קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט: דער באַגריף פון פאָרמולע. אַריבערפירן פון סאַבסטאַנסיז אין בייאַלאַדזשיקאַל מעמבריינז

וואָס איז קאַנסאַנטריישאַן? גערעדט בראָדלי, די פאַרהעלטעניש איז די באַנד פון מאַטעריאַל און די נומער פון פּאַרטיקאַלז צעלאָזן דערין. דעם דעפֿיניציע איז געפֿונען אין די מערסט דייווערס צווייגן פון וויסנשאַפֿט, פון פיזיק און מאטעמאטיק, סאָף פֿילאָסאָפֿיע. אין דעם פאַל, די קשיא פון די נוצן פון דעם באַגריף פון "קאַנסאַנטריישאַן" אין ביאָלאָגי און כעמיע.

גראַדיענט

איבערגעזעצט פֿון רעדאַגירן, עס מיטל "גראָוינג" אָדער "גייען", דעמאָלט עס איז אַ "פּוינטינג פינגער", וואָס ינדיקייץ דער ריכטונג אין וועלכע קיין ווערט ינקריסאַז. ווי אַ בייַשפּיל, קענען ווערן געניצט, למשל, די הייך אויבן ים שטאַפּל ביי פאַרשידענע פּוינץ פון די ערד. זייַן (די הייך פון) די גראַדיענט אין יעדער פונט אויף די מאַפּע וועט ווייַזן דער וועקטאָר פון ינקריסינג וואַלועס צו דערגרייכן די סטיפּאַסט העכערונג.

אין מאטעמאטיק, דער טערמין באוויזן בלויז אין די שפּעט nineteenth יאָרהונדערט. עס איז געווען באַקענענ דורך מאַקסוועל און געפֿינט זייער אייגן סימבאָלס פון דעם מאַגנאַטוד. פיסיסיסץ נוצן דעם באַגריף אין סדר צו באַשרייַבן די עלעקטריש און גראַוויטיישאַנאַל פעלד, דער ענדערונג פון פּאָטענציעל ענערגיע.

ניט בלויז פיזיק, אָבער אויך אנדערע ססיענסעס נוצן דעם טערמין "גראַדיענט". דעם באַגריף קען פאַרטראַכטנ זיך ביידע קוואַליטאַטיווע און קוואַנטיטאַטיווע כאראקטעריסטיק פון סאַבסטאַנסיז, למשל, קאַנסאַנטריישאַן אָדער טעמפּעראַטור.

קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט

וואָס איז די גראַדיענט איז איצט באקאנט, און וואָס קאַנסאַנטריישאַן? דאס איז אַ קאָרעוו ווערט, וואָס ינדיקייץ די פּראָפּאָרציע פון די מאַטעריע קאַנטיינד אין די לייזונג. עס קענען זיין דידאַקטיד ווי פּראָצענט דורך וואָג, מאָלעס אָדער אַטאָמס אין די גאַז (לייזונג), די פּראָפּאָרציע פון די גאנצע. דעם ברייט ברירה ינייבאַלז אונדז צו אויסדריקן כמעט קיין פאַרהעלטעניש. און ניט נאָר אין פיזיק אָדער ביאָלאָגי, אָבער אויך אין די מעטאַפיסיקאַל ססיענסעס.

אין אַלגעמיין, די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט איז אַ וועקטאָר קוואַנטיטי, וואָס אויך קעראַקטערייזאַז די סכום און ריכטונג פון טוישן פון די מאַטעריע אין די מיטל.

דעפיניציע

איז עס מעגלעך צו רעכענען די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט? פאָרמולע עס איז דער הויפּט צווישן עלעמענטאַר ענדערונגען פון מאַטעריע און אַ לאַנג דרך פון קאַנסאַנטריישאַן אַז וועט האָבן צו באַקומען די מאַטעריע צו דערגרייכן אַ וואָג צווישן די צוויי סאַלושאַנז. מאַטאַמאַטיקלי, דאָס איז אויסגעדריקט דורך די פאָרמולע C = דק / דל.

די בייַזייַן פון די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט צווישן די צוויי מאַטעריאַלס איז די סיבה פֿאַר זייער מיקסינג. אויב די פּאַרטיקאַלז באַוועגן פֿון אַ געגנט פון העכער קאַנסאַנטריישאַן צו אַ נידעריקער, דעמאָלט עס איז גערופֿן DIFFUSION, און אויב צווישן זיי עס איז אַ סעמיפּערמעאַבלע שלאַבאַן - אָזמאָוסיס.

אַקטיוו אַריבערפירן

אַקטיוו און פּאַסיוו אַריבערפירן רעפלעקץ די באַוועגונג פון סאַבסטאַנסיז אַריבער מעמבריינז אָדער Layers פון סעלז פון לעבעדיק ביינגז: פּראָטאָזאָאַ, געוויקסן, חיות און יומאַנז. דעם פּראָצעס נעמט אָרט ניצן די טערמאַל ענערגיע, זינט די יבערגאַנג איז געטאן סאַבסטאַנסיז קעגן אַ קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט פון קלענערער צו גרעסערע. די מערסט אָפט פֿאַר אַזאַ אַ ינטעראַקשאַן ניצן אַדענאָסינע טריפאָספאַטע אָדער ייטיפּי - מאַלאַקיול אַז איז אַ ווערסאַטאַל מקור פון ענערגיע 38 דזשאָולע.

עס זענען פאַרשידענע Forms פון ייטיפּי, וואָס זענען ליגן אויף די מעמבריינז פון סעלז. די ענערגיע קאַנטיינד אין זיי איז רעלעאַסעד ווען די אַריבערפירן פון סאַבסטאַנסיז דורך די אַזוי-גערופֿן מאָלעקולאַר פּאַמפּס. דעם פּאָרעס אין דער צעל וואַנט וואָס סאַלעקטיוולי אַרייַנציען און פּאַמפּט עלעקטראָליטע ייאַנז. אין דערצו, עס איז אַ מאָדעל פון אַריבערפירן ווי סימפּאָרט. אין דעם פאַל, אין דער זעלביקער צייַט ער טראַנספּאָרטאַד צוויי סאַבסטאַנסאַז: איינער קומט אויס פון דער צעל, און די אנדערע געץ עס. דעם סאַוועס ענערגיע.

וועסיקולאַר אַריבערפירן

אַקטיוו און פּאַסיוו אַריבערפירן כולל טראַנספּאָרטינג סאַבסטאַנסיז אין די פאָרעם פון באַבאַלז אָדער וועסיקלעס, אַזוי דער פּראָצעס איז גערופֿן, ריספּעקטיוולי, וועסיקולאַר אַריבערפירן. עס זענען צוויי מינים:

1. ענדאָסיטאָסיס. אין דעם פאַל, באַבאַלז זענען דזשענערייטאַד פון דער צעל מעמבראַנע אין זייַן אַבזאָרפּשאַן פּראָצעס סאָלידס אָדער ליקווידס. וועסיקלעס קענען זיין גלאַט אָדער האָבן עדזשאַז. דעם אופֿן פון קאָרמען זענען יי ווייַס בלוט סעלז, און רענאַל עפּיטהעליום.
2. עקסאָסיטאָסיס. ווי דער נאָמען סאַגדזשעס, דעם איז דער פאַרקערט פון די פֿריִערדיקע איינער. עס האט אָרגאַנעללעס ין דער צעל (למשל, גאָלגי אַפּאַראַט), וואָס זענען "פּאַקט" מאַטעריע אין די וועסיקלעס, און זיי דערנאָך קומען אויס דורך די מעמבראַנע.

פּאַסיוו אַריבערפירן: DIFFUSION

באַוועגונג פון די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט (הויך צו נידעריק) אַקערז אָן די נוצן פון ענערגיע. עס זענען צוויי וועריאַנץ פון פּאַסיוו אַריבערפירן - איז אָזמאָוסיס און DIFFUSION. די יענער איז אַ פּשוט און לייטווייט.

אָזמאָוסיס הויפּט חילוק איז אַז דער פּראָצעס פון מאָווינג מאַלאַקיולז נעמט אָרט דורך די סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע. א DIFFUSION צוזאמען אַ קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט אַקערז אין די סעלז בעת אַ מעמבראַנע מיט צוויי Layers פון ליפּיד מאַלאַקיולז. אַריבערפירן ריכטונג דעפּענדס בלויז אויף די נומער פון סאַבסטאַנסאַז אויף ביידע זייטן פון די מעמבראַנע. אין דעם שטייגער, די סעלז דורכנעמען הידראָפאָביק סאַבסטאַנסיז, פּאָליאַר מאַלאַקיולז, ורעאַ, און קענען ניט דורכנעמען פּראָטעינס, שוגערז, ייאַנז און דנאַ.

אין די DIFFUSION פּראָצעס, די מאַלאַקיולז טענד צו פּלאָמבירן די גאנצע בנימצא באַנד, ווי געזונט ווי צו ייַנרייען די קאַנסאַנטריישאַן אויף ביידע זייטן פון די מעמבראַנע. עס אַזוי כאַפּאַנז אַז די מעמבראַנע איז ימפּערמעאַבלע אָדער שוואַך פּערמיאַבאַל צו די מאַטעריע. אין דעם פאַל, עס איז משפּיע די אָסמאָטיק פאָרסעס אַז קענען ביידע מאַכן אַ דענסער שלאַבאַן און אויסשטרעקן עס דורך ינקריסינג די גרייס פון די פּאַמפּינג וועג.

פאַסיליטאַטעד DIFFUSION

ווען די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט איז ניט גענוג צו אַריבערפירן מאַטעריאַל צו דער הילף פון ספּעציפיש פּראָטעינס. זיי זענען ליגן אויף דער צעל מעמבראַנע אין דער זעלביקער וועג ווי ייטיפּי מאַלאַקיולז. דאַנק צו אים, קענען זיין ביידע אַקטיוו און פּאַסיוו אַריבערפירן.

אין דעם וועג, דורך די מעמבראַנע זענען גרויס מאַלאַקיולז (פּראָטעינס, דנאַ), פּאָליאַר סאַבסטאַנסיז, וואָס אַרייַננעמען אַמינאָ אַסאַדז און שוגערז, ייאַנז. דאַנק צו די אָנטייל פון פּראָטעין אַריבערפירן גיכקייַט איז געוואקסן דורך עטלעכע מאל קאַמפּערד מיט די קאַנווענשאַנאַל DIFFUSION. אבער דעם אַקסעלעריישאַן דעפּענדס אויף עטלעכע סיבות:

• מאַטעריע גראַדיענט ין און אַרויס דער צעל;
• סומע פון טרעגער מאַלאַקיולז;
• קורס ביינדינג מאַטעריע און טרעגער;
• ראַמפּע ינער ייבערפלאַך פון דער צעל מעמבראַנע.

טראָץ דעם, די אַריבערפירן איז געטראגן אויס דאַנק צו די אַרבעט פון די טרעגער פּראָטעינס, און ייטיפּי ענערגיע אין דעם פאַל איז ניט געוויינט.

די הויפּט פֿעיִקייטן אַז קעראַקטערייז פאַסיליטאַטעד DIFFUSION, זענען:

1. שנעל אַריבערפירן פון סאַבסטאַנסיז.
2. סילעקטיוואַטי אַריבערפירן.
3. זעטיקונג (ווען אַלע פּראָטעינס זענען פאַרנומען).
4. פאַרמעסט צווישן סאַבסטאַנסיז (רעכט צו דער קירבות פון דער פּראָטעין).
5. סענסיטיוויטי צו ספּעציפיש כעמישער אגענטן - ינכיבאַטערז.

אָזמאָוסיס

ווי דערמאנט אויבן, אָזמאָוסיס - די באַוועגונג פון סאַבסטאַנסיז צוזאמען די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט אַריבער אַ סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע. די מערסט גאַנץ אָזמאָוסיס פּראָצעס באשרייבט לאַ טשאַטעליער-בראַון פּרינציפּ. עס זאגט אַז אויב אַ סיסטעם איז אין יקוואַליבריאַם, השפּעה פון די אַרויס, עס וועט טענד צו צוריקקומען צו זייַן ערשטע שטאַט. ערשטער מאָל מיט אָזמאָוסיס דערשיינונג געפּלאָנטערט אין די מיטן פון די ^ ךן יאָרהונדערט, אָבער דעמאָלט ער האט נישט צוטשעפּען פיל וויכטיקייט. לערנען די דערשיינונג אנגעהויבן בלויז אַ הונדערט יאר שפּעטער.

די מערסט וויכטיק עלעמענט אין דער דערשיינונג פון אָזמאָוסיס איז אַ סעמיפּערמעאַבלע מעמבראַנע אַז פּאַסיז דורך זיך בלויז מאַלאַקיולז פון אַ זיכער דיאַמעטער אָדער פּראָפּערטיעס. לעמאָשל, צוויי סאַלושאַנז מיט פאַרשידענע קאַנסאַנטריישאַנז, די שלאַבאַן וועט פאָרן דורך בלויז די סאַלוואַנט. דאס וועט פאָרזעצן ווי לאַנג ווי די קאַנסאַנטריישאַן אויף ביידע זייטן פון די מעמבראַנע וועט ניט זיין דער זעלביקער.

אָזמאָוסיס plays אַ באַטייַטיק ראָלע אין צעל לעבן. דאס דערשיינונג מאכט עס מעגלעך צו דורכנעמען זיי נאָר צו יענע סאַבסטאַנסיז וואָס זענען נייטיק צו ונטערהאַלטן לעבן. רויט בלוט צעל מעמבראַנע איז פּערמיאַבאַל בלויז צו וואַסער, זויערשטאָף און נוטריאַנץ, אָבער די פּראָטעינס וואָס זענען געגרינדעט ין אַ רויט בלוט צעל, קענען נישט באַקומען אויס.

אָזמאָוסיס און געפֿונען פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן אין וואָכעדיק לעבן. אַפֿילו אָן ריאַלייזינג עס, מענטשן אין דער פּראָצעס פון ברינינג די עסנוואַרג געניצט איז דער פּרינציפּ פון באַוועגונג פון די מאַלאַקיולז צוזאמען די קאַנסאַנטריישאַן גראַדיענט. סאַטשערייטאַד סאַלינע "אויסגעשטרעקט" איבער אַלע פון די וואַסער פון די פּראָדוקט, דערמיט אַלאַוינג זיי צו זיין סטאָרד מער.