Giống nhau

- Đều tham gia kiểm soát sự vận chuyển các chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài.

- Đều có thể có sự tham gia của các kênh protein màng.

Khác nhau

Chiều gradient nồng độ

Cùng chiều

Ngược chiều

Yêu cầu về năng lượng

Không tiêu tốn năng lượng

Tiêu tốn năng lượng

Protein

vận chuyển

Có thể có hoặc không có sự tham gia của protein vận chuyển.

Có sự tham gia của protein vận chuyển.

Ví dụ

Tế bào lông hút của rễ hút nước từ đất.

Tế bào thận sử dụng năng lượng của tế bào để bơm các amino acid và glucose từ nước tiểu trở lại máu.

Ý nghĩa

- Đảm bảo cung cấp các chất cần thiết cho tế bào và điều hòa nồng độ các chất hai bên màng sinh chất.

Nhìn chung, vận chuyển thụ động cho phép các phân tử hoặc ion di chuyển qua màng tế bào mà không cần tế bào tiêu tốn năng lượng.

Các loại vận chuyển thụ động

Có bốn loại vận chuyển thụ động:

Bạn đang xem: Vận chuyển thụ động – Định nghĩa, Các loại, Ví dụ

khuếch tán đơn giản: Khuếch tán là sự di chuyển của các chất hóa học từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn. Sự khác biệt về nồng độ giữa hai vị trí được gọi là gradient nồng độ và quá trình khuếch tán tiếp tục cho đến khi gradient này được trung hòa. Chất lỏng và chất khí trải qua quá trình khuếch tán vì các hạt của chúng di chuyển ngẫu nhiên từ vị trí này sang vị trí khác. Nó là một quá trình cần thiết cho một số quá trình sống trong các sinh vật sống. Các chất vào và ra khỏi tế bào thông qua quá trình khuếch tán đơn giản.
khuếch tán thuận lợi: Khuếch tán được tạo điều kiện là sự chuyển động thụ động của các ion hoặc phân tử qua màng tế bào nhờ các protein tích hợp xuyên màng nhất định. Các phân tử lớn và không hòa tan cần một chất mang để chúng vận chuyển qua màng sinh chất. Quy trình này không yêu cầu năng lượng bên ngoài hoặc tế bào. Chất vận chuyển glucose, kênh ion và aquaporin là những ví dụ khuếch tán được hỗ trợ. Màng tế bào chỉ thấm qua một số lượng hạn chế các phân tử nhỏ, không phân cực. Do đó, việc tạo điều kiện khuếch tán qua trung gian protein xuyên màng là điều cần thiết.
Lọc: Quá trình tách các hạt ra khỏi chất lỏng và chất khí được gọi là quá trình lọc. Lọc được minh họa bằng sự hấp thụ có chọn lọc các chất dinh dưỡng của cơ thể. Cơ chế này xảy ra dọc theo gradient nồng độ mà không cần bất kỳ năng lượng nào. Một ví dụ về bộ lọc sinh học là thận. Cầu thận lọc máu và tái hấp thu các hóa chất thiết yếu. Trong quá trình lọc, màng tế bào chỉ cho phép các chất hòa tan và dễ thấm qua các lỗ của nó.
thẩm thấu: Để cân bằng nồng độ của các chất khác, nước và các phân tử khác chảy qua màng thấm chọn lọc trong quá trình thẩm thấu. Nhiệt độ và gradient nồng độ ảnh hưởng đến thẩm thấu. gradien nồng độ càng cao thì tốc độ thẩm thấu càng lớn. Ngoài ra, tốc độ thẩm thấu tăng khi nhiệt độ tăng. Có một lý thuyết xung đột liên quan đến quá trình thẩm thấu. Một số nhà sinh vật học cho rằng thẩm thấu là một quá trình vận chuyển tích cực hơn là thụ động.

1. khuếch tán đơn giản

Khuếch tán đơn giản là sự di chuyển tự phát của vật liệu từ khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng. Quá trình này không yêu cầu bất kỳ sự tiêu hao năng lượng nào và dựa vào gradient nồng độ như một nguồn năng lượng tiềm tàng để vận chuyển các phân tử.
Trong quá trình khuếch tán đơn giản, các phân tử hoặc hạt chất tan di chuyển một cách ngẫu nhiên được gọi là chuyển động Brown. Thông lượng, đo số mol chất tan đi qua một centimet vuông màng mỗi giây, có thể được tính bằng phương trình Torrell đề xuất năm 1953. Phương trình tính đến độ linh động của chất tan, nồng độ của vật liệu có sẵn để khuếch tán, và động lực của gradient nồng độ.
gradien nồng độ đóng vai trò là động lực vận chuyển phân tử qua màng. Khi đạt được trạng thái cân bằng và nồng độ ở cả hai bên trở nên bằng nhau, thông lượng qua màng đạt đến mức không.
Sự khuếch tán đơn giản xảy ra trong chất lỏng và chất khí do chuyển động ngẫu nhiên của các hạt của chúng. Các ví dụ phổ biến về các phân tử được vận chuyển thông qua khuếch tán đơn giản bao gồm oxy, carbon dioxide và ethanol.
Ở sinh vật nhân sơ như vi khuẩn, sự khuếch tán đơn giản cũng chịu trách nhiệm vận chuyển nước, chất dinh dưỡng, khí và bài tiết chất thải. Những sinh vật này dựa vào sự chuyển động thụ động của các phân tử qua màng tế bào của chúng.
Tóm lại, khuếch tán đơn giản là một quá trình tự phát cho phép các phân tử di chuyển từ vùng có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp mà không cần năng lượng. Nó đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học khác nhau, bao gồm trao đổi khí, hấp thu chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải trong sinh vật.

Các yếu tố ảnh hưởng đến khuếch tán đơn giản

Độ dốc nồng độ: Phạm vi của gradient nồng độ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình khuếch tán đơn giản. Sự khác biệt lớn hơn về nồng độ của một phân tử ở hai bên màng dẫn đến tốc độ khuếch tán cao hơn. Tuy nhiên, khi nồng độ đạt đến trạng thái cân bằng, tốc độ khuếch tán giảm.
Trọng lượng phân tử: Khối lượng của các phân tử cũng ảnh hưởng đến sự khuếch tán. Vật liệu có trọng lượng phân tử cao hơn khuếch tán với tốc độ chậm hơn so với vật liệu có trọng lượng phân tử thấp hơn.
Nhiệt độ: Nhiệt độ của hệ thống sinh học tác động trực tiếp đến tốc độ khuếch tán. Tăng nhiệt độ của hệ thống sẽ tăng cường tốc độ khuếch tán, trong khi giảm nhiệt độ sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán. Như vậy, tốc độ khuếch tán tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
Mật độ dung môi: Mật độ của dung môi ảnh hưởng nghịch với tốc độ khuếch tán. Mật độ dung môi cao hơn dẫn đến tốc độ khuếch tán thấp hơn, do các phân tử gặp nhiều lực cản hơn khi di chuyển qua hệ thống. Ngược lại, mật độ dung môi thấp hơn làm giảm điện trở, cho phép các phân tử vượt qua hàng rào thấm dễ dàng hơn.
Độ hòa tan: Độ hòa tan đóng vai trò đáng kể trong quá trình khuếch tán. Các vật liệu không phân cực và hòa tan trong lipid thể hiện tốc độ khuếch tán nhanh hơn so với các vật liệu phân cực và không hòa tan lipid, vì chúng có thể dễ dàng đi qua màng sinh chất.
Diện tích bề mặt và độ dày màng: Diện tích bề mặt của màng sinh chất ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ khuếch tán. Diện tích bề mặt lớn hơn cho phép tốc độ khuếch tán cao hơn qua màng. Mặt khác, độ dày của màng có mối quan hệ nghịch đảo với tốc độ khuếch tán. Màng dày hơn cản trở sự khuếch tán, dẫn đến tốc độ thấp hơn.
Khoảng cách đi du lịch: Khoảng cách mà một chất phải di chuyển ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán. Khoảng cách dài hơn dẫn đến tốc độ khuếch tán chậm hơn. Các tế bào dẹt hoặc kích thước nhỏ hơn tạo điều kiện vận chuyển nhanh hơn các phân tử thông qua khuếch tán thụ động bằng cách giảm khoảng cách mà các chất cần đi qua.

Tóm lại, các yếu tố ảnh hưởng đến sự khuếch tán đơn giản bao gồm gradien nồng độ, trọng lượng phân tử, nhiệt độ, mật độ dung môi, độ hòa tan, diện tích bề mặt của màng, độ dày của màng và quãng đường mà các chất cần di chuyển. Hiểu các yếu tố này giúp làm sáng tỏ các cơ chế và động lực của sự khuếch tán đơn giản trong các hệ thống sinh học.

2. khuếch tán thuận lợi

Khuếch tán được tạo thuận lợi [còn được gọi là vận chuyển thuận lợi hoặc vận chuyển thụ động qua trung gian] là sự vận chuyển thụ động tự phát của các phân tử hoặc ion qua màng sinh học bởi một số protein tích hợp xuyên màng.
Là vận chuyển thụ động, có hỗ trợ không trực tiếp yêu cầu năng lượng hóa học từ quá trình thủy phân ATP trong chính giai đoạn vận chuyển; thay vào đó, các phân tử và ion di chuyển dọc theo gradient nồng độ của chúng, cho thấy bản chất khuếch tán của quá trình vận chuyển.
Theo nhiều cách, khuếch tán thuận lợi khác với khuếch tán đơn giản.
- Việc vận chuyển phụ thuộc vào liên kết phân tử của tải trọng với kênh nhúng màng hoặc protein vận chuyển.
- Không giống như khuếch tán tự do, là tuyến tính trong chênh lệch nồng độ giữa hai pha, tốc độ khuếch tán được hỗ trợ là bão hòa đối với chênh lệch nồng độ giữa hai pha.
- Do sự hiện diện của một sự kiện liên kết tích cực, sự phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình vận chuyển được hỗ trợ khác biệt đáng kể so với quá trình khuếch tán tự do, trong đó sự phụ thuộc vào nhiệt độ là tối thiểu.
Do bản chất kỵ nước của các đuôi axit béo của phospholipid tạo nên lớp kép lipid, các phân tử phân cực và các ion lớn hòa tan trong nước không thể tự do đi qua màng sinh chất.
Các phân tử nhỏ, không phân cực, chẳng hạn như oxy và carbon dioxide, có thể dễ dàng khuếch tán qua màng. Do đó, các phân tử cực nhỏ được vận chuyển qua các kênh xuyên màng do protein hình thành.
Các kênh này được kiểm soát, có nghĩa là chúng có thể mở và đóng, do đó bãi bỏ quy định về sự di chuyển của các ion hoặc các phân tử cực nhỏ qua màng, đôi khi ngược lại với gradient thẩm thấu. Các phân tử lớn hơn được vận chuyển bởi các protein vận chuyển xuyên màng, chẳng hạn như permease, có cấu trúc thay đổi khi các phân tử được di chuyển qua màng [ví dụ: glucose hoặc axit amin].
Trong nước, các hợp chất không phân cực, chẳng hạn như retinol hoặc lipid, không hòa tan. Chất mang hòa tan trong nước di chuyển chúng qua các ngăn chứa nước của tế bào hoặc không gian ngoại bào [ví dụ như protein liên kết retinol]. Các chất chuyển hóa không bị thay đổi do khuếch tán tăng cường không cần năng lượng.
Chỉ có permease mới có khả năng thay đổi hình thức để vận chuyển các chất chuyển hóa. Quá trình vận chuyển một chất chuyển hóa đã thay đổi qua màng tế bào được gọi là vận chuyển chuyển vị nhóm.
Glucose, ion natri và ion clorua là những ví dụ về các hóa chất và ion phải dễ dàng đi qua màng sinh chất nhưng hầu như không thấm qua lớp lipid kép của màng.
Do đó, quá trình vận chuyển của chúng phải được “tạo điều kiện thuận lợi” bởi các protein xuyên màng cung cấp một lộ trình thay thế hoặc cơ chế bỏ qua. Các protein như chất vận chuyển glucose, protein vận chuyển cation hữu cơ, chất vận chuyển urê, chất vận chuyển monocarboxylate 8 và chất vận chuyển monocarboxylate 10 làm trung gian cho quá trình này.

Một. vận chuyển qua trung gian kênh

Vận chuyển qua trung gian kênh là một quá trình trong đó các phân tử hoặc ion tự động đi qua các protein tích hợp xuyên màng cụ thể, được gọi là protein vận chuyển, qua màng sinh học.

Những protein vận chuyển này, được gọi là protein kênh, có tính chọn lọc trong vật liệu mà chúng vận chuyển. Chúng có các miền ưa nước tiếp xúc với chất lỏng nội bào và ngoại bào, và một kênh kỵ nước trong lõi của chúng, tạo thành một lỗ ngậm nước xuyên qua các lớp màng.

Xem thêm : Những Vấn đề cơ bản về lạm phát [Phần 1]

Cấu trúc của các protein kênh cho phép chúng tạo ra một lối đi ngăn cản các phân tử phân cực tiếp xúc trực tiếp với lớp trung tâm không phân cực của màng. Một ví dụ về vận chuyển qua trung gian kênh là sự di chuyển của nước qua các kênh chuyên biệt được gọi là aquaporin.

Protein kênh có thể được phân loại thành hai loại:

Các kênh có cổng: Các kênh này được điều chỉnh bởi các cổng kênh, kiểm soát việc vận chuyển các phân tử. Chúng yêu cầu các tín hiệu cụ thể, chẳng hạn như thay đổi điện áp, ứng suất cơ học hoặc liên kết của phối tử, để mở và cho phép các phân tử đi qua.
Các kênh không bị kiểm soát: Không giống như các kênh bị kiểm soát, các kênh không bị kiểm soát không được điều chỉnh bởi bất kỳ tín hiệu cụ thể nào. Chúng luôn mở và sẵn sàng cho sự vận chuyển liên tục của các phân tử.

Ở các phần khác nhau của ống thận trong thận, có thể tìm thấy cả hai kênh có cổng và không có cổng. Ví dụ, tế bào thần kinh và cơ bắp các tế bào tham gia vào việc truyền xung điện có các kênh kiểm soát natri, kali và canxi trong màng của chúng.

Tóm lại, vận chuyển qua trung gian kênh liên quan đến sự di chuyển tự phát của các phân tử hoặc ion trên màng sinh học thông qua các protein vận chuyển cụ thể được gọi là protein kênh. Những protein này tạo thành các miền ưa nước tương tác với các chất lỏng xung quanh và tạo ra một kênh kỵ nước xuyên qua màng, cho phép vận chuyển có chọn lọc. Các protein kênh có thể được kiểm soát, yêu cầu các tín hiệu cụ thể để mở hoặc không kiểm soát, luôn mở để vận chuyển liên tục.

b. Vận chuyển trung gian

Vận chuyển qua trung gian chất mang là một cơ chế trong đó các phân tử được vận chuyển qua màng sinh học với sự trợ giúp của các protein mang. Các protein vận chuyển này liên kết với các phân tử cụ thể sẽ được vận chuyển, điều này gây ra sự thay đổi về hình dạng của protein. Sự thay đổi hình dạng này cho phép phân tử di chuyển qua màng.
Trong vận chuyển qua trung gian chất mang, chuyển động của các phân tử được điều khiển bởi gradient nồng độ. Khi có nồng độ phân tử ở một bên màng cao hơn so với bên kia, protein vận chuyển sẽ liên kết với phân tử và tạo điều kiện cho nó vận chuyển qua màng sang bên có nồng độ thấp hơn.
Một ví dụ nổi tiếng về vận chuyển qua trung gian chất mang là nhóm protein vận chuyển được gọi là protein vận chuyển glucose, hay GLUT. Những protein vận chuyển này chịu trách nhiệm vận chuyển glucose và các loại đường hexose khác qua màng plasma trong cơ thể. GLUT đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì glucose homeostasis và cung cấp cho tế bào nguồn năng lượng cần thiết.
Vận chuyển qua trung gian chất mang là một quá trình có tính đặc hiệu cao và được điều chỉnh, vì các protein mang có các vị trí liên kết dành riêng cho các phân tử nhất định. Tính đặc hiệu này cho phép vận chuyển có chọn lọc các phân tử qua màng, đảm bảo sự hấp thu và phân phối hiệu quả các chất thiết yếu trong các hệ thống sinh học.
Tóm lại, vận chuyển qua trung gian chất mang liên quan đến việc sử dụng các protein mang để tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của các phân tử qua màng sinh học. Những protein này trải qua những thay đổi về hình dạng khi liên kết với các phân tử cụ thể và vận chuyển chúng dựa trên gradient nồng độ. Ví dụ về vận chuyển qua trung gian chất mang bao gồm vận chuyển glucose và các loại đường khác qua màng plasma bằng protein vận chuyển glucose [GLUT].

Các yếu tố ảnh hưởng đến khuếch tán thuận lợi

Khuếch tán được tạo điều kiện, một loại vận chuyển thụ động dựa vào các protein vận chuyển cụ thể, bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố:

Nhiệt độ: Tốc độ khuếch tán thuận lợi bị ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng lên, năng lượng của các phân tử cũng tăng lên, dẫn đến sự vận chuyển các phân tử qua màng nhanh hơn.
Tập trung: gradien nồng độ của các phân tử ở cả hai phía của màng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình khuếch tán thuận lợi. Hướng của chuyển động được xác định bởi sự khác biệt nồng độ. Các phân tử di chuyển từ khu vực có nồng độ cao hơn đến khu vực có nồng độ thấp hơn.
Khoảng cách khuếch tán: Tốc độ khuếch tán tỷ lệ nghịch với khoảng cách xảy ra khuếch tán. Khoảng cách khuếch tán dài hơn dẫn đến tốc độ khuếch tán chậm hơn. Khoảng cách ngắn hơn giữa phân tử và protein vận chuyển tạo điều kiện khuếch tán nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Kích thước của phân tử: Kích thước của các phân tử cũng ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán thuận lợi. Các phân tử nhỏ hơn có xu hướng di chuyển nhanh hơn các phân tử lớn hơn. Tốc độ khuếch tán liên quan trực tiếp đến kích thước của phân tử, với các phân tử nhỏ khuếch tán nhanh hơn các phân tử lớn hơn.

3. Lọc

Lọc là một quy trình tách vật lý giúp tách chất rắn và chất lỏng khỏi hỗn hợp bằng cách chỉ cho chất lỏng đi qua phương tiện lọc có cấu trúc phức tạp.
Các hạt rắn quá lớn để đi qua môi trường lọc được gọi là quá khổ, trong khi chất lỏng đi qua được gọi là dịch lọc.
Các hạt quá khổ có thể tạo ra một bánh lọc trên đầu bộ lọc và cản trở lưới lọc, ngăn không cho pha chất lỏng đi qua bộ lọc. Hiện tượng này được gọi là chói mắt. Kích thước của các hạt lớn nhất có thể đi qua bộ lọc được gọi là kích thước lỗ hiệu quả của bộ lọc.
Việc tách chất rắn và chất lỏng kém; một số chất lỏng sẽ làm nhiễm bẩn chất rắn và dịch lọc sẽ chứa các hạt nhỏ [tùy thuộc vào kích thước lỗ, độ dày của bộ lọc và hoạt tính sinh học].
Có các hình thức lọc sinh học, địa chất và công nghiệp. Lọc xảy ra trong cả hệ thống tự nhiên và nhân tạo.
Ngoài việc tách các hạt khỏi dòng chất lỏng, các thiết bị lọc sinh học và vật lý còn loại bỏ các loại hóa chất và sinh vật sống bằng cách cuốn theo, thực bào, hấp phụ và hấp thụ. Bộ lọc cát chậm và bộ lọc nhỏ giọt là những ví dụ.
Nó thường được sử dụng như một từ rộng cho microphagy, trong đó các sinh vật lọc các hạt thức ăn nhỏ từ môi trường xung quanh thông qua nhiều cơ chế. Các sinh vật ăn lọc có kích thước từ Vorticella cực nhỏ đến cá nhám phơi nắng, một trong những loài cá lớn nhất và cá voi tấm sừng hàm.
Lọc được sử dụng để tách các hạt và chất lỏng trong huyền phù, với chất lỏng là chất lỏng, khí hoặc chất lỏng siêu tới hạn. Một hoặc cả hai thành phần có thể được tách ra, tùy thuộc vào ứng dụng.
Là một quá trình vật lý, quá trình lọc cho phép tách các chất có thành phần hóa học riêng biệt. Một dung môi được chọn để hòa tan một thành phần, nhưng không hòa tan thành phần kia. Bằng cách hòa tan hỗn hợp trong dung môi đã chọn, một thành phần sẽ đi vào dung dịch và đi qua bộ lọc, trong khi thành phần còn lại sẽ được giữ lại.
Trong kỹ thuật hóa học, lọc thường được sử dụng. Nó có thể được tích hợp với các hoạt động khác của thiết bị để xử lý dòng cấp liệu, chẳng hạn như trong bộ lọc sinh học, bộ lọc và thiết bị phân hủy sinh học.
Khi sàng, sự phân tách xảy ra ở một lớp đục lỗ duy nhất, trong khi ở quá trình lọc, sự phân tách xảy ra ở nhiều lớp đục lỗ [một cái sàng]. Trong sàng, các hạt quá lớn để lọt qua các lỗ của sàng được giữ lại [xem phân bố kích thước hạt]. Trong quá trình lọc, một mạng nhiều lớp giữ các hạt không có khả năng đi theo các đường quanh co của bộ lọc. Các hạt quá khổ có thể tạo thành một lớp bánh trên bề mặt bộ lọc và cũng có thể làm tắc nghẽn mạng lưới bộ lọc, ngăn không cho pha chất lỏng đi qua bộ lọc [làm mù]. Về mặt thương mại, bộ lọc từ được áp dụng cho các màng có mạng phân tách mỏng đến mức bề mặt trở thành vùng phân tách hạt chính, mặc dù thực tế là các sản phẩm này cũng có thể được gọi là sàng.
Lọc khác với hấp phụ, dựa vào điện tích bề mặt để phân tách. Về mặt thương mại, một số thiết bị hấp phụ kết hợp than hoạt tính và nhựa trao đổi ion được gọi là bộ lọc, mặc dù thực tế là lọc không phải là chức năng cơ học chính của chúng.
Do không có phương tiện lọc, quá trình lọc thay đổi từ việc loại bỏ các tạp chất từ tính khỏi chất lỏng [thường là dầu bôi trơn, chất làm mát và dầu nhiên liệu]. Có những thiết bị thương mại được gọi là “bộ lọc từ tính”, mặc dù tên của chúng không phản ánh hoạt động của chúng.
Trong các bộ lọc sinh học, các hạt có kích thước quá mức bị bắt và ăn vào, và các chất chuyển hóa tạo thành có thể được thải ra ngoài. Ví dụ, ở động vật [bao gồm cả con người], lọc thận loại bỏ chất thải ra khỏi máu, và trong xử lý nước và xử lý nước thải, các phần tử không mong muốn được loại bỏ bằng cách hấp phụ vào một màng sinh học được phát triển trên hoặc bên trong phương tiện lọc, như trong lọc cát chậm.

4. thẩm thấu

Thẩm thấu là sự chuyển động hoặc khuếch tán mạng lưới tự phát của các phân tử dung môi qua màng thấm chọn lọc từ vùng có thế nước cao [vùng có nồng độ chất tan thấp hơn] sang vùng có thế nước thấp [vùng có nồng độ chất tan cao hơn] theo hướng có xu hướng cân bằng nồng độ chất tan ở cả hai bên.
Nó cũng có thể được sử dụng để mô tả một quá trình vật lý trong đó bất kỳ dung môi nào cũng đi qua một rào cản thấm chọn lọc [thấm vào dung môi, nhưng không thấm vào chất tan] để phân tách hai dung dịch có nồng độ khác nhau. Có thể thực hiện chức năng thẩm thấu.
Áp suất thẩm thấu được định nghĩa là áp suất bên ngoài cần thiết để ngăn không cho dung môi đi qua màng. Áp suất thẩm thấu là một tính chất chung, có nghĩa là nó phụ thuộc vào nồng độ mol của chất tan chứ không phụ thuộc vào tính chất của nó.
Các hệ thống sinh học yêu cầu thẩm thấu vì màng sinh học có thể bán thấm. Nói chung, các màng này không thấm đối với các phân tử lớn và phân cực, chẳng hạn như ion, protein và polysacarit, nhưng chúng có thể thấm qua các phân tử không phân cực hoặc kỵ nước, chẳng hạn như lipid và các phân tử nhỏ như oxy, carbon dioxide, nitơ. và oxit nitric.
Độ hòa tan, điện tích hoặc hóa học, cũng như kích thước chất tan, xác định tính thấm. Aquaporin cho phép khuếch tán các phân tử nước qua lớp kép phospholipid của màng plasma, màng tonoplast [không bào] và màng bào quan [các protein xuyên màng nhỏ tương tự như các protein chịu trách nhiệm cho các kênh ion và khuếch tán thuận lợi].
Thẩm thấu là cơ chế cơ bản để vận chuyển nước vào và ra khỏi tế bào. Phần lớn tế bào của sức mạnh áp suất được duy trì thông qua quá trình thẩm thấu qua màng tế bào giữa bên trong tế bào và môi trường tương đối giảm trương lực của nó.

Xem thêm : Cách làm thẻ ATM online trên điện thoại và website tại nhà trong 5 phút

Sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng thấm chọn lọc là hiện tượng thẩm thấu. Sự di chuyển ròng của các phân tử nước từ dung dịch có thế năng nước cao thông qua hàng rào thấm một phần vào vùng có thế năng nước thấp. Một tế bào có thế năng nước âm giảm sẽ hấp thụ nước, nhưng điều này cũng phụ thuộc vào các yếu tố khác như thế năng chất tan [áp suất của các phân tử chất tan trong tế bào] và thế năng áp suất [áp suất bên ngoài, ví dụ như thành tế bào]. Có ba loại dung dịch thẩm thấu khác nhau: đẳng trương, nhược trương và ưu trương. Dung dịch đẳng trương xảy ra khi nồng độ chất tan ngoại bào bằng nồng độ chất tan nội bào. Trong dung dịch đẳng trương, các phân tử nước tiếp tục di chuyển giữa các dung dịch nhưng với tốc độ như nhau theo cả hai hướng. Kết quả là sự chuyển động của nước được cân bằng giữa bên trong và bên ngoài tế bào. MỘT giải pháp nhược trương là nồng độ các chất tan bên ngoài tế bào thấp hơn nồng độ bên trong tế bào. Trong dung dịch nhược trương, nước đi vào tế bào thông qua gradient nồng độ [từ nồng độ nước cao đến thấp]. Điều này có thể dẫn đến sưng tế bào. Trong chất lỏng này, các tế bào không có thành tế bào, chẳng hạn như tế bào động vật, có thể phát nổ. Dung dịch ưu trương là dung dịch trong đó nồng độ chất tan lớn hơn nồng độ trong tế bào. Trong dung dịch ưu trương, nước sẽ di chuyển ra khỏi tế bào, khiến tế bào co lại.

Cơ chế

Cơ chế chịu trách nhiệm thúc đẩy thẩm thấu thường được trình bày trong sách giáo khoa sinh học và hóa học dưới dạng pha loãng nước bởi chất tan [dẫn đến nồng độ nước thấp hơn ở phía có nồng độ chất tan cao hơn của màng và do đó nước khuếch tán dọc theo gradient nồng độ] hoặc là lực hút của chất tan đối với nước [dẫn đến ít nước tự do hơn ở phía có nồng độ chất tan cao hơn của màng và do đó, nước chuyển động thuần túy về phía chất tan]. Cả hai tuyên bố này đều bị bác bỏ với sự chắc chắn tuyệt đối.
Tính không thể áp dụng của mô hình thẩm thấu khuếch tán là do thực tế là thẩm thấu có thể di chuyển nước qua màng đến nơi có nồng độ nước cao hơn.
Khái niệm “nước liên kết” bị thách thức bởi thực tế là sự thẩm thấu không phụ thuộc vào đặc tính cộng tác hoặc tính ưa nước của các phân tử chất tan.
Rất khó để định nghĩa sự thẩm thấu mà không có lời giải thích cơ học hoặc nhiệt động lực học, nhưng về cơ bản, có một sự tương tác giữa chất tan và nước chống lại áp suất mà các phân tử chất tan tự do sẽ gây ra. Đáng chú ý là khả năng chuyển nhiệt xung quanh thành cơ năng [nước dâng].
Nhiều giải thích nhiệt động lực học được cung cấp cho ý tưởng về tiềm năng hóa học và chức năng của nước trong dung dịch khác với chức năng của nước tinh khiết như thế nào do áp suất tăng và sự có mặt của chất hòa tan phản tác dụng sao cho tiềm năng hóa học vẫn còn nguyên vẹn.
Định lý virut chứng minh rằng lực hút giữa các phân tử [nước và chất tan] làm giảm áp suất; do đó, áp suất do các phân tử nước tác dụng lên nhau trong dung dịch nhỏ hơn trong nước tinh khiết, cho phép nước tinh khiết “ép” dung dịch cho đến khi áp suất đạt đến trạng thái cân bằng.

Vận chuyển thụ động sử dụng Protein màng

Đôi khi, các phân tử không thể tự mình đi qua màng tế bào. Những hóa chất này yêu cầu các protein vận chuyển để thúc đẩy sự di chuyển của chúng qua màng, một quá trình được gọi là khuếch tán thuận lợi. Được gắn vào màng tế bào, những protein chuyên biệt này được gọi là protein kênh hoặc protein vận chuyển [Hình]. Trên thực tế, chúng đi qua màng tế bào từ bên trong ra bên ngoài tế bào.
Các protein kênh tạo ra một kênh mở hoặc lối đi cho các phân tử đi qua màng tế bào. Nhiều protein kênh cho phép khuếch tán ion. Ion là điện tích nguyên tử. Rất khó để vượt qua màng tế bào nếu không có sự trợ giúp do điện tích. Tính đặc hiệu của các protein kênh đối với các phân tử mà chúng vận chuyển. Ví dụ, các ion natri đi qua màng thông qua protein kênh đặc hiệu của natri.
Protein vận chuyển liên kết các hóa chất và vận chuyển chúng qua màng tế bào. Những protein này liên kết một phân tử ở một bên của màng, biến đổi khi chúng vận chuyển nó qua màng và lắng đọng ở phía đối diện. Mặc dù protein tham gia vào mỗi cơ chế vận chuyển này, nhưng không cần năng lượng. Do đó, đây vẫn là những hình thức di động thụ động.

Ý nghĩa của vận chuyển thụ động

Tầm quan trọng của vận chuyển thụ động là tối quan trọng đối với sự sống của tế bào và duy trì chức năng bình thường trong các sinh vật. Dưới đây là một số điểm chính làm nổi bật tầm quan trọng của nó:

Trao đổi thiết yếu: Vận chuyển thụ động cho phép trao đổi các phân tử sinh học cần thiết cho chức năng tế bào. Nó tạo điều kiện cho sự kết hợp của các chất quan trọng và loại bỏ các chất thải, đảm bảo hoạt động bình thường của các tế bào.
Nghẽn mạch máu não: Khuếch tán thụ động rất quan trọng trong hàng rào máu não, cho phép các phân tử cụ thể, chẳng hạn như natri thiopental, xuyên qua màng và đến não.
Trao đổi nhau thai: Khuếch tán thụ động, đặc biệt là qua nhau thai, đóng một vai trò quan trọng trong việc trao đổi các hạt chất hòa tan giữa mẹ và thai nhi, cho phép các chất dinh dưỡng và oxy thiết yếu đến được thai nhi đang phát triển.
Trọng lượng phân tử nhỏ Vận chuyển: Các hình thức vận chuyển thụ động, chẳng hạn như khuếch tán và thẩm thấu, tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của các vật liệu có trọng lượng phân tử nhỏ qua màng. Điều này bao gồm việc vận chuyển các phân tử thức ăn đã tiêu hóa [ví dụ: axit amin, glucose] từ ruột đến máu và loại bỏ các chất thải [ví dụ: carbon dioxide, urê] từ tế bào cơ thể vào máu.
trao đổi khí: Vận chuyển thụ động có liên quan đến việc trao đổi khí như oxy và carbon dioxide. Oxy di chuyển từ nơi có nồng độ cao [trong túi khí] đến nơi có nồng độ thấp hơn [trong máu], trong khi carbon dioxide di chuyển từ nơi có nồng độ cao [trong máu] đến nơi có nồng độ thấp hơn [trong túi khí].
Thẩm thấu và phân phối chất dinh dưỡng: Thẩm thấu, một hình thức vận chuyển thụ động, đóng một vai trò quan trọng trong việc phân phối các chất dinh dưỡng thiết yếu khắp cơ thể. Nó cho phép dung môi lỏng đi qua màng tế bào bán thấm, đảm bảo cung cấp chất dinh dưỡng thích hợp cho tế bào.
Lọc thận: Ở động vật, bao gồm cả con người, vận chuyển thụ động là công cụ lọc thận, giúp loại bỏ các chất thải ra khỏi máu, duy trì sức khỏe tổng thể và cân bằng nội môi.

Tóm lại, vận chuyển thụ động có tầm quan trọng sinh học quan trọng vì nó tạo điều kiện trao đổi thiết yếu, cho phép phân phối chất dinh dưỡng, hỗ trợ loại bỏ chất thải và hỗ trợ hoạt động tổng thể của tế bào và sinh vật. Vai trò của nó trong các quá trình sinh lý khác nhau làm nổi bật bản chất không thể thiếu của nó trong việc duy trì sự sống.

Sự khác biệt giữa khuếch tán đơn giản và khuếch tán thuận lợi

Khuếch tán đơn giản và khuếch tán được hỗ trợ, trong khi chia sẻ những điểm tương đồng, khác nhau ở một số khía cạnh chính:

Yêu cầu về Protein: Sự khuếch tán được tạo điều kiện dựa vào các protein kênh hoặc chất mang để tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các phân tử qua màng. Ngược lại, khuếch tán đơn giản không cần sự hỗ trợ của protein và xảy ra trực tiếp thông qua lớp kép lipid.
Tỷ lệ vận chuyển: Khuếch tán được tạo điều kiện thể hiện tốc độ vận chuyển bão hòa vì nó phụ thuộc vào sự sẵn có của kênh hoặc protein vận chuyển. Chỉ có một phân tử được vận chuyển tại một thời điểm thông qua khuếch tán thuận lợi. Mặt khác, khuếch tán đơn giản cho thấy mối quan hệ tuyến tính với sự khác biệt về nồng độ. Tốc độ khuếch tán tăng với gradient nồng độ cao hơn và không có giai đoạn bão hòa do tính chất độc lập của nó với các protein vận chuyển.
Tỷ lệ khuếch tán: Tốc độ khuếch tán trong vận chuyển thuận lợi thường chậm hơn so với vận chuyển qua trung gian kênh. Protein kênh cho phép khuếch tán với tốc độ nhanh, vận chuyển hàng chục triệu phân tử mỗi giây. Ngược lại, các protein vận chuyển tạo điều kiện cho sự khuếch tán với tốc độ tương đối chậm hơn, từ một nghìn đến một triệu phân tử mỗi giây.
Sự phụ thuộc vào nhiệt độ: Khuếch tán thuận lợi phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ hơn so với khuếch tán đơn giản. Các sự kiện liên kết liên quan đến khuếch tán thuận lợi được kích hoạt bởi sự thay đổi nhiệt độ. Do đó, sự thay đổi nhiệt độ có tác động rõ rệt hơn đến sự khuếch tán thuận lợi. Ngược lại, khuếch tán đơn giản ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ và thể hiện sự phụ thuộc nhiệt độ nhẹ hơn.

Các kênh và protein vận chuyển để vận chuyển thụ động [Protein vận chuyển được tạo thuận lợi]

Một số phân tử, chẳng hạn như carbon dioxide và oxy, có thể khuếch tán trực tiếp qua màng sinh chất, trong khi những phân tử khác cần hỗ trợ để đi qua phần bên trong kỵ nước của nó. Trong khuếch tán thuận lợi, một loại vận chuyển thụ động, các phân tử khuếch tán qua màng sinh chất với sự hỗ trợ của các protein màng, chẳng hạn như các kênh và chất vận chuyển. Các phân tử này có khả năng khuếch tán vào [hoặc ra khỏi] tế bào bằng cách di chuyển theo gradient nồng độ của chúng. Tuy nhiên, vì chúng tích điện hoặc phân cực nên chúng không thể vượt qua lớp phospholipid mà không có sự trợ giúp. Các protein vận chuyển được tạo điều kiện bảo vệ các phân tử này khỏi lõi màng kỵ nước và cung cấp một con đường cho chúng đi qua.

Các kênh

Các kênh là các protein màng tích hợp đi qua lớp lipid kép, tạo thành các đường hầm ưa nước chạy qua màng. Những đường hầm này cho phép các phân tử mục tiêu cụ thể đi qua màng thông qua khuếch tán.
Một trong những tính năng xác định của các kênh là tính chọn lọc của chúng. Mỗi kênh được thiết kế để chỉ chấp nhận một loại phân tử hoặc một vài phân tử có liên quan chặt chẽ với nhau để vận chuyển. Tính chọn lọc này đảm bảo chuyển động chính xác và có kiểm soát của các chất cụ thể qua màng.
Việc đi qua một kênh protein thuận lợi cho các hợp chất phân cực và tích điện. Các phân tử này có thể tránh được lõi kỵ nước của màng sinh chất, nếu không sẽ cản trở hoặc làm chậm quá trình xâm nhập của chúng vào tế bào. Bằng cách sử dụng các kênh, các hợp chất này có thể đi qua màng hiệu quả hơn.
Protein kênh thể hiện các chế độ hoạt động khác nhau. Một số kênh vẫn mở mọi lúc, cho phép dòng phân tử liên tục. Mặt khác, các kênh khác được “đóng cổng”, nghĩa là chúng có thể mở hoặc đóng để đáp ứng với các tín hiệu cụ thể. Những tín hiệu này có thể bao gồm xung điện hoặc liên kết của một phân tử cụ thể.
Một ví dụ về protein kênh là aquaporin. Aquaporin đóng vai trò là các kênh tạo điều kiện cho các phân tử nước di chuyển nhanh chóng qua màng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong các bối cảnh sinh học khác nhau, chẳng hạn như trong tế bào thực vật, tế bào hồng cầu và các vùng cụ thể của thận, nơi chúng giảm thiểu sự mất nước qua nước tiểu.
Tóm lại, các kênh là các protein màng chuyên biệt tạo ra các đường hầm ưa nước trên màng, cho phép khuếch tán các phân tử cụ thể. Chúng thể hiện tính chọn lọc, chỉ cho phép các loại phân tử cụ thể đi qua. Các kênh cung cấp phương tiện cho các hợp chất phân cực và tích điện đi qua lõi kỵ nước của màng. Dù mở hay bị chặn, các kênh đều đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của các chất qua màng.

protein vận chuyển

Protein vận chuyển là một loại protein xuyên màng riêng biệt đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển được tạo điều kiện qua màng tế bào.
Không giống như các kênh hình thành đường hầm ưa nước, các protein mang có khả năng thay đổi hình dạng của chúng. Sự thay đổi hình dạng này cho phép chúng vận chuyển một phân tử mục tiêu từ một bên của màng sang bên kia.
Tương tự như protein kênh, protein vận chuyển cũng thể hiện tính chọn lọc, điển hình là liên kết và vận chuyển một hoặc một số chất cụ thể. Tính chọn lọc này đảm bảo rằng chỉ những phân tử dự định mới được vận chuyển qua màng.
Sự liên kết của phân tử đích với protein vận chuyển gây ra sự thay đổi về hình dạng trong cấu trúc protein. Sự thay đổi hình dạng này cho phép protein vận chuyển di chuyển phân tử sang phía đối diện của màng. Theo cách này, các protein vận chuyển tích cực tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các phân tử bằng cách cung cấp một con đường cho sự di chuyển của chúng.
Điều quan trọng cần lưu ý là các protein vận chuyển tham gia vào quá trình khuếch tán thuận lợi không tích cực bơm các phân tử ngược với gradient nồng độ. Thay vào đó, chúng cho phép các phân tử ưa nước di chuyển xuống một gradient nồng độ hiện có, đảm bảo rằng quá trình này diễn ra thụ động.
Protein vận chuyển rất quan trọng cho việc vận chuyển các chất thiết yếu khác nhau trong các hệ thống sinh học. Bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho sự di chuyển của các phân tử cụ thể trên màng tế bào, chúng góp phần duy trì cân bằng nội môi và hỗ trợ các chức năng của tế bào.
Tóm lại, các protein vận chuyển là các protein xuyên màng thay đổi hình dạng để vận chuyển các phân tử đích qua màng. Chúng thể hiện tính chọn lọc và sự thay đổi hình dạng của chúng được kích hoạt bởi sự liên kết của phân tử mục tiêu. Không giống như máy bơm, các protein mang trong quá trình khuếch tán thuận lợi cho phép chuyển động thụ động của các phân tử ưa nước xuống một gradient nồng độ. Sự tham gia của họ là rất quan trọng để vận chuyển hiệu quả và hoạt động đúng đắn của các hệ thống sinh học.

Ví dụ về vận chuyển thụ động

1. BẮC Đi Lên

Khi nói đến việc uống rượu, việc hiểu cách cơ thể xử lý ethanol, thành phần chính trong đồ uống có cồn, là rất quan trọng. Khi ethanol đi vào cơ thể, nó sẽ nhanh chóng đi vào máu, dẫn đến sự gia tăng Nồng độ cồn trong máu [BAC].
Sự gia tăng nhanh chóng của BAC có thể là do khả năng vượt trội của các phân tử ethanol trải qua quá trình khuếch tán đơn giản. Khuếch tán đơn giản là một hình thức vận chuyển thụ động xảy ra mà không cần tiêu tốn năng lượng. Do kích thước cực nhỏ của chúng, các phân tử ethanol có thể dễ dàng đi qua màng tế bào và mô, cho phép chúng đi vào máu một cách dễ dàng.
Quá trình khuếch tán hiệu quả này giải thích tại sao các cá nhân có thể có BAC đo được ngay cả khi không cảm thấy say một cách rõ rệt. Nó cũng làm rõ lý do tại sao một số người có thể trở nên say khướt chỉ trong vòng vài phút sau khi uống một ly rượu hoặc bia.
Sự dễ dàng mà các phân tử ethanol di chuyển qua màng của cơ thể đóng một vai trò quan trọng trong các tác động của rượu đối với cơ thể. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu tác động của việc uống rượu và những rủi ro tiềm ẩn liên quan đến mức BAC cao.
Tóm lại, BAC tăng nhanh sau khi uống rượu là do khả năng khuếch tán đơn giản của các phân tử ethanol. Kích thước cực nhỏ của chúng cho phép chúng đi qua màng tế bào và mô một cách dễ dàng, tác động đến cơ thể mà không cần thêm bất kỳ năng lượng nào.

2. Không thể dẫn truyền thần kinh

Mặc dù tế bào thần kinh đóng một vai trò phức tạp trong chức năng não của chúng ta, nhưng thật thú vị khi phát hiện ra rằng giao tiếp của chúng dựa trên một quá trình có vẻ đơn giản. Bất chấp sự phức tạp của chúng, các tế bào thần kinh thực sự dựa vào sự vận chuyển thụ động để truyền tín hiệu.
Trong mạng lưới phức tạp của các khớp thần kinh trong não của chúng ta, các ion natri [Na+] và kali [K+] đóng một vai trò quan trọng. Các ion này hoạt động dọc theo một gradient nồng độ. Trong một tế bào thần kinh đang nghỉ ngơi, nồng độ của các ion K+ cao hơn ở bên trong, trong khi nồng độ của các ion Na+ cao hơn ở bên ngoài. Tuy nhiên, trong quá trình điện thế hoạt động [khi tế bào thần kinh kích hoạt], protein chuyên biệt “bơm” trên màng ngoài cho phép các ion Na+ đi vào tế bào thần kinh trong khi các ion K+ thoát ra.
Tương tự như các phân tử etanol được đề cập trong Ví dụ 1, các ion Na+ và K+ di chuyển từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp hơn. Tuy nhiên, họ cần hỗ trợ để hoàn thành nhiệm vụ này. Do nhu cầu được giúp đỡ, các ion này trải qua quá trình khuếch tán thuận lợi hơn là khuếch tán đơn giản.
Khuếch tán được tạo điều kiện đảm bảo rằng các ion Na+ và K+ có thể đi qua màng tế bào một cách hiệu quả và theo hướng thích hợp. Quá trình này liên quan đến sự hiện diện của các protein kênh cụ thể và protein vận chuyển hỗ trợ cho sự di chuyển của các ion này. Những protein này tạo ra các kênh hoặc vị trí liên kết cho phép vận chuyển có chọn lọc các ion qua màng tế bào thần kinh.
Tóm lại, giao tiếp giữa các tế bào thần kinh dựa trên một quá trình gọi là khuếch tán thuận lợi, trong đó các ion natri [Na+] và kali [K+] di chuyển qua màng tế bào với sự hỗ trợ của các protein chuyên biệt. Quá trình này đảm bảo việc truyền tín hiệu hiệu quả trong mạng lưới khớp thần kinh phức tạp trong não của chúng ta.

3. [Không phải] một đống chất thải

Mặc dù chúng ta có thể liên kết ruột của mình với việc loại bỏ chất thải, nhưng chúng phục vụ một mục đích thiết yếu hơn nhiều: chiết xuất chất dinh dưỡng từ thực phẩm chúng ta tiêu thụ. Mặc dù kích thước của vitamin và khoáng chất tương đối lớn hơn so với ethanol và ion, cơ thể chúng ta sử dụng cơ chế vận chuyển thụ động để chiết xuất chúng.
Cơ chế này được gọi là quá trình lọc, bao gồm việc tách chất rắn ra khỏi chất lỏng và chất lỏng ra khỏi chất khí bằng cách sử dụng màng. Quay trở lại ví dụ của chúng ta, chúng ta có thể quan sát thấy rằng các chất dinh dưỡng, ở dạng lỏng, trải qua quá trình tách khỏi chất thải, ở dạng rắn, bằng cách đi qua màng ruột và đi vào máu.
Màng ruột hoạt động như một hàng rào chọn lọc, cho phép các phân tử nhỏ đi qua, chẳng hạn như chất dinh dưỡng, đồng thời cản trở sự di chuyển của các hạt chất thải rắn lớn hơn. Thông qua quá trình này, các chất dinh dưỡng được hấp thụ hiệu quả từ thức ăn được tiêu hóa và vận chuyển vào máu để phân phối khắp cơ thể.
Quá trình lọc này rất quan trọng đối với sức khỏe và hạnh phúc tổng thể của chúng ta. Bằng cách chiết xuất các chất dinh dưỡng thiết yếu từ thức ăn của chúng ta, ruột của chúng ta đảm bảo rằng cơ thể chúng ta nhận được chất dinh dưỡng cần thiết để hoạt động tối ưu.
Tóm lại, ruột của chúng ta đóng một vai trò quan trọng trong việc chiết xuất chất dinh dưỡng từ thức ăn thông qua một quá trình gọi là lọc. Cơ chế vận chuyển thụ động này cho phép tách các chất dinh dưỡng ra khỏi chất thải rắn bằng cách cho phép một cách chọn lọc các phân tử nhỏ đi qua màng ruột và đi vào máu. Bằng cách hấp thụ hiệu quả các chất dinh dưỡng, cơ thể chúng ta có được nguồn dinh dưỡng cần thiết để hoạt động bình thường.

4. Rau tươi

Bạn đã bao giờ nhận thấy làm thế nào ngâm một quả nho khô trong nước có thể biến nó trở lại thành một quả nho căng mọng chưa? Hiện tượng hấp dẫn này không chỉ là về việc bù nước cho nho khô; nó minh họa cho một kiểu vận chuyển thụ động khác được gọi là thẩm thấu.
Không giống như các hình thức vận chuyển thụ động khác, thẩm thấu nhằm mục đích thiết lập trạng thái cân bằng hơn là chỉ di chuyển dọc theo gradient nồng độ. Khi ngâm nho khô trong nước, các phân tử nước đi qua màng nho khô không chỉ để đến phần bên trong ít đậm đặc hơn mà còn cân bằng nho với môi trường bên ngoài. Quá trình này có thể xảy ra với nhiều loại trái cây và rau quả đã bị mất nước ở một mức độ nào đó.
Thẩm thấu cho phép bù nước cho các sản phẩm bị mất nước, phục hồi kết cấu, hương vị và hình thức của nó. Bằng cách ngâm trái cây hoặc rau khô trong nước, các phân tử nước di chuyển qua màng tế bào của sản phẩm, thiết lập lại sự cân bằng độ ẩm và khôi phục sản phẩm về trạng thái tươi và căng mọng.
Quá trình này đặc biệt đáng chú ý với các loại trái cây mất nước như nho khô hoặc quả mơ khô, nơi dòng nước thẩm thấu có thể đảo ngược vẻ ngoài khô héo và phục hồi độ mọng nước của chúng. Nó là minh chứng cho các đặc tính vượt trội của thẩm thấu và khả năng nước đi qua màng tế bào để đạt được trạng thái cân bằng.
Tóm lại, quá trình thẩm thấu đóng một vai trò quan trọng trong việc bù nước cho các sản phẩm bị mất nước như nho khô hoặc trái cây sấy khô. Bằng cách ngâm các loại trái cây này trong nước, quá trình thẩm thấu cho phép các phân tử nước di chuyển qua màng tế bào, cân bằng nồng độ nước và khôi phục sản phẩm về trạng thái tươi mới và hồi sinh.

Câu Hỏi Thường Gặp

dự án

Feher, J. [2017]. Vận chuyển thụ động và khuếch tán thuận lợi. Sinh lý học định lượng của con người, 161-169. doi:10.1016/b978-0-12-800883-6.00015-x
Chen I, Lui F. Sinh lý học, Vận chuyển tích cực. [Cập nhật ngày 2022 tháng 12 năm 2022]. Trong: StatPearls [Internet]. Đảo kho báu [FL]: Nhà xuất bản StatPearls; 547718 Tháng XNUMX-. Có sẵn từ: //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBKXNUMX/
//flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-biology-flexbook-2.0/section/2.13/primary/lesson/passive-transport-bio/
//ib.bioninja.com.au/standard-level/topic-1-cell-biology/14-membrane-transport/types-of-transport.html
//www.aakash.ac.in/important-concepts/biology/passive-transport
//humanbiology.pressbooks.tru.ca/chapter/4-7-passive-transport/
//study.com/academy/lesson/active-and-passive-transport-across-the-cell-membrane.html
//conductscience.com/passive-transport/
//www.diffen.com/difference/Active_Transport_vs_Passive_Transport
//openoregon.pressbooks.pub/mhccmajorsbio/chapter/passive-transport-diffusion/
//www.futurelearn.com/info/courses/introduction-to-human-cells-the-basis-of-life/0/steps/330524
//www.biologyonline.com/dictionary/passive-transport
//www.khanacademy.org/test-prep/mcat/cells/transport-across-a-cell-membrane/a/passive-transport-and-active-transport-across-a-cell-membrane-article
//biologydictionary.net/passive-transport/
//opentextbc.ca/biology/chapter/3-5-passive-transport/
//www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/passive-transport

Nguồn: //visacanada.edu.vn Danh mục: Tài chính

Nguyễn Bảo Anh hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực DU HỌC MỸ, ÚC, CANADA, SINGAPORE… hy vọng những kiến thức Tôi chia sẻ sẽ giúp ích được bạn đọc trong quá trình du học.