Hauptunterschied – Osmose vs. Diffusion in der Biologie
Osmose ist der Prozess der spontanen Nettobewegung von Lösungsmittelmolekülen (Wassermolekülen) durch eine halbdurchlässige Membran in einen Bereich mit höherer Konzentration an gelösten Stoffen. Es neigt dazu, die Konzentration des gelösten Stoffes auf beiden Seiten der Membran auszugleichen. Die Diffusion ist die gesamte Nettobewegung von Molekülen oder Atomen von einem Bereich höherer Konzentration mit einem höheren chemischen Potential zu einem Bereich niedrigerer Konzentration mit einem niedrigeren chemischen Potential. Somit bewegen sich die Moleküle entlang eines Konzentrationsgradienten. Der Hauptunterschied zwischen Osmose und Diffusion in der Biologie besteht darin, dass Osmose der Prozess der Bewegung von Lösungsmittelmolekülen durch eine semipermeable Membran in einen Bereich mit höherer Konzentration gelöster Stoffe ist, während Diffusion der Prozess der Bewegung sowohl von Lösungsmittel- als auch von gelösten Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten ist in irgendeiner Mischung.
Was ist Osmose?
In der Biologie ist Osmose der Prozess der Bewegung einer Substanz durch eine halbdurchlässige Membran, um die Konzentration einer anderen Substanz auszugleichen. Beispielsweise bewegen sich in einer biologischen Zelle Wassermoleküle über die halbdurchlässige Plasmamembran der Zelle, um die Konzentration gelöster Stoffe (z. B. Salzkonzentration) in und aus der Zelle auszugleichen. Osmose ist ein passiver Prozess, der spontan ohne Energieverbrauch der Zelle abläuft. Die Osmose beschäftigt sich mit biochemischen Lösungen.
Eine Lösung besteht aus zwei Teilen wie dem Lösungsmittel und dem gelösten Stoff. Lösungen werden durch Auflösen gelöster Stoffe in Lösungsmitteln hergestellt. Das Salzwasser ist das beste Beispiel, in dem Salz der gelöste Stoff und Wasser das Lösungsmittel ist. Es gibt drei Arten von Lösungen: isotonisch, hypotonisch und hypertonisch. In einer isotonischen Lösung ist die Konzentration gelöster Stoffe innerhalb und außerhalb der Zelle gleich. Unter diesen Bedingungen gibt es keine Nettobewegung der Lösungsmittelmoleküle durch die Zellmembran. Wenn die Nettobewegung Null ist, wird die Wassermenge, die sich innerhalb und außerhalb der Zelle über die Plasmamembran bewegt, gleich.
In einer hypotonischen Lösung ist die Konzentration gelöster Stoffe innerhalb der Zelle höher als außerhalb der Zelle. Daher treten Wassermoleküle in die Zelle ein, anstatt die Zelle zu verlassen. Hypertonisch bezieht sich auf das Gegenteil von hypotonisch. Außerhalb der Zelle gibt es eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen als innerhalb der Zelle. In diesem Fall werden mehr Wassermoleküle die Zelle verlassen als in die Zelle eintreten, um die Konzentration der gelösten Stoffe außerhalb zu senken.
Abbildung 01: Osmose
Osmose beeinflusst Pflanzen und tierische Zellen unterschiedlich. Unter hypotonischen Bedingungen platzen tierische Zellen aufgrund des Fehlens einer Zellwand heraus. Aber in hypertonischen Situationen neigen sowohl pflanzliche als auch tierische Zellen dazu, zu schrumpfen. Diese Vorfälle zeigen, wie wichtig die Osmose für das Überleben pflanzlicher und tierischer Zellen ist.
Was ist Diffusion?
Diffusion ist der Prozess der rein passiven Bewegung von Partikeln (Atome, Ionen oder Moleküle) von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration in einem beliebigen Gemisch. Die Partikelbewegung setzt sich fort, bis die Konzentration einer bestimmten Substanz einheitlich wird.
Abbildung 02: Verbreitung
Die Diffusionsrate wird durch Faktoren wie kurze Entfernung, große Oberfläche, kleine Moleküle, große Konzentrationsunterschiede und hohe Temperaturen beeinflusst. Größere Moleküle diffundieren sehr langsam. Gase und kleine Moleküle in einer Flüssigkeit können leicht aus einer Umgebung mit höherer Konzentration in eine Umgebung mit niedrigerer Konzentration dieses bestimmten Moleküls diffundieren. Einige der Diffusionsbeispiele in biologischen Systemen sind wie folgt:
- Gasaustausch an Alveolen bei der Atmung.
- Gasaustausch für die Photosynthese in Pflanzenblättern.
- Übertragung des Neurotransmitters „Acetylcholin“an einer Synapse.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Osmose und Diffusion in der Biologie?
- Beide Prozesse sind an der Teilchenbewegung beteiligt.
- Beide Prozesse sind passive Prozesse.
- Beide Prozesse verbrauchen keine Energiemoleküle der Zelle, die als "ATP" bekannt sind.
- Beide Prozesse sind sehr wichtig für das Überleben der Zelle.
- Bei beiden Prozessen bewegen sich Partikel von höherer Konzentration zu niedrigerer Konzentration.
Was ist der Unterschied zwischen Osmose und Diffusion in der Biologie?
Osmose vs. Diffusion |
|
| Osmose ist der Prozess der Bewegung von Lösungsmittelmolekülen durch eine halbdurchlässige Membran in einen Bereich mit höherer Konzentration an gelösten Stoffen. | Diffusion ist der Prozess der Bewegung von Molekülen entlang eines Konzentrationsgradienten in jeder Art von Mischung. |
| Bewegung von gelösten Stoffen und Lösungsmitteln | |
| Bei der Osmose bewegen sich nur Lösungsmittel (Wassermoleküle). | Bei der Diffusion bewegen sich sowohl gelöste als auch Lösungsmittelmoleküle. |
| Semipermeable Membran | |
| Bei der Osmose ist die semipermeable Membran beteiligt. | Bei der Diffusion ist die semipermeable Membran nicht beteiligt. |
| Wasserbedarf | |
| In der Osmose wird Wasser für seine Bewegung benötigt. | Bei der Diffusion wird kein Wasser für seine Bewegung benötigt. |
| Konzentrationsgradient | |
| Osmose folgt einem ansteigenden Konzentrationsgradienten. | Diffusion folgt einem absteigenden Konzentrationsgradienten. |
| Wichtigkeit | |
| Die Osmose ist wichtig für die Nährstoffverteilung in der Zelle und für die Freisetzung von Stoffwechselschlacken. | Die Diffusion ist wichtig, um durch Atmung und Photosynthese Energie zu erzeugen. |
| Prozess | |
| Osmose tritt auf, wenn Wasser je nach Konzentration der gelösten Stoffe ein- und ausströmt. | Diffusion findet im gasförmigen oder flüssigen Zustand entlang eines Konzentrationsgradienten statt. |
| Beispiele | |
| Anschwellen der roten Blutkörperchen bei Kontakt mit Süßwasser, Aufnahme von Wasser durch Pflanzenwurzelhaare sind einige Beispiele für Osmose. | Ein Parfüm, das einen ganzen Raum füllt, ein Tropfen Lebensmittelfarbe, der sich ausbreitet, um eine Tasse Wasser gleichmäßig zu färben, sind einige Beispiele für Diffusion |
Zusammenfassung – Osmose vs. Diffusion in der Biologie
Osmose ist der Prozess der spontanen Bewegung von Lösungsmittelmolekülen durch eine halbdurchlässige Membran in einen Bereich, in dem eine höhere Konzentration gelöster Stoffe vorhanden ist. Es neigt dazu, die Konzentration der gelösten Stoffe auf beiden Seiten der Membran auszugleichen. Andererseits ist Diffusion die gesamte Nettobewegung von Molekülen oder Atomen von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration. Die Moleküle bewegen sich also entlang eines Konzentrationsgradienten. Dies ist der Unterschied zwischen Osmose und Diffusion in der Biologie.
Laden Sie die PDF-Version von Osmose vs. Diffusion in der Biologie herunter
Sie können die PDF-Version dieses Artikels herunterladen und gemäß Zitationshinweis für Offline-Zwecke verwenden. Bitte laden Sie die PDF-Version hier herunter. Unterschied zwischen Osmose und Diffusion in der Biologie
