Thẩm thấu và khuếch tán là hai hình thức vận chuyển thụ động khác nhau, đóng vai trò thiết yếu trong việc vận chuyển các phân tử đi qua và ra khỏi tế bào. Hầu hết học sinh được yêu cầu làm rõ những điểm giống và khác nhau giữa thẩm thấu và khuếch tán hoặc so sánh hai phương thức vận chuyển và đối chiếu chúng.
Bạn cần tìm hiểu ý nghĩa của thẩm thấu và khuếch tán để giải quyết vấn đề và đánh giá đầy đủ ý nghĩa của chúng.
Thẩm thấu vs Khuếch tán
Các sự khác biệt giữa thẩm thấu và khuếch tán là sự phụ thuộc và yêu cầu của họ. Sự thẩm thấu phụ thuộc vào số lượng chất tan tan trong dung dịch. Tuy nhiên, sự khuếch tán phụ thuộc vào sự tồn tại của các thành phần bổ sung. Trước đây cần nước cho hoạt động của các hạt. Trong khi phần thứ hai di chuyển mà không cần nước.
Bảng so sánh giữa thẩm thấu và khuếch tán (ở dạng bảng)
| Tham số so sánh | Khuếch tán | Thẩm thấu |
|---|---|---|
| Màng bán thấm | Sự sẵn có của màng thấm một phần là điều cần thiết | Để quá trình này xảy ra, sự sẵn có của màng thấm một phần là điều cần thiết |
| Áp suất thủy tĩnh và Turgor | Thông thường áp suất thủy tĩnh và áp suất turgor không quan trọng trong quá trình khuếch tán. | Sự thẩm thấu bị đối lập bởi áp suất thủy tĩnh và áp suất turgor. |
| Điện thế áp suất, nước và chất hòa tan | Thế áp, thế nước và thế chất tan không ảnh hưởng đến sự khuếch tán. | Thế chất tan là cần thiết để quá trình thẩm thấu diễn ra. |
| Độ tin cậy trên các phân tử khác | Sự khuếch tán chủ yếu dựa vào sự tồn tại của các phân tử khác. | Sự thẩm thấu chủ yếu dựa vào số lượng các hạt chất tan hòa tan trong dung môi. |
| Trung bình | Đây là một quá trình linh hoạt và nó có thể diễn ra trong bất kỳ loại môi trường nào bất kể đó là môi trường lỏng, khí hay rắn. | Môi trường lỏng là cần thiết để quá trình này diễn ra |
Thẩm thấu là gì?
Thẩm thấu, một hình thức khuếch tán liên quan đến dòng nước qua màng có khả năng thấm một phần, từ vùng có nồng độ nước cao đến vùng có nồng độ thấp.
Thẩm thấu là một quá trình xảy ra trong tất cả các tế bào. Ví dụ như trường hợp hồng cầu khi cho vào nước thì phải cho nước chảy qua màng của nó.
Tế bào hồng cầu chỉ đơn giản là co lại khi cho vào một dung dịch đường đậm đặc, khi nước đi qua thẩm thấu vào vùng có nồng độ thấp hơn. Vì lý do này, khi nhìn qua kính hiển vi, các tế bào trông sẽ co lại.
May mắn thay, điều này hiếm khi xảy ra bên trong dòng máu, vì thận đảm bảo rằng hàm lượng máu giống với hàm lượng nước trong tế bào hồng cầu.
Giống như tế bào hồng cầu, tế bào ở thực vật nằm bên ngoài màng tế bào có cấu trúc tế bào hơi dày và ổn định hơn. Nó giúp các tế bào thực vật tiêu thụ nhiều nước mà không bị vỡ qua quá trình thẩm thấu.
Cây sẽ không thể loại bỏ nước khỏi đất nếu không có sự thẩm thấu. Khi sự thẩm thấu cho phép các tế bào thực vật thải ra nhiều nước, chúng trở nên kém đặc hơn và dần dần màng co lại.
Diffusion là gì?
Quá trình này đề cập đến sự chuyển thụ động các chất từ vùng có nồng độ phân tử cao sang vùng có nồng độ thấp. Khi nó xảy ra giữa các tế bào là phương thức chuyển các chất nhỏ qua màng tế bào.
Các phân tử luôn chuyển động liên tục. Nhiệt độ, một thước đo phổ biến đối với mọi người trong cuộc sống hàng ngày của họ, có liên quan chặt chẽ đến chuyển động này. Đây là phép đo ‘động năng trung bình (trung bình) của các phân tử trong một chất.
Năng lượng phân tử gây ra chuyển động tự phát và có tác dụng kích thích sự khuếch tán. Sự va chạm giữa các phân tử là phổ biến.
Sự khuếch tán làm cho chất lượng không khí được tiêu chuẩn hóa bằng cách phân phối lại các hợp chất hóa học, chẳng hạn như oxy trong khí quyển, cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này là nhiệt độ, khoảng cách các hạt phải di chuyển và gradient nồng độ
Dưới đây là một số trường hợp của sự khuếch tán. Phun mùi hương trong không gian sẽ khiến mọi thứ trở nên dễ chịu trong giây lát, nhưng các phân tử mùi sẽ bị phân tán theo thời gian trước khi tần số của chúng trở nên không thể nhận thấy đối với mũi người.
Một minh họa tuyệt vời khác về sự khuếch tán là nhúng một màu vào một bình chứa nước, điều này có thể làm thay đổi hình thức của toàn bộ dung dịch (nước).
Do có nhiều điều kiện khác nhau cho sự khuếch tán, các nhà khoa học đã xác định được một số dạng của quá trình này.
Sự khác biệt chính giữa thẩm thấu và khuếch tán
- Sự thẩm thấu liên quan đến sự di chuyển của dung môi từ vùng có nồng độ thấp hơn đến cao hơn trong khi sự khuếch tán được đặc trưng bởi sự di chuyển của dung môi từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn.
- Sự khuếch tán có thể được quan sát thấy trong bất kỳ sự kết hợp nào của hỗn hợp, ngay cả một màng thấm một phần, trong khi sự thẩm thấu chỉ được quan sát qua một màng thấm một phần.
- Các vật liệu dung môi và chất tan có thể di chuyển trong quá trình khuếch tán trong khi chỉ các vật liệu dung môi được phép đi qua màng trong quá trình thẩm thấu và trong tình huống này chúng là các phân tử nước.
- Trong quá trình thẩm thấu, chuyển động của các hạt chỉ xảy ra theo một hướng trong khi chuyển động của các hạt xảy ra theo mọi hướng trong quá trình khuếch tán.
- Một khi quá trình thẩm thấu có hiệu lực, áp lực tăng thêm lên phía dung dịch có thể làm dừng hoặc đảo ngược quá trình trong khi quá trình khuếch tán không thể dừng lại hoặc đảo ngược.
Sự kết luận
Đối với cả sinh vật không sống và sinh vật, sự khuếch tán là một cơ chế phổ biến và thiết yếu. Các chất như nước và khoáng chất phải di chuyển qua màng thấm một phần để đến và rời khỏi tế bào.
Một trong những cơ chế cho phép điều này là sự khuếch tán. Màng bán thấm là màng cho phép các chất khác di chuyển nhanh qua nó trong khi các chất khác di chuyển qua nó rất chậm.
Hai dạng cơ chế vận chuyển này xảy ra để tạo điều kiện thuận lợi cho sự chuyển dịch của các phân tử trong và ngoài tế bào, đó là sự thẩm thấu và sự khuếch tán. Cả hai đều là hệ thống vận chuyển thụ động vì chúng không cần thêm năng lượng để chạy.
Yếu tố phân biệt chính giữa hai quá trình là môi trường mà chúng xảy ra. Sự thẩm thấu chỉ có thể xảy ra trong môi trường lỏng, tuy nhiên, sự khuếch tán có thể diễn ra trong cả ba môi trường (rắn, lỏng và khí).
- https://trid.trb.org/view/354006
- https://www.lifescied.org/doi/pdf/10.1187/cbe.11-04-0038
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC541081/
