معلومة

9.3: النقل السلبي - علم الأحياء

9.3: النقل السلبي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • اشرح لماذا وكيف يحدث النقل السلبي
  • فهم عمليات التناضح والانتشار
  • تحديد التوتر ووصف علاقتها بالنقل السلبي

يجب أن تسمح أغشية البلازما لبعض المواد بالدخول والخروج من الخلية ، مع منع دخول المواد الضارة والمواد الأساسية من الخروج. وبعبارة أخرى ، فإن أغشية البلازما قابلة للاختراق بشكل انتقائي - فهي تسمح بمرور بعض المواد دون غيرها. إذا فقدوا هذه الانتقائية ، فلن تكون الخلية قادرة على الحفاظ على نفسها ، وسيتم تدميرها. تتطلب بعض الخلايا كميات أكبر من المواد المحددة مقارنة بالخلايا الأخرى ؛ يجب أن يكون لديهم طريقة للحصول على هذه المواد من السوائل خارج الخلية. قد يحدث هذا بشكل سلبي ، حيث تتحرك بعض المواد ذهابًا وإيابًا ، أو قد يكون للخلية آليات خاصة تضمن النقل. تستهلك معظم الخلايا معظم طاقتها ، على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، لتكوين والحفاظ على توزيع غير متساوٍ للأيونات على الجوانب المقابلة من أغشيتها. يساهم هيكل غشاء البلازما في هذه الوظائف ، ولكنه يُظهر أيضًا بعض المشكلات.

معظم أشكال النقل الغشائي المباشر تكون سلبية. النقل السلبي هو ظاهرة تحدث بشكل طبيعي ولا تتطلب من الخلية إنفاق الطاقة لإنجاز الحركة. في النقل السلبي ، تنتقل المواد من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل في عملية تسمى الانتشار. يُقال إن الفضاء المادي الذي يوجد فيه تركيز مختلف لمادة واحدة يحتوي على تدرج تركيز.

النفاذية الاختيارية

تكون أغشية البلازما غير متماثلة ، مما يعني أنه على الرغم من الصورة المرآة التي تشكلها الدهون الفوسفورية ، فإن الجزء الداخلي من الغشاء غير مطابق للجزء الخارجي من الغشاء. تعمل البروتينات المتكاملة التي تعمل كقنوات أو مضخات في اتجاه واحد. توجد الكربوهيدرات المرتبطة بالدهون أو البروتينات أيضًا على السطح الخارجي لغشاء البلازما. تساعد مركبات الكربوهيدرات هذه الخلية على ربط المواد التي تحتاجها الخلية في السائل خارج الخلية. هذا يضيف بشكل كبير إلى الطبيعة الانتقائية لأغشية البلازما.

تذكر أن أغشية البلازما لها مناطق محبة للماء وكارهة للماء. تساعد هذه الخاصية على حركة بعض المواد عبر الغشاء وتعيق حركة المواد الأخرى. يمكن للمواد القابلة للذوبان في الدهون أن تنزلق بسهولة من خلال لب الغشاء الدهني الطارد للماء. مواد مثل الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون A و D و E و K تمر بسهولة عبر أغشية البلازما في الجهاز الهضمي والأنسجة الأخرى. تكتسب الأدوية القابلة للذوبان في الدهون أيضًا دخولًا سهلاً إلى الخلايا ويتم نقلها بسهولة إلى أنسجة وأعضاء الجسم. جزيئات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ليس لها شحنة وتمر من خلال انتشار بسيط.

المواد القطبية ، باستثناء الماء ، تسبب مشاكل للغشاء. في حين أن بعض الجزيئات القطبية تتصل بسهولة بالجزء الخارجي للخلية ، فإنها لا تستطيع المرور بسهولة عبر اللب الدهني لغشاء البلازما. بالإضافة إلى ذلك ، في حين أن الأيونات الصغيرة يمكن أن تنزلق بسهولة عبر الفراغات الموجودة في فسيفساء الغشاء ، فإن شحنتها تمنعها من القيام بذلك. يجب أن يكون للأيونات مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد وسيلة خاصة لاختراق أغشية البلازما. السكريات البسيطة والأحماض الأمينية تحتاج أيضًا إلى المساعدة في النقل عبر أغشية البلازما.

تعريف

الانتشار هو عملية نقل سلبية. تميل مادة واحدة إلى الانتقال من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز منخفض حتى يتساوى التركيز عبر الفضاء. أنت معتاد على انتشار المواد عبر الهواء. على سبيل المثال ، فكر في شخص يفتح زجاجة عطر في غرفة مليئة بالناس. العطر في أعلى تركيز له في الزجاجة وهو في أدنى مستوياته عند أطراف الغرفة. سوف ينتشر بخار العطر أو ينتشر بعيدًا عن الزجاجة ، وسيشتم المزيد والمزيد من الناس رائحة العطر مع انتشاره. تتحرك المواد داخل العصارة الخلوية للخلية عن طريق الانتشار ، وتتحرك مواد معينة عبر غشاء البلازما عن طريق الانتشار (الشكل 1). الانتشار لا يستهلك أي طاقة. وبدلاً من ذلك ، فإن التركيزات المختلفة للمواد في مناطق مختلفة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة ، والانتشار هو تبديد تلك الطاقة الكامنة عندما تتحرك المواد أسفل تدرجات تركيزها ، من الأعلى إلى المنخفض.

كل مادة منفصلة في وسط ، مثل السائل خارج الخلية ، لها تدرج تركيز خاص بها ، بغض النظر عن تدرجات تركيز المواد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، ستنتشر كل مادة وفقًا لهذا التدرج.

هناك عدة عوامل تؤثر على معدل الانتشار.

  • مدى تدرج التركيز: كلما زاد الاختلاف في التركيز ، زادت سرعة الانتشار. كلما اقترب توزيع المادة من التوازن ، أصبح معدل الانتشار أبطأ.
  • انتشار كتلة الجزيئات: تتحرك الجزيئات الأكثر ضخامة بشكل أبطأ ، لأنه يصعب عليها التنقل بين جزيئات المادة التي تتحرك خلالها ؛ لذلك ، فإنها تنتشر بشكل أبطأ.
  • درجة الحرارة: تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الطاقة وبالتالي حركة الجزيئات ، مما يزيد من معدل الانتشار.
  • كثافة المذيب: مع زيادة كثافة المذيب ، ينخفض ​​معدل الانتشار. تتباطأ الجزيئات لأنها تواجه صعوبة أكبر في المرور عبر الوسط الأكثر كثافة.

المفهوم في العمل

للحصول على رسم متحرك لعملية الانتشار قيد التنفيذ ، شاهد هذا الفيديو القصير حول نقل غشاء الخلية.

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته عبر الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/fob2/؟p=104

سهولة النقل

في النقل الميسر ، الذي يسمى أيضًا بالانتشار الميسر ، تتحرك المادة عبر غشاء البلازما بمساعدة بروتينات الغشاء إلى أسفل تدرج تركيز (من التركيز العالي إلى التركيز المنخفض) دون إنفاق الطاقة الخلوية. ومع ذلك ، فإن المواد التي تخضع للنقل الميسر لن تنتشر بسهولة أو بسرعة عبر غشاء البلازما. يكمن الحل لتحريك المواد القطبية والمواد الأخرى عبر غشاء البلازما في البروتينات التي تمتد على سطحه. يتم أولاً ربط المادة التي يتم نقلها بمستقبلات البروتين أو البروتين السكري على السطح الخارجي لغشاء البلازما. هذا يسمح بإزالة المادة التي تحتاجها الخلية من السائل خارج الخلية. يتم بعد ذلك تمرير المواد إلى بروتينات متكاملة محددة تسهل مرورها ، لأنها تشكل قنوات أو مسام تسمح لمواد معينة بالمرور عبر الغشاء. يشار إلى البروتينات المتكاملة المشاركة في النقل الميسر بشكل جماعي باسم بروتينات النقل ، وتعمل كقنوات للمادة أو الناقلات.

التنافذ

التناضح هو انتشار الماء من خلال غشاء نصف نافذ وفقًا لتدرج تركيز الماء عبر الغشاء. في حين أن الانتشار ينقل المواد عبر الأغشية وداخل الخلايا ، فإن التناضح ينقل فقط ماء عبر الغشاء والغشاء يحد من انتشار المواد المذابة في الماء. التناضح هو حالة خاصة من الانتشار. ينتقل الماء ، مثله مثل المواد الأخرى ، من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل. تخيل دورق به غشاء نصف نافذ يفصل بين الجانبين أو النصفين (الشكل 2). على جانبي الغشاء ، يكون مستوى الماء متماثلاً ، لكن توجد تركيزات مختلفة على كل جانب من مادة مذابة ، أو مادة مذابة ، لا يمكنها عبور الغشاء. إذا كان حجم الماء هو نفسه ، ولكن تراكيز المذاب مختلفة ، فهناك أيضًا تركيزات مختلفة من الماء ، المذيب ، على جانبي الغشاء.

مبدأ الانتشار هو أن الجزيئات تتحرك وستنتشر بالتساوي في جميع أنحاء الوسط إذا أمكن ذلك. ومع ذلك ، فإن المادة القادرة على اختراق الغشاء فقط هي التي ستنتشر من خلاله. في هذا المثال ، لا يمكن أن ينتشر المذاب عبر الغشاء ، لكن الماء يمكن أن ينتشر. الماء له تركيز متدرج في هذا النظام. لذلك ، سوف ينتشر الماء أسفل تدرج تركيزه ، وعبور الغشاء إلى الجانب حيث يكون أقل تركيزًا. وسيستمر انتشار الماء عبر الغشاء ـ التناضح ـ حتى يتحول تدرج تركيز الماء إلى الصفر. يستمر التناضح باستمرار في الأنظمة الحية.

المفهوم في العمل

شاهد هذا الفيديو الذي يوضح الانتشار في الحلول الساخنة مقابل الباردة.

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته عبر الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/fob2/؟p=104

توترية

يصف Tonicity مقدار المذاب في المحلول. يسمى مقياس توتر المحلول ، أو إجمالي كمية المواد المذابة في كمية محددة من المحلول ، الأسمولية. تستخدم ثلاثة مصطلحات - ناقص التوتر ، متساوي التوتر ، مفرط التوتر - لربط الأسمولية للخلية بالاسمولية للسائل خارج الخلية الذي يحتوي على الخلايا. في محلول ناقص التوتر ، مثل ماء الصنبور ، يحتوي السائل خارج الخلية على تركيز منخفض من المواد المذابة عن السائل الموجود داخل الخلية ، ويدخل الماء إلى الخلية. (في الأنظمة الحية ، تكون النقطة المرجعية دائمًا هي السيتوبلازم ، وبالتالي فإن البادئة هيبو- يعني أن السائل خارج الخلية يحتوي على تركيز أقل من المواد المذابة ، أو أسمولية أقل من سيتوبلازم الخلية.) وهذا يعني أيضًا أن السائل خارج الخلية يحتوي على تركيز أعلى من الماء من الخلية. في هذه الحالة ، سيتبع الماء تدرج تركيزه ويدخل الخلية. قد يتسبب هذا في انفجار خلية حيوانية أو تفتيتها.

في محلول مفرط التوتر (البادئة مفرط- يشير إلى السائل خارج الخلية الذي يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة من سيتوبلازم الخلية) ، يحتوي السائل على كمية أقل من الماء مقارنة بالخلية ، مثل مياه البحر. نظرًا لأن الخلية تحتوي على تركيز منخفض من المواد المذابة ، فإن الماء سيترك الخلية. في الواقع ، المذاب هو سحب الماء من الخلية. قد يتسبب هذا في ذبول الخلية الحيوانية أو ذبولها.

في محلول متساوي التوتر ، يكون للسائل خارج الخلية نفس الأسمولية مثل الخلية. إذا كان تركيز المذابات في الخلية يتطابق مع تركيز السائل خارج الخلية ، فلن تكون هناك حركة صافية للماء داخل الخلية أو خارجها. تأخذ خلايا الدم في المحاليل مفرطة التوتر ، متساوي التوتر ، وخفض التوتر مظاهر مميزة (الشكل 3).

يقوم الطبيب بحقن المريض بما يعتقد الطبيب أنه محلول ملحي متساوي التوتر. يموت المريض ويكشف تشريح الجثة أن العديد من خلايا الدم الحمراء قد دمرت. هل تعتقد أن المحلول الذي حقنه الطبيب كان متساوي التوتر حقًا؟

تحتوي بعض الكائنات الحية ، مثل النباتات والفطريات والبكتيريا وبعض الطوائف الأولية ، على جدران خلوية تحيط بغشاء البلازما وتمنع تحلل الخلايا. يمكن أن يتوسع غشاء البلازما فقط إلى الحد الأقصى لجدار الخلية ، لذلك لن تتلاشى الخلية. في الواقع ، يكون السيتوبلازم في النباتات دائمًا مفرط التوتر قليلاً مقارنة بالبيئة الخلوية ، وسوف يدخل الماء دائمًا إلى الخلية إذا كان الماء متاحًا. ينتج عن تدفق المياه هذا ضغط التورم ، مما يؤدي إلى تصلب جدران الخلايا في النبات (الشكل 4). في النباتات غير الخشبية ، يدعم ضغط التورجر النبات. إذا أصبحت خلايا النبات مفرطة التوتر ، كما يحدث في الجفاف أو إذا لم يتم سقي النبات بشكل كافٍ ، فإن الماء سيترك الخلية. تفقد النباتات ضغط التورم في هذه الحالة وتذبل.

ملخص القسم

تنقل الأشكال السلبية للنقل والانتشار والتناضح مادة ذات وزن جزيئي صغير. تنتشر المواد من مناطق التركيز العالي إلى مناطق التركيز المنخفض ، وتستمر هذه العملية حتى يتم توزيع المادة بالتساوي في النظام. في محاليل أكثر من مادة واحدة ، ينتشر كل نوع من الجزيئات وفقًا لتدرج التركيز الخاص به. يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على معدل الانتشار ، بما في ذلك تدرج التركيز ، وأحجام الجسيمات المنتشرة ، ودرجة حرارة النظام.

في الأنظمة الحية ، يتم توسط انتشار المواد داخل وخارج الخلايا بواسطة غشاء البلازما. تنتشر بعض المواد بسهولة عبر الغشاء ، بينما يتم إعاقة البعض الآخر ، ولا يصبح مرورها ممكنًا إلا من خلال قنوات وحاملات البروتين. تحدث كيمياء الكائنات الحية في المحاليل المائية ، وتعتبر موازنة تراكيز تلك الحلول مشكلة مستمرة. في الأنظمة الحية ، قد يكون انتشار بعض المواد بطيئًا أو صعبًا بدون بروتينات الغشاء.

تم استبعاد عنصر التقييمات المفتوحة من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته عبر الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/fob2/؟p=104

أسئلة إضافية للتحقق الذاتي

1. يقوم الطبيب بحقن المريض بما يعتقد أنه محلول ملحي متساوي التوتر. هل تعتقد أن المحلول الذي حقنه الطبيب كان متساوي التوتر حقًا؟

2. لماذا يحدث التناضح؟

الإجابات

1. لا ، يجب أن يكون منخفض التوتر ، لأن محلول ناقص التوتر من شأنه أن يتسبب في دخول الماء إلى الخلايا ، مما يجعلها تنفجر.

2. يتحرك الماء عبر غشاء شبه نافذ في التناضح لأن هناك تدرج تركيز عبر غشاء المذاب والمذيب. لا يمكن أن يتحرك المذاب بشكل فعال لموازنة التركيز على جانبي الغشاء ، لذلك يتحرك الماء لتحقيق هذا التوازن.


النقل السلبي

النقل السلبي هو نوع من نقل الأغشية لا يتطلب طاقة لنقل المواد عبر أغشية الخلايا. [1] [2] بدلاً من استخدام الطاقة الخلوية ، مثل النقل النشط ، [3] يعتمد النقل السلبي على القانون الثاني للديناميكا الحرارية لدفع حركة المواد عبر أغشية الخلايا. [1] [2] [4] بشكل أساسي ، تتبع المواد قانون فيك الأول ، وتنتقل من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض لأن هذه الحركة تزيد من إنتروبيا النظام العام. [4] [5] يعتمد معدل النقل السلبي على نفاذية غشاء الخلية ، والتي بدورها تعتمد على تنظيم وخصائص الغشاء الدهني والبروتينات. [ بحاجة لمصدر ] الأنواع الأربعة الرئيسية للنقل السلبي هي الانتشار البسيط والانتشار الميسر و / أو الترشيح و / أو التناضح.


تعريف

الانتشار هو عملية سلبية. تميل مادة واحدة إلى الانتقال من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز منخفض حتى يتساوى التركيز عبر الفضاء. على سبيل المثال ، ماذا يحدث عندما يفتح شخص ما زجاجة عطر في غرفة؟ العطر في أعلى تركيز له في الزجاجة وأدنى مستوى في الغرفة. سوف ينتشر بخار العطر أو ينتشر بعيدًا عن الزجاجة. تدريجيا ، سوف ينتشر البخار. تتحرك المواد داخل العصارة الخلوية للخلية عن طريق وسيلة النقل هذه (الشكل 1). لا يتطلب الانتشار أي استخدام للطاقة ويتوقف عند الوصول إلى التوازن. لا تتوقف الجزيئات عن الحركة بل تحافظ على التوازن بدلاً من ذلك.

الشكل 1. الانتشار عبر غشاء منفذ يتبع تدرج تركيز مادة ما ، وينقل المادة من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض. (الائتمان: تعديل العمل لماريانا رويز فياريال)

كل مادة منفصلة في الوسط لها تدرج تركيز خاص بها ، بغض النظر عن تدرجات تركيز المواد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، ستنتشر كل مادة وفقًا لهذا التدرج.

هناك عدة عوامل تؤثر على معدل الانتشار.

  • تدرج التركيز: كلما زاد الاختلاف في التركيز ، زادت سرعة الانتشار كلما اقترب التوازن ، ويبطئ الانتشار
  • الكتلة الجزيئية: تتحرك الجزيئات الأكبر بشكل أبطأ ، ويصعب التنقل بين جزيئات المادة التي تتحرك خلالها
  • درجة الحرارة: تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الطاقة والحركة الجزيئية ، مما يزيد من معدل الانتشار

المفهوم في العمل

للحصول على رسم متحرك لعملية الانتشار قيد التنفيذ ، شاهد هذا الفيديو القصير حول نقل غشاء الخلية.


التنافذ

التنافذ هو نوع خاص من الانتشار - انتشار ماء جزيئات عبر الغشاء. مثل الجزيئات الأخرى ، ينتقل الماء من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل. يتحرك الماء داخل الخلية أو خارجها حتى يتساوى تركيزه على جانبي غشاء البلازما. في الشكل 4.7.3 ، يُظهر الخط الأحمر المنقط غشاء شبه نافذ. في الدورق الأول ، يوجد تركيز غير متساوٍ من المواد المذابة على جانبي الغشاء ، لكن المذاب لا يمكن أن يتقاطع - يمكن أن يحدث انتشار للمذاب & # 8217t. في هذه الحالة ، سيتحرك الماء حتى يخرج التركيز كما حدث في الدورق الموجود على الجانب الأيمن. مستويات المياه غير متساوية ، لكن عملية التناضح أدت إلى تعديل تدرج التركيز.


توترية

توترية يصف كمية المذاب في المحلول. يُطلق على مقياس توتر المحلول ، أو إجمالي كمية المواد المذابة في كمية محددة من المحلول ، الأسمولية. تستخدم ثلاثة مصطلحات - ناقص التوتر ، متساوي التوتر ، وفرط التوتر - لربط الأسمولية للخلية بالاسمولية للسائل خارج الخلية الذي يحتوي على الخلايا. كل هذه المصطلحات الثلاثة هي أ مقارنة بين حلين مختلفين (على سبيل المثال ، داخل خلية مقارنة بخارجها).

في نقص الضغط المحلول ، مثل ماء الصنبور ، يحتوي السائل خارج الخلية على تركيز منخفض من المواد المذابة عن السائل الموجود داخل الخلية ، ويدخل الماء إلى الخلية. (في الأنظمة الحية ، تكون النقطة المرجعية دائمًا هي السيتوبلازم ، وبالتالي فإن البادئة هيبو& # 8211 يعني أن السائل خارج الخلية يحتوي على تركيز أقل من المواد المذابة ، أو أسمولية أقل من سيتوبلازم الخلية.) وهذا يعني أيضًا أن السائل خارج الخلية يحتوي على تركيز أعلى من الماء من الخلية. في هذه الحالة ، سيتبع الماء تدرج تركيزه ويدخل الخلية. قد يتسبب هذا في انفجار خلية حيوانية ، أو ليز.

في مفرط التوتر الحل (البادئة مفرط& # 8211 يشير إلى السائل خارج الخلية الذي يحتوي على تركيز أعلى من المواد المذابة من سيتوبلازم الخلية) ، يحتوي السائل على كمية من الماء أقل مما تحتويه الخلية ، مثل مياه البحر. نظرًا لأن الخلية تحتوي على تركيز منخفض من المواد المذابة ، فإن الماء سيترك الخلية. في الواقع ، المذاب هو سحب الماء من الخلية. قد يتسبب هذا في ذبول خلية حيوانية ، أو كرينات.

في مساوي التوتر المحلول ، فإن السائل خارج الخلية له نفس الأسمولية مثل الخلية. إذا كان تركيز المذابات في الخلية يتطابق مع تركيز السائل خارج الخلية ، فلن تكون هناك حركة صافية للماء داخل الخلية أو خارجها. ستحتفظ الخلية بمظهرها & # 8220normal & # 8221. تأخذ خلايا الدم في المحاليل مفرطة التوتر ، متساوية التوتر ، وخفض التوتر مظاهر مميزة (الشكل 4).

تذكر أن كل هذه المصطلحات الثلاثة هي مقارنات بين حلين (أي داخل الخلية وخارجها). يمكن للحل & # 8217t أن يكون ناقص التوتر ، مثل قول أن بوب أطول. هذا لا يعني & # 8217t & # 8211 عليك أن تقول أن بوب أطول من مايك. يمكنك القول أن المحلول داخل الخلية ناقص التوتر بالنسبة للمحلول خارج الخلية. هذا يعني أيضًا أن المحلول الخارجي مفرط التوتر بالنسبة إلى المحلول الداخلي (تمامًا مثل مايك سيكون أقصر من بوب).

الشكل 4 يغير الضغط التناضحي شكل خلايا الدم الحمراء في المحاليل مفرطة التوتر ، متساوي التوتر ، ونقص التوتر. (الائتمان: تعديل العمل لماريانا رويز فياريال)

تمتلك بعض الكائنات الحية ، مثل النباتات والفطريات والبكتيريا وبعض الطلائعيات جدران الخلايا التي تحيط بغشاء البلازما وتمنع تحلل الخلايا. يمكن أن يتوسع غشاء البلازما فقط إلى الحد الأقصى لجدار الخلية ، لذلك لن تتلاشى الخلية. في الواقع ، يكون السيتوبلازم في النباتات دائمًا مفرط التوتر قليلاً مقارنة بالبيئة الخلوية ، وسوف يدخل الماء دائمًا إلى الخلية النباتية إذا كان الماء متاحًا. ينتج هذا التدفق للمياه ضغط تورغ، مما يؤدي إلى تصلب جدران الخلايا في النبات (الشكل 5). في النباتات غير الخشبية ، يدعم ضغط التورجر النبات. إذا أصبحت خلايا النبات مفرطة التوتر ، كما يحدث في الجفاف أو إذا لم يتم سقي النبات بشكل كافٍ ، فإن الماء سيترك الخلية. تفقد النباتات ضغط التورم في هذه الحالة وتذبل.

الشكل 5 يعتمد ضغط التورغ داخل الخلية النباتية على توتر المحلول الذي يستحم فيه. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة ماريانا رويز فياريال)


تتمثل الوظيفة الرئيسية للنقل السلبي في التحكم في دخول وخروج المواد من وإلى الخلية عن طريق غشاء قابل للنفاذ بشكل انتقائي. كما أنه يساعد النظام على تحقيق حالة توازن من خلال معادلة تركيز المواد في كلا المنطقتين.

1) الانتشار

إنها حركة المواد من منطقة عالية التركيز إلى منطقة ذات تركيز منخفض حتى يصبح التركيز متساويًا في كلا المنطقتين. النوعان الشائعان من الانتشار هما:

أ) انتشار بسيط: يحدث بدون مساعدة من أي جزيء بروتين. أمثلة: حركة الماء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والإيثانول واليوريا.

ب) نشر الميسر: إنها عملية انتقائية تحدث بمساعدة جزيء بروتين عبر الغشاء. أمثلة: نقل الجلوكوز وأيونات الصوديوم وأيونات البوتاسيوم.

2) الترشيح

إنها عملية انتقائية لفصل المواد الصغيرة القابلة للذوبان عن المواد الكبيرة غير القابلة للذوبان بمساعدة غشاء. يمكن أن تكون عملية الترشيح عملية فيزيائية أو بيولوجية أو كيميائية بناءً على مكان وكيفية حدوثها. أمثلة: تنقية الدم في الكلى وتكوين البول.

3) التناضح

الحركة التلقائية لجزيئات الماء من منطقة ذات تركيز منخفض الذائبة إلى منطقة ذات تركيز عالي الذائبة من خلال غشاء شبه نافذ. إنها عملية انتقائية تسمح فقط لجزيئات المذيبات بالمرور أثناء تقييد المواد المذابة. أمثلة: أخذ العناصر الغذائية والمعادن داخل الخلية والتخلص من فضلاتها.

الجواب. لا يتطلب النقل السلبي طاقة لأنه عملية عفوية مواتية للطبيعة.

الجواب. يفيد النقل السلبي الخلية من خلال السماح بنقل العديد من المواد الأساسية داخل وخارج غشاء الخلية دون أي إنفاق للطاقة. على سبيل المثال ، ينتشر الأكسجين من الدم مباشرة إلى الخلايا ، مما يساعدها على إنتاج الطاقة.

الجواب. يتحكم غشاء الخلية في حركة المواد داخل وخارج الخلية عن طريق السماح بمرورها بشكل انتقائي ، وبالتالي حماية الخلية من محيطها.


تعريف

تعريف هي عملية نقل سلبية. تميل مادة واحدة إلى الانتقال من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز منخفض حتى يتساوى التركيز عبر الفضاء. أنت معتاد على انتشار المواد عبر الهواء. على سبيل المثال ، فكر في شخص يفتح زجاجة عطر في غرفة مليئة بالناس. العطر في أعلى تركيز له في الزجاجة وهو في أدنى مستوياته عند أطراف الغرفة. سوف ينتشر بخار العطر أو ينتشر بعيدًا عن الزجاجة ، وسيشتم المزيد والمزيد من الناس رائحة العطر مع انتشاره. تتحرك المواد داخل العصارة الخلوية بالانتشار ، وتتحرك مواد معينة عبر غشاء البلازما عن طريق الانتشار (شكل 1). الانتشار لا يستهلك أي طاقة. وبدلاً من ذلك ، فإن التركيزات المختلفة للمواد في مناطق مختلفة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة ، والانتشار هو تبديد تلك الطاقة الكامنة عندما تتحرك المواد أسفل تدرجات تركيزها ، من الأعلى إلى المنخفض.

شكل 1 يتبع الانتشار من خلال غشاء منفذ تدرج تركيز مادة ما ، وينقل المادة من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض. (الائتمان: تعديل العمل لماريانا رويز فياريال)

كل مادة منفصلة في وسط ، مثل السائل خارج الخلية ، لها تدرج تركيز خاص بها ، بغض النظر عن تدرجات تركيز المواد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، ستنتشر كل مادة وفقًا لهذا التدرج.

هناك عدة عوامل تؤثر على معدل الانتشار:

  • مدى تدرج التركيز: كلما زاد الاختلاف في التركيز ، زادت سرعة الانتشار. كلما اقترب توزيع المادة من التوازن ، أصبح معدل الانتشار أبطأ.
  • انتشار كتلة الجزيئات: تتحرك الجزيئات الأكثر ضخامة بشكل أبطأ ، لأنه من الصعب عليها أن تتحرك بين جزيئات المادة التي تتحرك خلالها ، وبالتالي تنتشر بشكل أبطأ.
  • درجة الحرارة: تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة الطاقة وبالتالي حركة الجزيئات ، مما يزيد من معدل الانتشار.
  • كثافة المذيب: مع زيادة كثافة المذيب ، ينخفض ​​معدل الانتشار. تتباطأ الجزيئات لأنها تواجه صعوبة أكبر في الوصول إلى الوسط الأكثر كثافة.

للطلاب والمعلمين أمبير

للمعلمين فقط

التحمل الفهم
ENE-2
تحتوي الخلايا على أغشية تسمح لها بإنشاء وصيانة بيئات داخلية مختلفة عن بيئاتها الخارجية.

هدف التعلم
ENE-2.J
وصف العمليات التي تسمح للأيونات والجزيئات الأخرى بالتحرك عبر الأغشية.

المعرفة الأساسية
ENE-2.J.1
تسمح مجموعة متنوعة من العمليات بحركة الأيونات والجزيئات الأخرى عبر الأغشية ، بما في ذلك النقل السلبي والنشط ، والالتقام الخلوي ، والإفراز الخلوي.


توترية

يصف Tonicity كيف يمكن للحل خارج الخلية أن يغير حجم الخلية من خلال التأثير على التناضح. غالبًا ما يرتبط حل & # 8217s بشكل مباشر مع الأسمولية للحل. تصف الأسمولية التركيز الكلي للمذاب للمحلول. يحتوي المحلول ذو الأسمولية المنخفضة على عدد أكبر من جزيئات الماء بالنسبة إلى عدد الجسيمات المذابة ، يحتوي المحلول ذو الأسمولية العالية على عدد أقل من جزيئات الماء فيما يتعلق بالجسيمات المذابة. في حالة يتم فيها فصل محاليل الأسمولية المختلفة عن طريق غشاء منفذ للماء ، ولكن ليس إلى المذاب ، سينتقل الماء من جانب الغشاء ذي الأسمولية المنخفضة (والمزيد من الماء) إلى الجانب ذي الأسمولية الأعلى (و مياه اقل). يكون هذا التأثير منطقيًا إذا كنت تتذكر أن المذاب لا يمكن أن يتحرك عبر الغشاء ، وبالتالي فإن المكون الوحيد في النظام الذي يمكنه التحرك - الماء - يتحرك على طول تدرج التركيز الخاص به. من الاختلافات المهمة التي تتعلق بالنظم الحية أن الأسمولية تقيس عدد الجسيمات (التي قد تكون جزيئات) في محلول. لذلك ، قد يكون للمحلول الغائم بالخلايا أسمولية أقل من المحلول الواضح ، إذا كان المحلول الثاني يحتوي على جزيئات مذابة أكثر من الخلايا الموجودة.


التنافذ

مثال آخر كبير على النقل السلبي هو التناضح. هذا ال خاص بالمياه معالجة. عادة ، تكون الخلايا في بيئة يوجد فيها تركيز واحد للأيونات بالخارج والآخر بالداخل. لأن التركيزات تحب أن تكون هي نفسها ، يمكن للخلية ضخ الأيونات في الخارج للبقاء على قيد الحياة. التناضح هو حركة الماء عبر الغشاء.

لكي تبقى الخلية على قيد الحياة ، يجب أن تكون تركيزات الأيونات هي نفسها على جانبي غشاء الخلية. إذا لم تضخ الخلية كل أيوناتها الزائدة لتتساوى مع التركيزات ، فإن الماء سيتحرك للداخل. قد يكون هذا سيئًا للغاية. يمكن أن تنتفخ الخلية وتنفجر. المثال الكلاسيكي لهذا النوع من التورم يحدث عندما توضع خلايا الدم الحمراء في الماء. يندفع الماء إلى الخلايا ، وتتوسع وتتفكك في النهاية (POP!).


شاهد الفيديو: النقل السلبي والنقل النشط (قد 2022).


تعليقات:

  1. Gar

    وجد موقعًا مع موضوع مثير للاهتمام لك.

  2. Camey

    عبورك رائعة

  3. Vudozshura

    أعتقد أنك ستسمح بالخطأ. اكتب لي في PM ، سنناقش.

  4. Danel

    I congratulate, you were visited with simply excellent idea

  5. Mazuk

    أعتذر ، لكني أعتقد أنك مخطئ. يمكنني الدفاع عن موقفي. اكتب لي في PM ، سنتحدث.

  6. Jusar

    الموضوع ممتع ، سأشارك في المناقشة. معًا يمكننا الوصول إلى الإجابة الصحيحة. أنا متأكد.



اكتب رسالة