градиент на концентрация(от лат. градиент, градиент, градиент- движение, движение, поток, приближаване; кон- с, заедно, заедно + център- център) или концентрационен градиент е вектор физическо количествохарактеризиращ величината и посоката на най-голямата промяна концентрациявсяко вещество в околната среда. Например, ако разгледаме два региона с различни концентрации на вещество, разделени от полупропусклива мембрана, тогава концентрационният градиент ще бъде насочен от областта с по-ниска концентрация на веществото към областта с неговата по-висока концентрация.
активен транспорт- пренасяне на материята през клетъчнаили вътреклетъчен мембрана(трансмембранно A.t.) или през слой от клетки (трансклетъчни A.t.), протичащи срещу градиент на концентрацияот зоната на ниската концентрация към зоната на високата, т.е. с разхода на свободна енергия на организма. В повечето случаи, но не винаги, източникът на енергия е енергията на макроергичните връзки АТФ.
Различни транспортни АТФази, локализирани в клетъчните мембрани и участващи в механизмите на пренос на вещества, са основният елемент на молекулярните устройства - помпи, които осигуряват селективно усвояване и изпомпване на определени вещества (например електролити) от клетката. Активният специфичен транспорт на неелектролити (молекулен транспорт) се осъществява с помощта на няколко вида молекулярни машини – помпи и носители. Транспортирането на неелектролити (монозахариди, аминокиселини и други мономери) може да бъде съчетано с symport- транспорт на друго вещество, чието движение срещу градиента на концентрацията е източник на енергия за първия процес. Symport може да се осигури чрез йонни градиенти (например натрий) без прякото участие на АТФ.
Пасивен транспорт- транспорт на вещества градиент на концентрацияот зона с висока концентрация до зона с ниска, без разход на енергия (напр. дифузия, осмоза). Дифузията е пасивно движение на вещество от зона с по-висока концентрация към зона с по-ниска концентрация. Осмоза – пасивно движение на определени вещества през полупропусклива мембрана (обикновено малките молекули преминават, големите не).
Има три вида проникване на вещества в клетката през мембрани: проста дифузия, улеснена дифузия, активен транспорт.
проста дифузия
При проста дифузия частиците на веществото се движат през билипидния слой. Посоката на простата дифузия се определя само от разликата в концентрациите на веществото от двете страни на мембраната. Чрез проста дифузия те влизат в клетката хидрофобнивещества (O2, N2, бензен) и полярни малки молекули (CO 2, H 2 O, урея). Полярните относително големи молекули (аминокиселини, монозахариди), заредени частици (йони) и макромолекули (ДНК, протеини) не проникват.
Улеснена дифузия
Повечето вещества се транспортират през мембраната с помощта на потопени в нея транспортни протеини (протеини носители). Всички транспортни протеини образуват непрекъснат протеинов пасаж през мембраната. С помощта на протеини носители се осъществява както пасивен, така и активен транспорт на вещества. Полярните вещества (аминокиселини, монозахариди), заредени частици (йони) преминават през мембрани с помощта на улеснена дифузия, с участието на канални протеини или протеини носители. Участието на протеини носители осигурява повече висока скоростулеснена дифузия в сравнение с проста пасивна дифузия. Скоростта на улеснена дифузия зависи от редица фактори: от трансмембранния концентрационен градиент на транспортираното вещество, от количеството носител, което се свързва с транспортираното вещество, от скоростта на свързване на веществото от транспортера върху една повърхност на мембрана (например от външната), за скоростта на конформационни промени в молекулата носител, в резултат на което веществото се транспортира през мембраната и се освобождава от другата страна на мембраната. Улеснената дифузия не изисква специални енергийни разходи поради хидролизата на АТФ. Тази характеристика отличава улеснената дифузия от активния трансмембранен транспорт.
градиент на концентрация
градиент на концентрация
градиент на концентрация(от лат. градиент, градиент, градиент- движение, движение, поток, приближаване; кон- с, заедно, заедно + център- център) или концентрационен градиент е векторна физическа величина, която характеризира големината и посоката на най-голямата промяна в концентрацията на всяко вещество в околната среда. Например, ако разгледаме две области с различни концентрации на вещество, разделени от полупропусклива мембрана, тогава градиентът на концентрация ще бъде насочен от областта с по-ниска концентрация на веществото към областта с неговата по-висока концентрация.
Определение
Градиентът на концентрация е насочен по пътя лсъответстваща на нормата към изоконцентрационната повърхност (полупропусклива мембрана). Стойността на градиента на концентрация градCе равно на отношението на елементарната промяна в концентрацията DCдо елементарната дължина на пътя дл :
При постоянна стойност на градиента на концентрация ° Спо пътя л :
Тук C1И C2- начална и крайна стойност на концентрацията по дължината на пътя л(нормално към повърхността на изоконцентрацията).
Градиент на концентрацията може да бъде отговорен за транспортирането на вещества, като дифузия. Дифузията се извършва срещу градиента на концентрация.
Единицата за измерване на градиента на концентрацията е стойността на m −2, както и неговите дробни или кратни производни.
В научната литература (биология, химия и др.) доста често този термин се среща в значението на степента на разлика, тоест не вектор, а скаларна стойност, показваща разликата в концентрациите между две ограничени области, което е груба грешка. В тази връзка, говорейки например за пасивен транспорт, те посочват, че той се осъществява по градиент на концентрация, което означава разликата в концентрациите на дадено вещество, но това променя смисъла на термина и следователно такова тълкуване на това е неправилно.
Вижте също
литература
- Антонов В. Ф., Черниш А. М., Пасечник В. И.Биофизика - М .: ВЛАДОС, 2000, С. 35. ISBN 5-691-00338-0
- Трифонов Е.В.Психофизиология на човека, 14-то изд. - Санкт Петербург: 2011.
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво представлява градиентът на концентрацията в други речници:
градиент на концентрация- - [А.С. Голдбърг. Английски руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN градиент на състав...
градиент на концентрация- - разликата в съдържанието на йони K+, Na+, Ca2+ извън и вътре в клетката (йонна асиметрия), която осигурява образуването на мембранния потенциал и регулирането на биоефектите вътре в клетките. Обща химия: учебник / A. V. Zholnin ... Химически термини
градиент на концентрация- koncentracijos gradientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. градиент на концентрация вок. Konzentrationsgradient, m rus. градиент на концентрация, mpranc. градиент на концентрация, m … Fizikos terminų žodynas
градиент на концентрация на примеси- - [А.С. Голдбърг. Английски руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN градиент на примеси ... Наръчник за технически преводач
относителен концентрационен градиент на космическите лъчи- относителен концентрационен градиент Вектор, насочен към максимално увеличаване на концентрацията на космическите лъчи, чийто модул е равен на отношението на производната на концентрацията в тази посока към стойността на концентрацията. [GOST 25645.104 84]… … Наръчник за технически преводач
Тази статия е за математическата характеристика; за метода на запълване вижте: Градиент (компютърна графика) ... Wikipedia
животински-вегетативен градиент- ЕМБРИОЛОГИЯ НА ЖИВОТНИТЕ ВЕГЕТАТИВЕН ГРАДИЕНТ НА ЖИВОТНИТЕ - градиент на чувствителност в още неоплодено яйце с изразени животински и вегетативни полюси (например при птиците, когато яйцето умре, промените настъпват първо на ... ... Обща ембриология: Терминологичен речник
Теорията на неравновесните макроскопични процеси, тоест процеси, които протичат в системи, изведени от състояние на топлинно (термодинамично) равновесие. К. ф. може да се припише на термодинамиката на неравновесните процеси (виж Термодинамика ... ... Голяма съветска енциклопедия
Необратим масов трансфер на смесен компонент в рамките на един или няколко. фази. Извършва се в резултат на хаотичност. движение на молекули (мол. дифузия), макроскопично. движението на цялата среда (конвективно пренасяне), а при турбулентни потоци също в резултат на ... ... Химическа енциклопедия
МКБ 10 E ... Уикипедия
Здравейте! Според определението градиентът на концентрацията е насочен от страната на по-ниската концентрация към страната на по-високата. Следователно, винаги се казва, че дифузията е насочена срещу градиента на концентрация, т.е. от страната с повече концентрация към страна с по-малко.
Въпреки това, когато четете литература за живота на клетката, фотосинтезата, винаги се казва, че "по градиента на концентрация" е в посока на намаляване на концентрацията, а "срещу градиента на концентрация" е в посока на увеличаване на концентрацията и по този начин , например, простата дифузия в клетките (или иначе обикновената дифузия) е насочена по градиента на концентрация.
Но има противоречие. Оказва се, че изразът "по градиента на концентрация" всъщност е движение, противоположно на посоката на градиента на концентрация. Как може да бъде това?
Тази постоянна и широко разпространена грешка се дължи на разликата в разбирането на посоката на вектора на концентрационния градиент във физиката и биологията. Биолозите предпочитат да говорят за посоката на вектора на концентрационния градиент от по-голяма към по-малка стойност, а физиците от по-малка към по-голяма.
ГРАДИЕНТ(лат. gradiens, градиентно ходене) - векторна стойност, показваща посоката на най-бърза промяна във всяка функция. Концепцията на Г. е широко използвана във физиката, физ. химия, метеорология и други науки за характеризиране на скоростта на промяна на всяко количество за единица дължина в посока на максималния му растеж; G. в биологията е количествена промяна на морфол или функционални (включително биохимични) свойства по една от осите на тялото, тялото или клетката на всеки етап от тяхното развитие. G., отразяващи промяна на всяка физиол, индикатор (например, интензивност на метаболизма), име физиол, градиент (вж. Градиент физиологичен). Когато се разглеждат различни биол, процесите срещат G по-често. електрическо поле, концентрация G., осмотична G., хидростатична G. и температура G.
Градиентът на електрическото поле в биол, обекти възниква в резултат на движението на йони вътре в клетките и тъканите или поради прилагането на външен източник на електрическо поле, например по време на галванизация (виж Галванизация, Електрофореза). Особено големи стойности на G. на електрическото поле се извършват върху биол, мембрани. Така че, с дебелина на мембраната от прибл. 10 nm и когато потенциалът се промени с 10, градиентът на електрическото поле върху него ще бъде 104 V/cm. Такава значителна промяна във вътрешното електрическо поле на мембраната може да доведе до промяна в нейната поляризация и степента на подреденост в нейната структура. Съществува прагова стойност на потенциала на G., при която клетките генерират потенциал на действие (вижте Биоелектрични потенциали, Възбуждане).
Концентрационният градиент в живите тъкани възниква, когато има значителна разлика в концентрацията на йони във вътрешната и външната среда, например висока вътрешна концентрация на калиеви йони и ниска концентрация на натриеви и хлоридни йони. И така, вътре във влакното на сърдечния мускул на плъх има 140 µmola калиеви йони и 13 µmola натриеви йони на 1 g вътреклетъчна вода. Външната среда съдържа 2,7 µmol калиеви йони и 150 µmol натриеви йони. Концентрацията Г. на калиеви йони може да се обясни със съществуването на т.нар. Равновесие на Донан (виж Мембранно равновесие) от двете страни на биол, мембрана. В този случай недифундиращи аниони (напр. аниони на белтъчни макромолекули) причиняват неравномерно разпределение на концентрацията както на аниони (напр. C-), така и на катиони (напр. K+) от двете страни на мембраната. Съществуването на концентрация G. на натриеви йони не може да се обясни с равновесието на Donnan, а прехвърлянето на натриеви йони срещу концентрация G. се обяснява със съществуването на активен транспорт на йони (вж.). Концентрацията Г. на йони може да възникне и в резултат на метаболитни процеси. В резултат на това всички процеси на преразпределение на йони от различни страни биол, мембрани водят до появата на потенциали на покой (виж Биоелектрични потенциали).
Влизане и излизане различни веществаот клетки възниква поради наличието на Г. тяхната концентрация. Скоростта на дифузия на веществата се определя от съотношението: dn/dt =Dq grad C, където n е броят на молекулите, дифундиращи през повърхността q, D е коефициентът. дифузия, град С - концентрационен градиент; коефициентът на дифузия се определя от вискозитета на средата и размера на молекулите на веществото. Разликата в скоростта на дифузия на катиони и аниони (тяхната подвижност) води до появата на дифузионен потенциал φ, който възниква на границата на два контактуващи разтвора и се описва с уравнението на Нернст:
където U е подвижността на катиона, V е подвижността на аниона, C1 и C2 са концентрацията на електролита в два съседни разтвора; R - газова константа, T - абсолютно t°, n - заряд на йони, F - число на Фарадей. Дифузионният потенциал е минимален, когато подвижността на катиони и аниони са равни или близки, например в случай на разтвор на KCl. Затова този електролит се използва в биологията и медицината като течен проводник при поцинковане, електрофореза и др.
Осмотичният градиент характеризира разликата в осмотичното налягане (виж) в системата разтворител-разтвор, разделена от полупропусклива мембрана, т.е. пропусклива за молекулите на разтворителя, но непропусклива за разтвореното вещество. Осмотичното налягане в този случай се дефинира като величината на силата, която трябва да бъде приложена към разтвора, за да спре движението на разтворителя към разтвора. Когато осмотичното налягане във външната среда на клетката се промени (например, когато се увеличи), водата ще влезе в клетката; скоростта на притока на вода в този случай ще бъде пропорционална на осмотичния G. (между вътрешните и външна средаклетки). Така че, за еритроцитите скоростта на проникване на вода е 2,5 μm 3 /msm 2 -min-atm. Стойността на осмотичното налягане на кръвта на висшите животни е прибл. 40 мм w.c. Изкуство. и съставлява малка част от общото кръвно налягане. Ако метаболизмът на протеини или сол е нарушен, G. на осмотичното налягане също се променя, например с увеличаването му водата ще навлезе в тъканта, причинявайки оток (вж.).
Хидростатичният градиент характеризира разликата в налягането между външната и вътрешната среда на клетката, целия организъм или отделните му части. Така работата на сърцето води до появата на хидростатичен градиент. В артериалната част на кръвоносната система възниква положително хидростатично налягане, във венозната - отрицателно (вижте Кръвно налягане). Хидростатичното налягане може да компенсира осмотичното налягане, което възниква в капилярите на кръвоносната система. С нарастването на хидростатичния G. (например при хипертония) се увеличава отделянето на вода от кръвния поток в тъканите, което може да доведе до оток.
Температурният градиент, произтичащ от температурната разлика вътре и извън клетката, оказва значително влияние върху почти всички жизнени процеси. Така скоростта на дифузия на електролити се увеличава с 30-40% с повишаване на температурата с 10°. Електрическата проводимост на клетките се увеличава с приблизително същото количество. Преносът на топлина е пропорционален на температурата от двете страни на повърхността; докато Q = -λgrad T, където Q е количеството топлина, пренесено през топлопроводящата повърхност, λ е коефициентът. топлопроводимост, T е абсолютната температура. Основният източник на топлина в човешкото и животинското тяло са екзотермичните процеси, протичащи по време на работата на мускулите и вътрешни органи. Разсейването на топлината (напр. от повърхността на човешкото тяло) може да се случи и чрез конвекция, радиация и изпаряване. Всички тези процеси се ускоряват с повишаване на температурата G.
Библиография:Байер В. Биофизика, прев. от немски, М., 1962; Биофизика, изд. Б. Н. Тарусова и О. Р. Кол. Москва, 1968 г. Пасински А. Г. Биофизична химия, М., 1968.
Ю. М. Петрусевич.
Характеризиране на величината и посоката на най-голямата промяна в концентрацията на всяко вещество в околната среда. Например, ако разгледаме две области с различни концентрации на вещество, разделени от полупропусклива мембрана, тогава градиентът на концентрация ще бъде насочен от областта с по-ниска концентрация на веществото към областта с неговата по-висока концентрация. Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]][[C:Уикипедия:Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] .
Определение
Градиентът на концентрация е насочен по пътя лсъответстваща на нормата към изоконцентрационната повърхност (полупропусклива мембрана). Стойността на градиента на концентрация texvcне е намерен; Вижте math/README за помощ при настройка.): \nabla Cе равно на отношението на елементарната промяна в концентрацията DCдо елементарната дължина на пътя дл :
texvcне е намерен; Вижте math/README за помощ при настройката.): \nabla C = \frac(dC)(dl)
При постоянна стойност на градиента на концентрация ° Спо пътя л :
Не може да се анализира синтактичен израз (изпълним файлtexvcне е намерен; Вижте math/README за помощ при настройка.): \nabla C = \frac(C_1 - C_2)(l)
Тук C1И C2- начална и крайна стойност на концентрацията по дължината на пътя л(нормално към повърхността на изоконцентрацията).
Градиент на концентрацията може да бъде отговорен за транспортирането на вещества, като дифузия. Дифузията се извършва срещу вектора на градиента на концентрация [[C:Уикипедия:Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]][[C:Уикипедия:Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]][[C:Уикипедия:Статии без източници (държава: Грешка в Lua: callParserFunction: функцията "#property" не е намерена. )]] .
Единицата за измерване на градиента на концентрацията в Международната система от единици (SI) е стойността -4 (mol / m 4 или kg / m 4), както и нейните дробни или множествени производни.
Вижте също
Напишете отзив за статията "Градиент на концентрация"
литература
- Антонов В. Ф., Черниш А. М., Пасечник В. И.Биофизика - М .: ВЛАДОС, 2000, С. 35. ISBN 5-691-00338-0
- Трифонов Е.В.- Санкт Петербург: 2011.
Откъс, характеризиращ градиента на концентрация
- Това са вещици и ведуни, Изидора. Баща ти някога беше един от тях... Ние ги обучаваме.Сърцето ме заболя... Исках да вия с вълчи глас, съжалявайки себе си и краткия си изгубен живот!.. Изхвърляйки всичко, седни с тях, с тези щастливи ведуни и вещици, за да знам с ума и сърцето си цялата дълбочина на прекрасното, така щедро отворено от него велико ЗНАНИЕ! Горещите сълзи бяха готови да бликнат като река, но аз се опитах да ги сдържа по някакъв начин. Това беше абсолютно невъзможно, тъй като сълзите бяха друг „забранен лукс“, на който нямах право, ако се представях за истински Воин. Воините не плакаха. Те се бориха и победиха и ако умряха, то със сълзи на очи... Явно просто бях много уморен. От самота и болка... От постоянен страх за близките... От безкрайна борба, в която тя нямаше и най-малка надежда да излезе победител. Наистина имах нужда от глътка свеж въздух и този въздух за мен беше дъщеря ми Анна. Но по някаква причина тя не се виждаше никъде, въпреки че знаех, че Ана е тук, с тях, на тази прекрасна и странна, „затворена“ земя.
Норт стоеше до мен на ръба на дефилето и в неговия сиви очиимаше дълбока тъга. Исках да го попитам - ще го видя ли някога? Но нямаше достатъчно сила. Не исках да се сбогувам. Не исках да си тръгвам. Животът тук беше толкова мъдър и спокоен и всичко изглеждаше толкова просто и хубаво!.. Но там, в моя жесток и несъвършен свят, хората умряха добри хора, и беше време да се върна, за да се опитам да спася поне някой ... Това наистина беше моят свят, колкото и страшен да беше. А баща ми, който остана там, вероятно страдаше тежко, неспособен да избяга от лапите на Карафа, когото по ирония на съдбата реших, каквото и да ми коства, да унищожа, дори ако за това трябва да дам краткото си и толкова скъпо на животът ми...
– Мога ли да видя Ана? - с надежда в душата, попитах Севера.
– Прощавай, Изидора, Ана се подлага на „прочистване” от светската суматоха... Преди да влезе в същата зала, в която току-що си бил и ти. Тя не може да дойде при теб сега...
„Но защо не трябваше да „изчистя“ нищо? Бях изненадан. - Ана е още дете, няма прекалено много светска "мръсотия", нали?
