Pasywne i aktywne formy transportu cząsteczek przez błonę odgrywają ważną rolę biologiczną dla wszystkich żyjących gatunków. Osmoza i aktywny transport to dwa rodzaje procesów, w których naładowane cząstki przemieszczają się przez błonę. Procesy te są kluczowe dla utrzymania równowagi wodnej i homeostazy organizmu.
Osmoza a aktywny transport
Różnica między osmozą a transportem aktywnym polega na tym, że osmoza jest pasywną formą transportu cząsteczek. Osmoza występuje tylko wtedy, gdy obecna jest błona półprzepuszczalna. Ma na celu wyrównanie stężenia na obu końcach membrany. Z drugiej strony transport aktywny to aktywna forma transportu cząsteczek. Nie potrzebuje półprzepuszczalnej membrany.
W osmozie cząsteczki wody przemieszczają się z poziomu wyższego na poziom o niższym stężeniu. Proces ten zapewnia wyrównanie stężenia substancji rozpuszczonej na obu końcach. Osmoza zapewnia równowagę. Aby cząsteczki mogły przemieścić się przez półprzepuszczalną błonę, potrzebne jest ciśnienie netto. Ta wartość netto ciśnienia jest znana jako ciśnienie osmotyczne.
W transporcie aktywnym cząstki przemieszczają się od niższego do wyższego zgromadzenia. Aktywny transport jest wykorzystywany przez komórki do zbierania bardzo potrzebnych cząsteczek aminokwasów i cząsteczek glukozy. Proces syntezy ATP nazywany jest pierwotnym transportem aktywnym. Aktywny transport wykorzystuje energię uwalnianą podczas oddychania.
Tabela porównawcza między osmozą a aktywnym transportem
| Parametry porównania | Osmoza | Transport aktywny |
| Stężenie | Cząsteczki przechodzą z wyższego do niższego stężenia | Cząsteczki przemieszczają się od niższych do wyższych stężeń. |
| Ruch | W osmozie cząsteczki wody przechodzą przez półprzepuszczalną membranę. | W transporcie aktywnym substancje rozpuszczone przemieszczają się przez błonę. |
| Energia | Osmoza nie wymaga energii | Aktywny transport wymaga energii poprzez oddychanie. |
| Gradient stężenia | W osmozie cząsteczki przesuwają się w dół gradientu. | W transporcie aktywnym substancja rozpuszczona porusza się pod prąd. |
| równowaga | Osmoza utrzymuje równowagę. | Aktywny transport nie utrzymuje równowagi. |
Co to jest osmoza?
Terminologia osmoza (obecnie osmoza) została wprowadzona przez brytyjskiego chemika Thomasa Grahama w 1854 roku. W biologii ruch cząsteczek wody w stosunkowo porowatej warstwie to osmoza.
W osmozie ruch odbywa się zawsze od roztworu o podwyższonym stężeniu cząsteczek wody do niższego obszaru cząsteczek wody. Częściowo przepuszczalna membrana lub selektywnie przepuszczalna membrana umożliwia przechodzenie przez nią selektywnych cząsteczek. Cząsteczki wody przechodzą w obu obszarach.
Jakie jest wyższe i niższe stężenie wody?
Wyższe nasycenie wodą w osmozie implikuje rozcieńczony roztwór sacharozy, a niższe stężenie sugeruje stężony roztwór sacharozy.
Zamykając komórkę roślinną roztworem, który zawiera większe stężenie cząsteczek wody, woda wnika do komórki powoduje, że komórka staje się jędrna (twarda).
Turgid pomaga łodydze pozostać w pozycji pionowej. Zamykając komórkę roślinną roztworem, który zawiera mniejsze stężenie cząsteczek wody, woda opuszcza komórkę i staje się wiotka (miękka). Kiedy komórki macierzyste stają się zwiotczałe, zmniejsza się ciśnienie turgorowe łodygi i powoduje więdnięcie. Jeśli stężenie jest podobne, następuje przepływ netto wody wokół komórki przez częściowo przepuszczalną membranę.
Osmoza w komórkach zwierzęcych:
Osmoza jest podstawowym sposobem transportu wody do komórek. Osmoza ma pierwszorzędne znaczenie w żywym organizmie. Wpływa na dystrybucję składników odżywczych i uwalnia odpady metaboliczne, takie jak mocznik.
Osmoza jest niezbędna do wchłaniania wody i minerałów przez rośliny, zwierzęta i inne organizmy żywe. Jeśli zanurzysz palce na długo w wodzie, palec zostanie przycięty. Jest to reakcja osmozy, ponieważ podobni wchłaniają wodę i rozszerzają się.
Co to jest aktywny transport?
W transporcie aktywnym substancje rozpuszczone idą wbrew gradientowi zgromadzenia. Aby transport aktywny przebiegał sprawnie, niezbędna jest energia. Substancje rozpuszczone przechodzą przez stopień od niewielkiego stężenia do stopnia zawyżonego stężenia. Jest to proces wykorzystywany przez komórki do gromadzenia niezbędnych cząsteczek.
Niemiecki fizjolog Emil du Bois-Reymond wysunął możliwość fluktuacji ruchu molekuły po błonie w 1848 roku. W 1948 Rosenberg wyjaśnił proces aktywnego transportu. Powiedział, że to zależy od energii. Robert Krane, amerykański biochemik, odegrał kluczową rolę w badaniach nad transportem aktywnym.
Gdy cały proces jest popychany przez trifosforan adenozyny (ATP), można go nazwać pierwotnym transportem aktywnym. Kiedy gradient elektrochemiczny zostaje zoptymalizowany pod kątem energii, proces ten nazywa się wtórnym transportem aktywnym.
Co to jest podstawowy transport aktywny?
Pierwotny transport aktywny jest nawet określany jako działanie bezpośredniego transportu aktywnego. Aktywność bezpośredniego transportu aktywnego wykorzystuje moc komórek do przemieszczania cząstek poza warstwę. Niektóre z substancji rozpuszczonych, które przechodzą przez membranę, zawierają naładowane cząstki, takie jak jony metali. Te naładowane cząstki są niezbędne do rozprzestrzenienia się po całym ciele. Pompy jonowe przechodzą przez membranę, aby przemieścić cząsteczki. W pierwotnym transporcie aktywnym występuje bezpośrednie sprzężenie ATP.
Co to jest wtórny transport aktywny?
Współtransport lub transport sprzężony określany jest jako wtórny transport aktywny. Energia jest zużywana jako źródło siły do przemieszczania cząsteczek przez błonę. Sprzężenie ATP nie jest obecne we wtórnym transporcie aktywnym. Za pompowanie jonów odpowiada gradient różnicy potencjałów galwanicznych. Energia wytwarzana przez pompowanie jonów jest wykorzystywana jako źródło energii.
Główne różnice między osmozą a aktywnym transportem
Wniosek
Zarówno osmoza, jak i transport aktywny to procesy, które obejmują ruch cząsteczek. Osmoza to ruch cząsteczek wody, podczas gdy transport aktywny to ruch substancji rozpuszczonych. Osmoza to ruch cząsteczek wody między roztworami hipertonicznymi i hipotonicznymi. Aktywny transport wykorzystuje energię pochodzącą z oddychania. Osmoza i aktywny transport mają kluczowe znaczenie dla pozyskiwania i wychwytywania głównych składników odżywczych.
