Thẩm thấu vs Vận chuyển tích cực: Sự khác biệt và so sánh

Các hình thức vận chuyển thụ động và chủ động của các phân tử qua màng đóng một vai trò sinh học quan trọng đối với tất cả các loài sống.

Thẩm thấu và vận chuyển tích cực là hai loại quá trình trong đó các hạt tích điện di chuyển qua màng. Các quá trình này rất quan trọng để duy trì cân bằng nước và cân bằng nội môi trong cơ thể.

Các nội dung chính

1. Thẩm thấu là một quá trình thụ động không cần năng lượng đầu vào, trong khi vận chuyển tích cực cần năng lượng để di chuyển các chất ngược với gradient nồng độ.
2. Thẩm thấu đặc biệt liên quan đến sự chuyển động của các phân tử nước, trong khi vận chuyển tích cực bao gồm các chất khác nhau như ion và phân tử.
3. Thẩm thấu cân bằng nồng độ chất tan trên cả hai mặt của màng, trong khi vận chuyển tích cực duy trì nồng độ khác nhau.

Thẩm thấu vs Vận chuyển tích cực

Thẩm thấu là thuật ngữ khoa học mô tả sự chuyển động của các phân tử nước từ vùng có nồng độ cao hơn sang vùng có nồng độ thấp hơn và nó không cần năng lượng. Vận chuyển tích cực là sự di chuyển của các chất hòa tan từ vùng có nồng độ thấp hơn đến vùng có nồng độ cao hơn và cần phải có năng lượng.

Trong thẩm thấu, các hạt nước di chuyển từ mức độ cao hơn đến mức độ tập trung thấp hơn. Quá trình này đảm bảo rằng nó cân bằng nồng độ chất tan ở cả hai đầu. Thẩm thấu đảm bảo có sự cân bằng.

Có một lượng áp suất ròng cần thiết để các phân tử di chuyển qua màng bán thấm. Lượng áp suất ròng này được gọi là áp suất thẩm thấu.

Trong vận chuyển tích cực, các hạt di chuyển từ thấp đến mức độ tập trung cao hơn. Vận chuyển tích cực được các tế bào sử dụng để thu thập các hạt axit amin và phân tử glucose rất cần thiết.

Khi ATP được tổng hợp, quá trình này được gọi là vận chuyển tích cực sơ cấp. Vận chuyển tích cực sử dụng năng lượng được giải phóng trong quá trình hô hấp.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	thẩm thấu	Vận chuyển tích cực
Tập trung	Các phân tử di chuyển từ nồng độ cao hơn đến nồng độ thấp hơn	Các hạt di chuyển từ nồng độ thấp hơn đến cao hơn.
Phong trào	Trong thẩm thấu, các phân tử nước di chuyển qua màng bán thấm.	Trong vận chuyển tích cực, các chất hòa tan di chuyển qua màng.
Năng lượng	Thẩm thấu không cần năng lượng	Vận chuyển chủ động cần năng lượng thông qua hô hấp.
Độ dốc nồng độ	Trong thẩm thấu, các phân tử di chuyển xuống gradient.	Trong vận chuyển tích cực, chất tan di chuyển ngược chiều gradien.
Trạng thái cân bằng	Thẩm thấu duy trì trạng thái cân bằng.	Vận chuyển chủ động không duy trì trạng thái cân bằng.

Thẩm thấu là gì?

Thuật ngữ thẩm thấu (nay là thẩm thấu) được giới thiệu bởi một nhà hóa học người Anh, Thomas Graham, vào năm 1854. Trong sinh học, chuyển động của các hạt nước qua một lớp tương đối xốp là thẩm thấu. 

Trong thẩm thấu, chuyển động luôn từ dung dịch có nồng độ hạt nước cao sang vùng có nồng độ hạt nước thấp hơn.

Màng thấm một phần hoặc màng thấm chọn lọc cho phép các phân tử chọn lọc đi qua nó. Các phân tử nước đi qua trong cả hai lĩnh vực. 

Nồng độ nước cao hơn và thấp hơn là gì?

Độ bão hòa nước cao hơn trong thẩm thấu ngụ ý dung dịch sucrose loãng và nồng độ thấp hơn cho thấy dung dịch sucrose đậm đặc.

Bao bọc tế bào thực vật bằng dung dịch chứa nồng độ phân tử nước cao hơn, nước đi vào tế bào và làm cho tế bào trở nên trương (chắc). 

Turgid giúp thân cây đứng thẳng. Bao bọc tế bào thực vật bằng dung dịch chứa nồng độ phân tử nước thấp hơn, nước rời khỏi tế bào và trở nên mềm (mềm).

Khi các tế bào gốc trở nên chùng xuống, nó làm giảm áp lực trương nở của thân và gây ra hiện tượng héo. Nếu nồng độ tương tự, có một dòng nước chảy quanh tế bào qua màng thấm một phần.

Thẩm thấu ở tế bào động vật:

Thẩm thấu là phương tiện chính để vận chuyển nước vào tế bào. Thẩm thấu có tầm quan trọng hàng đầu trong các sinh vật sống. Nó ảnh hưởng đến sự phân phối chất dinh dưỡng và giải phóng chất thải trao đổi chất, chẳng hạn như urê.

Thẩm thấu rất cần thiết cho sự hấp thụ nước và khoáng chất ở thực vật, động vật và các sinh vật sống khác. Nếu nhúng ngón tay lâu vào nước, ngón tay sẽ bị dập. Đó là một phản ứng thẩm thấu khi akin hấp thụ nước và nở ra.

Vận chuyển tích cực là gì?

Trong vận chuyển tích cực, các chất hòa tan đi ngược lại một gradient hội tụ. Để quá trình vận chuyển tích cực diễn ra suôn sẻ, cần phải có năng lượng.

Các chất hòa tan đi qua một mức nồng độ nhỏ đến mức nồng độ tăng cao. Đó là một quá trình được các tế bào sử dụng để thu thập các phân tử cần thiết.

Nhà sinh lý học người Đức Emil du Bois-Reymond đã đề xuất tính khả thi của sự dao động chuyển động của các phân tử trên màng vào năm 1848.

Năm 1948, Rosenberg giải thích quá trình vận chuyển tích cực. Ông nói nó phụ thuộc vào năng lượng. Robert Krane, một nhà hóa sinh người Mỹ, đã đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu về Vận chuyển tích cực.

Khi toàn bộ quá trình được thúc đẩy bởi adenosine triphosphate (ATP), nó có thể được gọi là Vận chuyển tích cực sơ cấp. Khi một gradient điện hóa được tối ưu hóa cho năng lượng, quá trình này được gọi là vận chuyển tích cực thứ cấp. 

Vận chuyển chủ động sơ cấp là gì?

Vận chuyển tích cực chính thậm chí còn được gọi là hành động của vận chuyển tích cực trực tiếp. Hoạt động vận chuyển tích cực trực tiếp sử dụng năng lượng tế bào để di chuyển các hạt ra ngoài lớp.

Một số chất hòa tan chuyển qua màng bao gồm các hạt tích điện như các ion kim loại. Những hạt tích điện này là cần thiết để lan truyền khắp cơ thể.

Bơm ion đi qua để di chuyển các hạt qua màng. Có sự kết hợp trực tiếp của ATP trong quá trình vận chuyển tích cực sơ cấp.

Vận chuyển tích cực thứ cấp là gì?

Cotransport hoặc vận chuyển kết hợp được gọi là vận chuyển tích cực thứ cấp. Năng lượng được tiêu hao là nguồn lực để di chuyển các phân tử qua màng.

Khớp nối ATP không có trong vận chuyển tích cực thứ cấp. Độ dốc chênh lệch điện thế Galvanic chịu trách nhiệm bơm các ion. Năng lượng được tạo ra bằng cách bơm các ion được sử dụng làm nguồn năng lượng. 

Sự khác biệt chính giữa thẩm thấu và vận chuyển tích cực

1. Các yếu tố chịu trách nhiệm thẩm thấu là áp suất thẩm thấu và gradient thẩm thấu. Các yếu tố chịu trách nhiệm vận chuyển tích cực là ATP và gradient điện hóa. 
2. Thẩm thấu có hai loại, thẩm thấu ngược và thuận. Vận chuyển tích cực sơ cấp và thứ cấp đang được vận chuyển tích cực.
3. Thẩm thấu không cần năng lượng trao đổi chất. Vận chuyển chủ động cần năng lượng trao đổi chất.
4. Thẩm thấu duy trì trạng thái cân bằng. Không có trạng thái cân bằng nào được duy trì trong quá trình vận chuyển tích cực.
5. Thẩm thấu xảy ra thông qua một màng bán thấm. Vận chuyển tích cực không cần màng bán thấm.

dự án

1. https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/on-the-movement-of-water-and-solute-in-extracellular-channels-with-filtration-osmosis-and-active-transport/C53CE19338968ED0446B8F272E854596
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065280608600727