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简单扩散
圖片來自百度

物理学术语

分子扩散, 通常简称为扩散, 是分子通过随机分子运动从高浓度区域向低浓度区域的网状的传播。 扩散的结果是缓慢地将物质混合起来。 在温度恒定的空间中, 忽略外部分子的相互作用力扩散过程的结果是完全混合或达到一种平衡状态。 数学上,扩散过程通常由菲克定律描述

  • 外文名:simple diffusion
  • 别 名:纯扩散 自由扩散
  • 计算公式:P=KD/t
  • 应用学科:细胞生物学,细胞生理

简介

英文名:simple diffusion

也叫自由扩散(free diffusing),特点是:

  1. 沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;
  2. 不需要提供能量;
  3. 没有膜蛋白的协助。

某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的[分配系数]](K)及其扩散系数(D)来计算:

P=KD/t,t为膜的厚度。

详细描述

脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非极性分子比极性容易透过,小分子大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙。

非极性的小分子如O2CO2N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的(图5-1)。

事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输[1] 的方式进行转运。

简单扩散是被动运输的基本方式,不需要膜蛋白的帮助,也不消耗ATP,而只靠膜两侧保持一定的浓度差,通过扩散发生的物质运输。

简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性。

一般说来, 气体分子(如O2、CO2、N2)、小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通过质膜,大的不带电的极性分子(如葡萄糖)和各种带电的极性分子都难以通过质膜。

反渗透是扩散的最简单易懂的例子之一。

视频

【生理学】单纯扩散和易化扩散

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参考文献