§ 5.5. Diffuziyaning biologik tizimlarda sodir bo‘lishi
Diifuziya tenglamasini ko„rib chiqdik, lekin uning echimini qaramadik.
Bu bo„lim murakkab matematik tenglamalarni ishlatmagan holda differensial
tenglamani echishni o„z oldiga maqsad qilib qo„ygan. Bundan esa bizga kerak
bo„lgan xulosalarni chiqarishimiz mumkin.
Sun‟iy membranalarda diffuziya. Faraz qilaylik uzunligi L bo„lgan
ingichka shisha idish (kopilyar) suv bilan to„ldirilgan bo„lsin. Uning bir uchi
suvli vannada ikkinchi uchi esa Co konsentratsiyali siyoh rangga ulangan
bo„lsin. Oxiri truba ichida konsentratsiyasi O va Co konsentratsiyali eritma hosil
bo„ladi, ammo bu ma‟lum vaqtdan so„ng yuz beradi. Oxiri truba tubida
konsentratsiya C(o) = Co va truba ustida C(L) = 0, o„rta holda konsentratsiya
C(x) bo„ladi.
Kvazi – Turg„un xolni aniqlash uchun
differensial tenglama
echimini izlaymiz. bu hol
ga mos keladi. Shunday qilib C(x) grafigi
to„g„ri chiziqdan iborat bo„ladi.
(rasm 5.11b,) yoki
163
5,11-rasm. Nuqtaviy massa uchun uchta boshqa energetik funksiyalar (A)
Oddiy potensial to`siq, (B) Odatdagi interaksion potensial, (C) Ikki
minimumli potensial.
Fluktatsiya doimiysi
so„ngra siyoh rangi sochiladi. (S indeks
suvda erigan modda miqdorini ko„rsatadi). Agarda konsentratsiya ikkala
tomonda ham o„zgarsa, u holda argument
̈
ga o`zgaradi va
̇
,
bunda
konsentratsiyalar farqi.
Membranadan ingichka bo„lgan tor kanallar mavjudligi aniqlangan.
Shunday qilib diffuziyani membranadagi yupqa kanal bo„ylab bo„lishini
ko„rsatish mumkin. Membrana orqali o„zgarish
bilan aniqlanadi.
Bunda
eritmada membrana kirituvchanligi bo„lib molekula va
membranadan bog„liq holda o„zgaradi.
Oddiy hollarda
tirqishlar kengligi va diffuziya koeffitsientini
ko„rsatadi.
a)
ning o„zgarish tezligini
b)
ning
dan bog„liq ekanini ko„rsating.
Misol: xujayrani radiusi
bo„lgan xalta shaklida tasavvur
qiling va kirituvchanligi
bo„lgan spirtda bo„lsin.
Savol: Dastlabki holda spirt konsentratsiyasi vaqt o„tishi bilan qanday
o„zgaradi?
164
Echim: tashqi dunyo shu darajada kengki uning kirituvchanligi sekin
o„zgaradi va uning konsentratsiyasi o„zgarmaydi.
molekula bo„lsa uning
konsentratsiyasi
, bunda
xujayra hajmi.
U holda fluktatsiya doimiysi.
manfiy bo„lishi ham
mumkin. Xujayra yuzasi
bo„lsin,
tenglamadan
,
ya‟ni konsentratsiyaning o„zgarishi
–
(
)
konsentratsiyaning
relaksatsion o„zgarishi. Bu differensial tenglamaning yechimi
, bunda
⁄
konstanta. Berilgan holda
.
Demak
bizga
berilgan
savolga
javob
.
Boshlang„ich konsentratsiya eksponensial qonun bo„yicha kamayib
boradi. Bir sekunddan so„ng konsentratsiya dastlabki holga nisbati
ga teng. Kichik yacheyka sirt hajmga ega bo„lishi kerak. Bu konsentraitson
farqni yanada tezlashtiradi. Boshqa jarayonlar ham kirib borishga yordam
beradi.
165
5.12-rasm.Muvozonat holatidagi potensial energiya funksiyasining prujina
potensial aproksamasiyasi.
.
Masalan, molekula membrana materialiga qo„shilib ketadi. Hatto sun‟iy
membranalarda ham tirqishlar yordamida aralashib ketish yuz beradi. Xuddi Fik
qonunidagidek sodir bo„ladi. Molekula membrana orqali o„tadi. 5.12-rasmda
kirituvchanlik va diffuziya koeffitsient orasidagi bog„lanish ko„rsatilgan. Bu
grafikni tushunish uchun konteynerdagi suv yuzidagi neft mahsulotini tasavvur
qilish kerak. Agar bunga ozroq shakar qo„shsak, hammasi suvda erimaydi.
Shakarning suvdagi eritmasi va neftdagi miqdori ajralish koeffitsienti (B)
deyiladi.
Shunday qilib ikkita C
1
va C
2
shakar eritmasi bilan ajratilgan membrana
BC
1
shakar konsentratsiyasiga ega bo„ladi. Ikkinchi tomondan BC
2
, u holda
tomchi
membrana orqali o„tadi. Natijada membrana
kirituvchanligi
shunday qilib biz
koeffitsient qiymatini bilsak ham
kirituvchanlik takriban ma‟lum bo„ladi.
J. Newman, Physics of the Life Sciences, DOI: 10.1007/978-0-387-77259-2_9, © Springer
Science+Business Media, LLC 2008
. Pp 101-105
166
Do'stlaringiz bilan baham: |