Sự Khác Biệt Chính - Thẩm thấu và Khuếch tán trong Sinh học
Thẩm thấu là quá trình di chuyển mạng tự phát của các phân tử dung môi (phân tử nước) qua màng bán thấm đến vùng có nồng độ chất tan cao hơn. Nó có xu hướng cân bằng nồng độ chất tan ở hai bên của màng. Sự khuếch tán là tổng chuyển động ròng của các phân tử hoặc nguyên tử từ vùng có nồng độ cao hơn với thế hóa học cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn với thế hóa học thấp hơn. Do đó, các phân tử đang di chuyển xuống một gradient nồng độ. Sự khác biệt cơ bản giữa thẩm thấu và khuếch tán trong sinh học là thẩm thấu là quá trình di chuyển của các phân tử dung môi qua màng bán thấm đến vùng có nồng độ chất tan cao hơn trong khi khuếch tán là quá trình chuyển động của cả phân tử dung môi và chất tan xuống một gradient nồng độ. trong bất kỳ hỗn hợp nào.
Thẩm thấu là gì?
Trong Sinh học, thẩm thấu là quá trình di chuyển của một chất qua màng bán thấm nhằm cân bằng nồng độ của chất khác. Ví dụ, trong tế bào sinh học, các phân tử nước di chuyển qua màng sinh chất bán thấm của tế bào để cân bằng nồng độ chất tan (ví dụ: nồng độ muối) trong và ngoài tế bào. Thẩm thấu là một quá trình thụ động diễn ra một cách tự phát mà không cần tiêu thụ năng lượng của tế bào. Sự thẩm thấu liên quan đến các dung dịch sinh hóa.
Dung dịch được tạo thành từ hai phần như dung môi và chất tan. Dung dịch được tạo ra bằng cách hòa tan các chất tan trong dung môi. Nước muối là ví dụ tốt nhất trong đó muối là chất hòa tan và nước là dung môi. Có ba dạng dung dịch như đẳng trương, nhược trương và ưu trương. Trong dung dịch đẳng trương, nồng độ chất tan bên trong tế bào và bên ngoài tế bào bằng nhau. Trong những điều kiện này, không có chuyển động ròng của các phân tử dung môi qua màng tế bào. Khi chuyển động ròng bằng không, lượng nước di chuyển bên trong và bên ngoài tế bào qua màng sinh chất sẽ bằng nhau.
Trong dung dịch nhược trương, nồng độ chất tan bên trong tế bào cao hơn bên ngoài tế bào. Do đó, các phân tử nước đi vào tế bào chứ không phải rời khỏi tế bào. Ưu trương đề cập đến sự đối lập của nhược trương. Có nồng độ chất tan bên ngoài tế bào cao hơn bên trong tế bào. Trong trường hợp này, nhiều phân tử nước sẽ rời khỏi tế bào hơn là đi vào tế bào để làm giảm nồng độ chất tan bên ngoài.
Hình 01: Thẩm thấu
Thẩm thấu ảnh hưởng khác nhau đến thực vật và tế bào động vật. Trong điều kiện giảm trương lực, tế bào động vật bùng phát do không có thành tế bào. Nhưng trong tình huống ưu trương, cả tế bào thực vật và tế bào động vật đều có xu hướng co lại. Những sự cố này tiết lộ rằng sự thẩm thấu quan trọng như thế nào đối với tế bào động thực vật đối với sự tồn tại của chúng.
Diffusion là gì?
Khuếch tán là quá trình chuyển động thuần thụ động của các hạt (nguyên tử, ion hoặc phân tử) từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn trong bất kỳ hỗn hợp nào. Chuyển động của các hạt tiếp tục cho đến khi nồng độ của một chất cụ thể trở nên đồng nhất.
Hình 02: Sự khuếch tán
Tốc độ khuếch tán bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như khoảng cách ngắn, diện tích bề mặt lớn, kích thước phân tử nhỏ, chênh lệch nồng độ lớn và nhiệt độ tăng cao. Các phân tử lớn hơn khuếch tán rất chậm. Các chất khí và các phân tử nhỏ trong chất lỏng có thể dễ dàng khuếch tán từ môi trường có nồng độ cao hơn sang môi trường có nồng độ thấp hơn của phân tử cụ thể đó. Một số ví dụ về sự khuếch tán trong các hệ thống sinh học như sau,
- Trao đổi khí ở phế nang trong hô hấp.
- Trao đổi khí để quang hợp ở lá cây.
- Chuyển chất dẫn truyền thần kinh “acetylcholine” tại khớp thần kinh.
Sự tương đồng giữa thẩm thấu và khuếch tán trong sinh học là gì?
- Cả hai quá trình đều liên quan đến chuyển động của hạt.
- Cả hai quy trình đều là quy trình thụ động.
- Cả hai quá trình đều không tiêu thụ các phân tử năng lượng của tế bào được gọi là “ATP”.
- Cả hai quá trình đều rất quan trọng đối với sự tồn tại của tế bào.
- Trong cả hai quá trình, các hạt chuyển từ nơi có nồng độ cao hơn sang nơi có nồng độ thấp hơn.
Sự khác biệt giữa thẩm thấu và khuếch tán trong sinh học là gì?
Thẩm thấu vs Khuếch tán |
|
| Thẩm thấu là quá trình di chuyển của các phân tử dung môi qua màng bán thấm đến vùng có nồng độ chất tan cao hơn. | Khuếch tán là quá trình chuyển động của các phân tử xuống một gradient nồng độ trong bất kỳ loại hỗn hợp nào. |
| Chất hòa tan và chuyển động của dung môi | |
| Trong thẩm thấu, chỉ có dung môi (phân tử nước) là chuyển động. | Trong quá trình khuếch tán, cả phân tử chất tan và dung môi đều chuyển động. |
| Màng bán thấm | |
| Trong thẩm thấu, màng bán thấm có liên quan. | Trong khuếch tán, màng bán thấm không tham gia. |
| Cần nước | |
| Trong nước thẩm thấu cần thiết cho sự chuyển động của nó. | Trong sự khuếch tán, nước không cần thiết cho sự chuyển động của nó. |
| Độ dốc tập trung | |
| Sự thẩm thấu theo độ dốc nồng độ cao. | Sự khuếch tán theo một gradient nồng độ xuống dốc. |
| Tầm quan trọng | |
| Sự thẩm thấu rất quan trọng để phân phối các chất dinh dưỡng khắp tế bào và để giải phóng các chất thải trao đổi chất. | Sự khuếch tán rất quan trọng để tạo ra năng lượng thông qua quá trình hô hấp và quang hợp. |
| Quy trình | |
| Thẩm thấu xảy ra khi nước di chuyển từ trong ra ngoài tùy thuộc vào nồng độ chất tan. | Sự khuếch tán xảy ra ở trạng thái khí hoặc trạng thái lỏng theo gradient nồng độ. |
| Ví dụ | |
| Hồng cầu sưng lên khi tiếp xúc với nước ngọt, lông rễ cây hút nước là một số ví dụ về sự thẩm thấu. | Nước hoa tràn ngập cả căn phòng, một giọt màu thực phẩm lan ra để tạo màu đồng nhất cho cốc nước là một số ví dụ về sự lan tỏa |
Tóm tắt - Thẩm thấu và Khuếch tán trong Sinh học
Thẩm thấu là quá trình di chuyển tự phát của các phân tử dung môi qua màng bán thấm đến vùng có nồng độ chất tan cao hơn. Nó có xu hướng cân bằng nồng độ chất tan trên cả hai mặt của màng. Mặt khác, sự khuếch tán là tổng chuyển động ròng của các phân tử hoặc nguyên tử từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn. Vì vậy, các phân tử đang di chuyển xuống một gradient nồng độ. Đây là sự khác biệt giữa thẩm thấu và khuếch tán trong sinh học.
Tải xuống phiên bản PDF của Thẩm thấu và Khuếch tán trong Sinh học
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa Thẩm thấu và Khuếch tán trong Sinh học
