Βασική διαφορά – Όσμωση εναντίον Διάχυσης στη Βιολογία
Όσμωση είναι η διαδικασία της αυθόρμητης καθαρής κίνησης των μορίων του διαλύτη (μόρια νερού) μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης σε μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας. Τείνει να εξισώνει τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Η διάχυση είναι η συνολική καθαρή κίνηση μορίων ή ατόμων από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης με υψηλότερο χημικό δυναμικό σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης με χαμηλότερο χημικό δυναμικό. Έτσι, τα μόρια κινούνται προς τα κάτω σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης. Η βασική διαφορά μεταξύ της όσμωσης και της διάχυσης στη βιολογία είναι ότι η όσμωση είναι η διαδικασία κίνησης των μορίων του διαλύτη μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης σε μια περιοχή με υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας, ενώ η διάχυση είναι η διαδικασία κίνησης τόσο των μορίων του διαλύτη όσο και των μορίων της διαλυμένης ουσίας σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης σε οποιοδήποτε μείγμα.
Τι είναι η όσμωση;
Στη Βιολογία, όσμωση είναι η διαδικασία κίνησης μιας ουσίας σε μια ημιπερατή μεμβράνη προκειμένου να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση μιας άλλης ουσίας. Για παράδειγμα, σε ένα βιολογικό κύτταρο, τα μόρια του νερού κινούνται κατά μήκος της ημιπερατής πλασματικής μεμβράνης του κυττάρου προκειμένου να εξισορροπηθεί η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας (π.χ.: συγκέντρωση άλατος) μέσα και έξω από το κύτταρο. Η όσμωση είναι μια παθητική διαδικασία που λαμβάνει χώρα αυθόρμητα χωρίς καμία κατανάλωση ενέργειας του κυττάρου. Η όσμωση ασχολείται με βιοχημικά διαλύματα.
Ένα διάλυμα αποτελείται από δύο μέρη όπως ο διαλύτης και η διαλυμένη ουσία. Τα διαλύματα παράγονται με τη διάλυση διαλυμένων ουσιών σε διαλύτες. Το αλμυρό νερό είναι το καλύτερο παράδειγμα στο οποίο το αλάτι είναι η διαλυμένη ουσία και το νερό είναι ο διαλύτης. Υπάρχουν τρία είδη διαλυμάτων όπως τα ισοτονικά, τα υποτονικά και τα υπερτονικά. Σε ένα ισοτονικό διάλυμα, η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας εντός και εκτός κυττάρου είναι ίση. Υπό αυτές τις συνθήκες, δεν υπάρχει καθαρή κίνηση των μορίων του διαλύτη κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Όταν η καθαρή κίνηση είναι μηδέν, η ποσότητα του νερού που κινείται εντός και εκτός του κυττάρου κατά μήκος της πλασματικής μεμβράνης γίνεται ίση.
Σε ένα υποτονικό διάλυμα, υπάρχει υψηλή συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας μέσα στο κύτταρο παρά έξω από το κύτταρο. Ως εκ τούτου, τα μόρια του νερού εισέρχονται στο κύτταρο αντί να φεύγουν από το κύτταρο. Το υπερτονικό αναφέρεται στο αντίθετο του υποτονικού. Υπάρχει μεγαλύτερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας έξω από το κύτταρο από ότι μέσα στο κύτταρο. Σε αυτή την περίπτωση, περισσότερα μόρια νερού θα φύγουν από το κύτταρο από ότι θα εισέλθουν στο κύτταρο προκειμένου να μειωθεί η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας έξω.
Εικόνα 01: Όσμωση
Η όσμωση επηρεάζει διαφορετικά τα φυτικά και τα ζωικά κύτταρα. Σε υποτονικές συνθήκες, τα ζωικά κύτταρα εκρήγνυνται λόγω της απουσίας κυτταρικού τοιχώματος. Αλλά σε υπερτονικές καταστάσεις, τόσο τα φυτικά όσο και τα ζωικά κύτταρα τείνουν να συρρικνώνονται. Αυτά τα περιστατικά αποκαλύπτουν ότι πόσο σημαντική είναι η όσμωση για τα φυτικά και ζωικά κύτταρα για την επιβίωσή τους.
Τι είναι η διάχυση;
Διάχυση είναι η διαδικασία καθαρής παθητικής μετακίνησης σωματιδίων (άτομα, ιόντα ή μόρια) από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης σε οποιοδήποτε μείγμα. Η κίνηση των σωματιδίων συνεχίζεται έως ότου η συγκέντρωση μιας συγκεκριμένης ουσίας γίνει ομοιόμορφη.
Εικόνα 02: Διάχυση
Ο ρυθμός διάχυσης επηρεάζεται από παράγοντες όπως η μικρή απόσταση, η μεγάλη επιφάνεια, τα μόρια μικρού μεγέθους, η μεγάλη διαφορά συγκέντρωσης και η αύξηση των υψηλών θερμοκρασιών. Τα μεγαλύτερα μόρια διαχέονται πολύ αργά. Τα αέρια και τα μικρά μόρια σε ένα υγρό μπορούν εύκολα να διαχέονται από ένα περιβάλλον υψηλότερης συγκέντρωσης σε ένα περιβάλλον χαμηλότερης συγκέντρωσης του συγκεκριμένου μορίου. Πολλά από τα παραδείγματα διάχυσης σε βιολογικά συστήματα είναι τα εξής,
- Ανταλλαγή αερίων στις κυψελίδες στην αναπνοή.
- Ανταλλαγή αερίων για τη φωτοσύνθεση στα φύλλα των φυτών.
- Μεταφορά του νευροδιαβιβαστή "ακετυλοχολίνη" σε μια σύναψη.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της όσμωσης και της διάχυσης στη βιολογία;
- Και οι δύο διαδικασίες εμπλέκονται στην κίνηση των σωματιδίων.
- Και οι δύο διαδικασίες είναι παθητικές διεργασίες.
- Και οι δύο διαδικασίες δεν καταναλώνουν τα ενεργειακά μόρια του κυττάρου γνωστά ως "ATP".
- Και οι δύο διαδικασίες είναι πολύ σημαντικές για την επιβίωση των κυττάρων.
- Και στις δύο διαδικασίες, τα σωματίδια μετακινούνται από υψηλότερη συγκέντρωση σε χαμηλότερη συγκέντρωση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ όσμωσης και διάχυσης στη βιολογία;
Όσμωση εναντίον Διάχυσης |
|
| Όσμωση είναι η διαδικασία μετακίνησης των μορίων του διαλύτη μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης σε μια περιοχή με υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας. | Διάχυση είναι η διαδικασία κίνησης των μορίων προς τα κάτω σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης σε οποιοδήποτε είδος μείγματος. |
| Κίνηση διαλυμένης ουσίας και διαλύτη | |
| Στην όσμωση, μόνο ο διαλύτης (μόρια νερού) κινείται. | Στη διάχυση, τόσο τα μόρια της διαλυμένης ουσίας όσο και των διαλυτών κινούνται. |
| Ημιπερατή μεμβράνη | |
| Στην όσμωση εμπλέκεται η ημιπερατή μεμβράνη. | Στη διάχυση, η ημιπερατή μεμβράνη δεν εμπλέκεται. |
| Ανάγκη νερού | |
| Στην όσμωση χρειάζεται νερό για την κίνησή του. | Στη διάχυση, το νερό δεν χρειάζεται για την κίνησή του. |
| Κλίση συγκέντρωσης | |
| Η όσμωση ακολουθεί μια ανηφορική κλίση συγκέντρωσης. | Η διάχυση ακολουθεί μια κλίση συγκέντρωσης κατωφέρειας. |
| Σημασία | |
| Η όσμωση είναι σημαντική για τη διανομή των θρεπτικών συστατικών σε όλο το κύτταρο και για την απελευθέρωση μεταβολικών αποβλήτων. | Η διάχυση είναι σημαντική για τη δημιουργία ενέργειας μέσω της αναπνοής και της φωτοσύνθεσης. |
| Διαδικασία | |
| Όσμωση συμβαίνει όταν το νερό μετακινείται από μέσα και έξω ανάλογα με τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας. | Η διάχυση συμβαίνει σε αέρια ή υγρή κατάσταση κάτω από μια βαθμίδα συγκέντρωσης. |
| Παραδείγματα | |
| Η διόγκωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων όταν εκτίθεται σε γλυκό νερό, η πρόσληψη νερού από τις τρίχες των ριζών των φυτών είναι μερικά παραδείγματα όσμωσης. | Ένα άρωμα που γεμίζει ένα ολόκληρο δωμάτιο, μια σταγόνα χρωστική τροφίμων απλώνεται για να χρωματίσει ομοιόμορφα ένα φλιτζάνι νερό είναι μερικά παραδείγματα διάχυσης |
Σύνοψη – Όσμωση εναντίον Διάχυσης στη Βιολογία
Όσμωση είναι η διαδικασία της αυθόρμητης μετακίνησης μορίων διαλύτη μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης σε μια περιοχή όπου υπάρχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας. Τείνει να εξισώνει τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας και στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Από την άλλη πλευρά, η διάχυση είναι η συνολική καθαρή κίνηση μορίων ή ατόμων από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Έτσι, τα μόρια κινούνται προς τα κάτω σε μια βαθμίδα συγκέντρωσης. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της όσμωσης και της διάχυσης στη βιολογία.
Κατεβάστε την έκδοση PDF του Osmosis vs Diffusion in Biology
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κατεβάστε την έκδοση PDF εδώ Διαφορά μεταξύ όσμωσης και διάχυσης στη βιολογία
