نفسر ما هو التناضح والأنواع الموجودة. أيضا ، لماذا هو مهم ، ما هو الانتشار البيولوجي وأمثلة على التناضح.
ما هو التناضح؟
التناضح أو التناضح هو ظاهرة فيزيائية للتبادل موضوع من خلال غشاء شبه نافذ ، من وسط أقل كثافة إلى أعلى كثافة، دون تكبد نفقات طاقة. إنها ظاهرة سلبية ، ولكنها حيوية بالنسبة لـ التمثيل الغذائي الهاتف الخلوي كائنات حية.
تتبع ميكانيكا التناضح توازن التركيزات بين جزأين من المحلول مفصولة بالغشاء ، تنقل مذيب من جانب إلى آخر لتخفيف أقصى تركيز أعلى. سيؤدي هذا إلى إحداث تغيير في ضغط، المعروف باسم الضغط الاسموزي. هذا ما يحدث مع غشاء الخلايا، التي قد يكون تركيزها الداخلي أكبر أو متساويًا أو أقل من الخارج ، مما يسمح بدخول وخروج ماء، أي التنظيم ، بدون تكلفة الطاقة.
تم اكتشاف التناضح في عام 1877 في الدراسات التي أجريت على فسيولوجيا النبات من قبل الألماني فيلهلم بفيفر ، على الرغم من حقيقة وجود دراسات مماثلة بالفعل حول هذه المسألة وأن المصطلح قد تم صياغته في عام 1854 (من قبل البريطاني توماس جراهام).
أنواع التناضح
هناك نوعان من التناضح: مباشر وعكسي.
- التناضح المباشر. هو الذي يحدث في خلايا الكائنات الحية ، حيث يدخل الماء أو يخرج من خلال غشاء بلازمي، مما يسمح بالتوازن مع البيئة ، على الرغم من أنه في حالات فرط التوتر (للتركيز الهائل للمذاب) أو منخفض التوتر (بأقل تركيز للمذاب) يمكن أن يسبب الجفاف أو الانفجار عن طريق تراكم الخلية ، على التوالي.
- التناضح العكسي. إنها آلية متطابقة ولكنها في الاتجاه المعاكس ، مما يسمح بتدفق الماء أو المذيب من نقطة أعلى تركيز إلى أقل تركيز للمذاب ، وهو مثالي لتنقية المذاب أو الاحتفاظ به. ولكي يحدث هذا ، يجب تطبيق ضغط يتغلب على الضغط الاسموزي الطبيعي (أي أنه يتطلب تكلفة طاقة).
أهمية التناضح
يعتبر التناضح أمرًا حيويًا لعملية التمثيل الغذائي للخلايا ، حيث إنه شكل من أشكال نقل المادة بين داخل الخلية وخارجها ولا ينطوي على أي إنفاق للطاقة ، أي أنه يحدث بشكل سلبي ، دون استهلاك. ATP. هذا المبدأ أساسي أيضًا لشرح أصل الحياة، لأنه في الأشكال الأولى من الحياة الخلوية لم تكن هناك آليات التمثيل الغذائي النشطة.
من ناحية أخرى ، يمكن تكرار مبادئ التناضح في المواقف اليومية والسماح ، على سبيل المثال ، بترشيح المياه (التناضح العكسي) ، من بين الإجراءات العملية الأخرى مثل تصنيع المحفزات أو تسهيل عمليات التبريد الصناعي.
الانتشار البيولوجي
تُعرف العملية المشابهة للتناضح بالانتشار البسيط ، من وجهة نظر أنها تنطوي على انتقال الجسيمات من وسط واحد (مثل داخل الخلية) إلى آخر (مثل البيئة خارج الخلية) عبر غشاء شبه منفذ ، متحركًا من الوسط الذي يحتوي على أعلى تركيز إلى الوسيط الذي يحتوي على أقل تركيز (أي بعد تدرج التركيز). يحدث هذا بشكل سلبي ، أي بدون استهلاك للطاقة المضافة.
وفقًا لذلك ، فإن الانتشار البيولوجي هو ما يحدث في الخلايا ، مما يسمح بدخولها أو خروجها الجزيئات من خلال غشاء البلازما ، حسب تدرج التركيز. وهكذا ، على سبيل المثال ، يدخل الأكسجين الدم إلى خلايا الدم الحمراء ، حيث يمكن للهيموجلوبين التقاطها للنقل. يشير هذا المثال الفردي إلى الأهمية الحيوية لهذه الآلية للحياة.
أمثلة على التناضح
بعض الأمثلة البسيطة للتناضح هي:
- تنقية المياه. لإزالة الشوائب من الماء ، يمكن تطبيق مبدأ التناضح العكسي ، لفصل المحتويات الذائبة فيه عن طريق غشاء شبه منفذ.
- ترطيب البيضة.تعمل قشرة البيضة كغشاء تناضحي ، مما يسمح للماء بالدخول إلى داخلها (أكثر تركيزًا) ، بحيث يمكن نقع البيضة المطبوخة دون كسر قشرتها.
- التناضح الخلوي. جزء من آليات النقل الخلوي التي تسمح بتبادل (دخول أو خروج) المادة بين السيتوبلازم و ال بيئة دون استهلاك ATP في هذه العملية.