Hvad er en koncentrationsgradient?

Koncentrationen af et stof er antallet af molekyler, der er til stede i et givet volumen væske eller gas.En koncentrationsgradient forekommer mellem et område med høj koncentration og et område med lav koncentration.I naturen forekommer dette ofte på hver side af en cellegrænse eller membran.Hvis partikler frit kan krydse membranen, finder en proces kaldet diffusion sted, hvor partikler bevæger sig over koncentrationsgradienten med en nettostrøm mod området med lav koncentration.Denne bevægelse af molekyler ned ad gradienten fører til sidst til, at begge områder bliver lige i koncentration, en tilstand kendt som dynamisk ligevægt.

Termisk energi får molekyler i væsker og gasser til at bevæge sig tilfældigt i lige linjer, indtil de møder andre partikler eller overflader, der forårsager demat ændre retning.Processen kendt som diffusion betyder, at molekyler har en tendens til at bevæge sig væk fra områder, hvor der er høje koncentrationer og til at bevæge sig mod mindre koncentrerede regioner.Forskellige molekyltyper har også en tendens til at blande sig sammen.Begge disse processer er på arbejde, når en duft gradvist spreder sig over et rum og blandes med luftmolekyler.Til sidst fjerner en jævn fordeling af partikler koncentrationsgradienten.

I en proces kendt som osmose ser molekyler ud til at bevæge den modsatte vej over gradienter, fra lave til høje koncentrationer af partikler.Dette kan ses i tilfælde, hvor en cellemembran blokerer for partikler fra at passere, fordi de er for store.Vandmolekylerne i opløsningen kan være små nok til at passere gennem membranen, selvom de opløste partikler ikke er.

Vandmolekyler bevæger sig fra regionen uden for cellen, hvor koncentrationen af partikler er relativt lav, til indersiden af det indvendigeCelle, hvor der er en høj partikelkoncentration.På samme måde som diffusion reducerer denne bevægelse koncentrationsgradienten mellem de to områder.Det kan beskrives som en speciel form for diffusion, fordi vandmolekylerne virkelig bevægerPåvirkningen af osmose og diffusion.Hvad der er kendt som aktive transportmekanismer kommer i spil, såsom natrium-potassiumpumpen.Denne pumpe transporterer natrium- og kaliummolekyler på tværs af cellemembranen, hvilket sikrer, at der er en høj kaliumkoncentration inde i cellen og en høj natriumkoncentration udenfor.Processen kræver ATP, et specielt molekyle, hvor energi opbevares, som findes inde i cellen.