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什麼是滲透?概念、存在類型、重要性、生物擴散以及例子

2024-09-12自然科學418

我們解釋什麼是滲透以及存在的類型。另外,為什麼它很重要,什麼是生物擴散以及滲透的例子。

什麼是滲透?概念、存在類型、重要性、生物擴散以及例子

滲透現像是由德國人 Wilhelm Pfeffer 於 1877 年發現的。

什麼是滲透?

滲透或滲透作用是透過半透膜從密度較低的介質到密度較高的另一種介質交換物質的物理現象,而不會產生能量消耗。它是一種被動現象,但對生物的細胞代謝至關重要。

滲透機制追求由膜分隔的溶液兩部分之間的濃度平衡,將溶劑從一側傳輸到另一側以稀釋最高濃度的末端。這將產生壓力變化,稱為滲透壓。這就是細胞膜發生的情況,細胞膜內部的濃度可以比外部更高、相等或更低,從而允許水的進出,即滲透調節,而無需消耗能量。

滲透作用是德國人 Wilhelm Pfeffer 於 1877 年在植物生理學研究中發現的,儘管事實上對此主題的類似研究已經存在,並且該術語是在 1854 年(由英國托馬斯·格雷厄姆)創造的。

另請參閱:解散

滲透的類型

什麼是滲透?概念、存在類型、重要性、生物擴散以及例子

逆滲透從最高溶質濃度點到最低溶質濃度點。

滲透有兩種形式:直接滲透和反向滲透。

  • 直接滲透。這是一種發生在生物細胞中的現象,其中水通過質膜進入或離開,從而與環境保持平衡,儘管在高滲透壓介質(溶質濃度很高)或低滲介質(最低濃度)的情況下溶質)可分別因細胞積聚而導致脫水或爆炸。

  • 逆滲透.它是相同的機制,但方向相反,允許水或溶劑從最高濃度點流到最低溶質濃度點,這對於純化或溶質保留目的來說是理想的。為此,必須施加克服自然滲透壓的壓力(即需要能量成本)。

滲透的重要性

滲透對於細胞代謝至關重要,因為它是細胞內外物質運輸的一種形式,不需要任何能量消耗,也就是說,它是被動產生的,不消耗ATP。鑑於在細胞生命的最初形式中尚不存在活躍的代謝機制,這原理也是解釋生命起源的基礎。

另一方面,滲透原理可以在日常情況下複製,例如,可以過濾水(逆滲透),以及其他實際程序,例如催化劑的製造或促進工業製冷過程。

生物擴散

什麼是滲透?概念、存在類型、重要性、生物擴散以及例子

在生物擴散中,分子會透過質膜進入和離開。

簡單擴散被稱為類似於滲透的過程,從這一點來看,它涉及顆粒通過半透膜從一種介質(例如細胞內部)轉移到另一種介質(例如細胞外環境),從濃度最高的介質到濃度最低的介質(即遵循濃度梯度)。這是被動發生的,即沒有額外的能量消耗。

據此,生物擴散是細胞中發生的事情,允許分子根據濃度梯度通過質膜進入或離開。例如,氧氣就是這樣進入血液進入紅血球的,血紅蛋白可以捕獲它們進行運輸。這個例子顯示了這種機制對生命的至關重要。

滲透的例子

滲透的一些簡單例子是:

  • 水的淨化。為了去除水中的雜質,可以應用逆滲透的原理,透過半透膜分離溶解在水中的內容物。

  • 雞蛋的水分。雞蛋殼起到滲透膜的作用,允許水進入內部(更濃縮),因此可以浸泡煮雞蛋而不會破壞蛋殼。

  • 細胞滲透。細胞運輸機制的一部分,允許細胞質和環境之間的物質交換(進入或退出),而在此過程中不消耗 ATP。



標籤: 生物學

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