浸透と生物学における拡散の違い
主な違い - 生物学における浸透と拡散
浸透とは、溶媒分子（水分子）が半透膜を通して、溶質濃度の高い領域へ自然に純移動することである。膜の両側の溶質濃度を等しくする傾向がある。拡散とは、高濃度・高化学ポテンシャルの領域から低濃度・低化学ポテンシャルの領域への分子または原子の全正味移動のことである。こうして、分子は濃度勾配を下っていく。生物学における浸透と拡散の重要な違いは、浸透は溶媒分子が半透膜を通して溶質濃度の高い領域へ移動するプロセスであるのに対し、拡散は溶媒と溶質分子があらゆる混合物中の濃度勾配を下って移動するプロセスであるということである。
カタログ
1. 概要と主な違い 2. 浸透とは 3. 拡散とは 4. 生物学における浸透と拡散の類似点 5. 横並び比較-生物学における浸透と拡散の表形式 6. まとめ
ペネトレーション（o**osis）は何ですか？
生物学では、ある物質が半透膜を通して移動し、別の物質の濃度を均衡させる過程を浸透という。例えば、生体細胞では、水分子が細胞の半透膜を移動して、細胞内外の溶質（塩濃度など）の濃度を均衡させている。浸透圧は、エネルギーを消費することなく自然に起こる受動的なプロセスである。浸透圧は生化学的な溶液を扱う。
溶液は溶媒と溶質の2つの部分から構成されています。溶液は、溶質を溶媒に溶かすことで作られます。食塩水はその最たるもので、食塩が溶質、水が溶媒となる。溶液には、等張、低張、高張の3種類があります。等張溶液では、細胞の内側と外側の溶質の濃度が等しい。この状態では、細胞膜を介した溶媒分子の正味の移動はない。純移動がゼロのとき、細胞膜を越えて細胞の内外を流れる水の量は等しくなる。
低張溶液では、溶質の濃度が細胞の外側よりも内側の方が高くなる。その結果、水分子は細胞から出るのではなく、細胞内に入り込む。高張力は低張力の反対である。細胞外の溶質濃度は、細胞内の溶質濃度よりも高い。この場合、より多くの水分子が細胞内に入るよりも細胞外に出て、外の溶質濃度を下げます。
図01：浸潤
浸透圧は植物と動物の細胞に異なる影響を与える。低張力下では、動物細胞は細胞壁がないため破裂する。しかし、高張力下では、植物も動物も細胞は収縮する傾向にある。これらの事象は、植物と動物の両方の細胞の生存に浸透圧作用が重要であることを明らかにしている。
拡散は何ですか？
拡散とは、粒子（原子、イオン、分子）が高濃度の領域から低濃度の領域へ純受動的に移動することである。特定の物質の濃度が均一になるまで、粒子は移動する。
図02：ディフュージョン
拡散の速度は、短い距離、大きな比表面積、小さな分子サイズ、大きな濃度差、高温の影響を受ける。大きな分子は非常にゆっくりと拡散する。液体中の気体や低分子は、高濃度から低濃度へ容易に拡散する。生体系における拡散の例としては、以下のようなものがある：、。
- 呼吸中の肺胞におけるガス交換。
- 植物の葉における光合成のためのガス交換。
- シナプスでの神経伝達物質アセチルコリンの伝達。
オ○○ーシスと生物学における拡散の共通点
- いずれも粒子の運動を伴うプロセスである。
- どちらのプロセスも反応性である。
- どちらも細胞内の「ATP」と呼ばれるエネルギー分子を消費することはない。
- この2つのプロセスは、いずれも細胞の生存に重要なものです。
- どちらのプロセスでも、粒子は高濃度から低濃度へ移動する。
オ○○ーシスと生物学における拡散の違い
| 浸透・拡散 | |
| 浸透は、溶媒分子が半透膜を通して溶質濃度の高い領域に向かって移動する過程である。 | 拡散は、あらゆる混合物において、分子が濃度勾配に沿って移動するプロセスである。 |
| 溶質と溶媒の移動 | |
| 浸透の際には、溶媒（水分子）だけが運動しています。 | 拡散の際には、溶質分子と溶媒分子の両方が運動している。 |
| 半透過性フィルム | |
| 透過の過程では、半透過膜が関与している。 | 拡散の過程には半透膜は存在しない。 |
| 水の必要性 | |
| 浸透圧では、その移動のために水が必要です。 | 拡散時には、移動に水を必要としない。 |
| 濃度勾配 | |
| 浸透は上昇する濃度勾配に従う。 | 拡散は下向きの濃度勾配に従う。 |
| 重要性 | |
| 浸透圧は、細胞内の栄養分の分配と代謝廃棄物の放出に重要な役割を果たします。 | 呼吸や光合成によるエネルギー生産には、拡散が重要である。 |
| プロセス | |
| 浸透は、溶質の濃度に応じて水が出たり入ったりすることで起こる。 | 拡散は、濃度勾配が減少する気体または液体の状態で起こる。 |
| 例 | |
| 真水にさらされた赤血球が膨張することや、植物の根毛が水を吸収することなどが浸透圧の一例である。 | 香水が部屋に充満するのも、一滴の食用色素がコップの水を均一に染めるのも、拡散の一例である。 |
概要 - オ○○ーシス vs. 生物学における拡散
浸透とは、溶媒分子が半透膜を通して、より高い溶質濃度が存在する領域へ自発的に移動することである。膜の両側の溶質濃度を均衡させることができる。一方、拡散とは、分子や原子が高濃度の領域から低濃度の領域へ正味で移動することである。そこで、分子は濃度勾配を下るように移動する。これが生物学における浸透と拡散の違いである。
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引用
1.ハーマンスティーン、アンヌ＝マリー。"潜入と拡散の違いを理解する"ThoughtCo. available here 2. "Proliferation," Wikipedia, Wikimedia Foundation, 20 Nov. 2017.こちらから入手可能です 3. "潜入", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2017年10月14日.ここで入手可能 2. "Proliferation", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 20 November 2017. 3. "Infiltration", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 14 October 2017.
- 2020-10-20 05:27 に公開
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- 分類：科学
