difusi sederhana adalah proses fisik dimana zat dipindahkan dari daerah mana mereka sangat terkonsentrasi ke daerah-daerah di mana konsentrasi zat lebih rendah. Difusi sederhana adalah proses spontan yang tidak memerlukan energi, tetapi didorong oleh gradien konsentrasi.
Zat yang terlarut disebut zat terlarut, mereka bergerak melalui larutan (atau gas) dengan gerakan acak. Gerak acak didefinisikan sebagai gerak yang terjadi secara kebetulan, di mana tidak ada keteraturan atau sistem yang teratur di mana gerakan partikel berubah dalam larutan atau gas.
Jika molekulnya cukup kecil, difusi sederhana ini dapat terjadi melintasi membran sel, antara fosfolipid individu yang menyusunnya. Membran dapat bersifat permeabel, impermeabel, atau semipermeabel.
Membran permeabel adalah membran yang memungkinkan zat apa pun untuk melewatinya, membran kedap air tidak memungkinkan zat apa pun untuk melewatinya, dan membran semipermeabel hanya memungkinkan zat tertentu untuk melewatinya.
Indeks artikel
Proses difusi sederhana
Difusi sederhana dilakukan melalui aksi ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul air dan zat terlarut yang terlarut di dalamnya. Molekul air bergerak secara acak dan akhirnya mengelilingi molekul terlarut individu, memaksimalkan kesempatan untuk membentuk ikatan hidrogen.
Jadi, jika campuran suatu zat dibuat dalam air, awalnya zat tersebut akan terkonsentrasi di satu tempat, yang awal. Pada saat itu gradien konsentrasi sangat tinggi.
Seiring berjalannya waktu molekul bergerak dan bertabrakan satu sama lain; gerakan ini mendorong pembentukan ikatan antara partikel zat terlarut dan pelarut. Namun, ikatan ini putus dengan cepat karena mereka sangat lemah dan ini adalah sifat yang memungkinkan mereka untuk didistribusikan ke seluruh ruang sampai keseimbangan tercapai.
Pada titik itu, di mana zat terlarut terdistribusi secara merata ke seluruh larutan, gaya gradien konsentrasi berakhir.
Contoh difusi sederhana
Pertukaran gas dalam sistem pernapasan
Dalam sistem pernapasan hewan paru-paru, oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO₂) secara konstan dipertukarkan. Hewan menyerap oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida dengan difusi sederhana.
Di paru-paru, konsentrasi oksigen lebih tinggi daripada di dalam darah, sehingga ada gradien konsentrasi antara kedua wilayah ini, dan ini menyebabkan difusi oksigen dari paru-paru ke darah meningkat.
Demikian pula, dengan lebih banyak molekul karbon dioksida dalam darah daripada di paru-paru, mereka akan cenderung bergerak dari darah ke paru-paru.
Menyebarkan teh di air panas
Ketika secangkir teh diseduh awalnya hanya ada air panas tanpa zat terlarut. Menempatkan kantong teh di air panas mulai melepaskan partikel teh dari kantong – di mana ada konsentrasi teh yang lebih tinggi – ke dalam air, di mana konsentrasi teh lebih rendah.
Pergerakan molekul disukai oleh gradien konsentrasi awal teh. Akhirnya, difusi teh menyebabkan konsentrasi menjadi sama di seluruh cangkir dan larutan menjadi homogen (terlihat semua warnanya sama). Pada titik ini tidak ada lagi gradien konsentrasi.
Perbedaan difusi sederhana dan difusi terfasilitasi
Perbedaan difusi sederhana dan difusi terfasilitasi
– Dalam difusi sederhana, partikel melintasi membran sel dengan bebas, tanpa “bantuan” struktur lain. Sebaliknya, dalam difusi terfasilitasi, molekul diangkut melalui saluran protein kecil yang melintasi seluruh membran.
– Difusi sederhana lebih lambat daripada difusi terfasilitasi.
– Difusi sederhana tidak spesifik untuk zat terlarut, hanya saja partikel yang akan diangkut harus bersifat hidrofobik sehingga dapat melintasi membran sel tanpa masalah. Sebaliknya, dalam difusi terfasilitasi, zat terlarut spesifik diangkut.
– Difusi sederhana tidak dapat dihambat, sedangkan difusi terfasilitasi dapat dihambat oleh molekul tertentu yang berikatan dengan saluran transporter.
– Difusi sederhana selalu merupakan proses pasif, yaitu tidak memerlukan energi dari ATP. Sebaliknya, difusi terfasilitasi dapat menjadi mekanisme aktif atau pasif, tergantung pada apakah itu membutuhkan energi ATP atau tidak.
– Dalam difusi sederhana, zat selalu bergerak sesuai dengan gradien konsentrasinya. Sebaliknya, dalam difusi terfasilitasi zat melewati membran melawan atau mendukung gradien konsentrasinya.
– Difusi sederhana memungkinkan lewatnya molekul kecil dan nonpolar (hidrofobik), sedangkan difusi terfasilitasi memungkinkan lewatnya molekul besar dan polar (hidrofilik).
Perbedaan difusi sederhana dan osmosis
– Difusi sederhana mengacu pada pergerakan zat apa pun sebagai fungsi dari gradien konsentrasinya; di sisi lain, osmosis mengacu secara eksklusif pada pergerakan air sebagai fungsi dari potensi airnya.
– Difusi sederhana terjadi pada zat cair dan gas padat. Sebaliknya, osmosis hanya dapat terjadi dalam media cair.
– Difusi sederhana tidak memerlukan membran semipermeabel, sedangkan osmosis adalah proses yang terjadi melalui membran semipermeabel.
– Difusi sederhana membantu menyamakan konsentrasi zat terlarut terlarut dalam ruang yang tersedia. Osmosis tidak mendukung kesetaraan konsentrasi air di kedua sisi membran semi-permeabel.
– Difusi sederhana dapat terjadi antara berbagai jenis pelarut. Sebaliknya, osmosis hanya dapat terjadi antara pelarut yang sama dan dalam sistem biologis. Pelarut ini umumnya air.
– Dalam difusi sederhana partikel didistribusikan ke segala arah, dalam osmosis aliran molekul pada dasarnya dalam arah yang sama.
– Proses difusi sederhana tidak dapat dihentikan atau dibalik. Sebaliknya, osmosis dapat dihentikan atau dibalik jika tekanan tambahan diterapkan pada sisi membran di mana ada lebih sedikit air yang tersedia.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Biologi Molekuler Sel (edisi ke-6). Ilmu Garland.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologi (edisi ke-2.) Pendidikan Pearson.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Biologi Sel Molekuler (edisi ke-8). WH Freeman dan Perusahaan.
- Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Kehidupan: ilmu biologi (edisi ke-7). Sinauer Associates dan WH Freeman.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (edisi ke-7) Cengage Learning.
- Thibodeau, P. (2013). Anatomi dan Fisiologi (8 th ). Mosby, Inc.
- Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Prinsip-prinsip Anatomi dan Fisiologi (Edisi ke-13). John Wiley & Sons Inc.