การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์
สมบัติที่สำคัญประการหนึ่งของสิ่งมีชีวิต คือสามารถควบคุมและคัดเลือกสาร ผ่านเข้าออกเยื้อหุ้มเซลล์ เซลล์สิ่งมีชีวิตจึงดำรงอยู่ได้ โดยมีองค์ประกอบเคมีภายในเซลล์แตกต่างจากสิ่งแวดล้อมภายนอก ทั้งชนิดและปริมาณสารเคมี รักษาสภาพเซลล์ให้คงสมบูรณ์อยู่ และให้เหมาะสมต่อการเกิด ปฏิกิริยาชีวเคมีต่างๆของเซลล์ ซึ่งต้องการสารวัตถุดิบจากภายนอกและมีของเสียเกิดขึ้นที่กำจัดทิ้ง ตลอดจนมีผลผลิตเกิดขึ้นที่จะต้องส่งออกไปนอกเซลล์ เซลล์มีการแลกเปลี่ยนสารจากสิ่งแวดล้อมแบบคัดเลือกได้เช่นนี้ เพราะเยื้อหุ้มเซลล์มีสมบัติเป็นเยื้อเลือกผ่าน
การแพร่ (diffusion)
คือการเคลื่อนที่ของอนุภาคสารจากบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นของสารต่ำ โดยอาศัยพลังงานจลน์ของสารเอง
(key word สำคัญ สารมากไปสารน้อย หรือบริเวณที่มีสารมากจะเคลื่อนที่ไปบริเวณที่มีสารน้อย) โดยการแพร่มี 2 แบบดังนี้
1.1) การแพร่แบบธรรมดา (Simple diffusion) เป็นการแพร่ที่ไม่อาศัยตัวพา หรือตัวช่วยขนส่ง (carrier) ใดๆเลย เช่น การแพร่ของผงด่างทับทิมในน้ำจนทำให้น้ำมีสีม่วงแดงจนทั่วภาชนะ การได้กลิ่นผงแป้ง หรือ การได้กลิ่นน้ำหอม
รูปที่ 1 เเสดงการเเพร่แบบธรรมดา (สารมากไปสารน้อย)
รูปที่ 2 เเสดงการแพร่ของเเก็สในปอด
1.2) การแพร่แบบฟาซิลิเทต (Facilitated diffusion) เป็นการแพร่ของสารผ่านโปรตีนตัวพา (Carrier) ที่ฝังอยู่บริเวณเยื่อหุ้มเซลล์โดยตรง โปรตีนตัวพา (carrier) จะทำหน้าที่คล้ายประตูเพื่อรับโมเลกุลของสารเข้าและออกจากเซลล์ การแพร่แบบนี้มีอัตราการแพร่เร็วกว่าการแพร่แบบธรรมดามาก ตัวอย่างเช่น การลำเลียงสารที่เซลล์ตับและ เซลล์บุผิวลำไส้เล็ก การแพร่แบบนี้เกิดในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น
รูปที่ 3 เเสดงการเเพร่เเบบฟาซิลิเทต (สารมากไปสารน้อยเเต่ต้องมีตัวพา)
ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่
1.สถานะของสาร โดยแก็สมีพลังงานจลน์สูงสุดจึงมีอัตราการแพร่สูงสุด
2.สถานะของตัวกลางที่สารจะแพร่ผ่าน โดยตัวกลางที่เป็นแก็สจะมีแรงต้านน้อยที่สุดจึงทำให้มีอัตราการแพร่สูงที่สุด
3.ขนาดอนุภาคของสาร โดยอนุภาคยิ่งเล็กยิ่งมีอัตราการแพร่สูง
4.ระยะทางที่สารจะแพร่ในหนึ่งหน่วยเวลา
5.อุณหภูมิ โดยจะมีผลต่อการเพิ่มพลังงานจลน์ให้กับสารทำให้มีอัตราการแพร่เพิ่มสูงขึ้น
6.ความดัน เมื่อความดันเพิ่มสูงขึ้นจะเพิ่มความหนาแน่นให้กับสาร ส่งผลให้มีอัตราการแพร่เพิ่มสูงขึ้น
7.ความแตกต่างของความเข้มข้นสารระหว่าง 2 บริเวณ
การออสโมซิส (Osmosis)
คือการเคลื่อนที่ของตัวทำละลาย (มักจะกล่าวถึงน้ำ) ผ่านเยื่อเลือกผ่านจากสารละลายที่เข้มข้นต่ำไปยังสารละลายที่เข้มข้นสูง (จำง่ายๆ น้ำมากไปน้ำน้อยและที่สำคัญต้องผ่านเยื่อเลือกผ่าน เช่น เยื่อหุ้มเซลล์ หรือกระดาษเซลโลเฟนที่เราใช่ในการทดลอง)
รูปที่ 1 แสดงการออสโมซิส โดยน้ำมากเคลื่อนที่ไปน้ำน้อยผ่านเยื่อบางๆ (semipermeable membrane)
