Diffusion-ar.pdf

‫بسم أهلل ألرحمن ألرحيم‬ ‫{يَا أَيُّ َها النَّاسُ قَدُ َجاءتكم َُّمو ِع َ‬ ‫ظةُ ِمن َّر ِبكُمُ‬ ‫ورُ َوهدًى َو َرح َمةُ‬ ‫َو ِشفَاء ِل َما فِي ال ُّ‬ ‫صد ِ‬ ‫ين}‪.‬‬...

‫بسم أهلل ألرحمن ألرحيم‬ ‫{يَا أَيُّ َها النَّاسُ قَدُ َجاءتكم َُّمو ِع َ‬ ‫ظةُ ِمن َّر ِبكُمُ‬ ‫ورُ َوهدًى َو َرح َمةُ‬ ‫َو ِشفَاء ِل َما فِي ال ُّ‬ ‫صد ِ‬ ‫ين}‪.‬‬ ‫ِللمؤ ِم ِن َُ‬ ‫صدق أهلل ألعظيم‬ ‫آ‬ ‫(سورة يونس – ألية ‪)57‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪14 March 2024‬‬ ‫‪1 14 March 2024‬‬ ‫‪ 14 1‬مارس ‪2024‬‬ ‫صفحة (‪ُ | )1‬ترجمت بواسطة ‪@xFxBot‬‬  Diffusion By Dr. Inas Saad University of Technology - Biomedical Engineering Department – Biomechanics Branch 2 14 March 2024 Diffusion ‫انتشار‬ By Dr. Inas Saad University of Technology - Biomedical Engineering Department – Biomechanics Branch 2 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 2 ‫ فرع الميكانيكا الحيوية‬- ‫ قسم الهندسة الطبية الحيوية‬- ‫ ايناس سعد الجامعة التكنولوجية‬.‫بقلم د‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬2( ‫صفحة‬  Diffusion in Living Organisms  Diffusion is the movement of molecules from a region of its higher concentration to a region of its lower concentration, until equilibrium is reached.  Osmosis is a type of diffusion which is the movement of solvent molecules through a semipermeable membrane. Essentially, it is the process by which water moves through the cell membrane. 3 14 March 2024 Diffusion in Living Organisms ‫االنتشار في الكائنات الحية‬  Diffusion is the movement of molecules from a region of its higher concentration to a region of its lower concentration, until equilibrium is reached..‫ االنتشار هو حركة الجزيئات من منطقة تركيزها األعلى إلى منطقة تركيزها األقل حتى الوصول إلى التوازن‬  Osmosis is a type of diffusion which is the movement of solvent molecules through a semipermeable membrane..‫ التناضح هو نوع من االنتشار وهو حركة جزيئات المذيب عبر غشاء نصف منفذ‬ Essentially, it is the process by which water moves through the cell membrane..‫ هي العملية التي يتحرك من خاللها الماء عبر غشاء الخلية‬،‫في األساس‬ 3 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 3 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬3( ‫صفحة‬  Molecules move down a concentration gradient, as a result of their random movement. Diffusion across the cell membrane 4 14 March 2024 Molecules move down a concentration gradient, as a result of their random movement..‫تتحرك الجزيئات إلى أسفل بتدرج التركيز نتيجة لحركتها العشوائية‬ Diffusion across the cell membrane ‫االنتشار عبر غشاء الخلية‬ 4 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 4 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬4( ‫صفحة‬   For living cells, the principle of the movement down a concentration gradient is the same, but the cell is surrounded by a cell membrane which can restrict the free movement of the molecules.  The cell membrane is a partially permeable membrane: this means it allows some molecules to cross easily, but others with difficulty or not at all.  The simplest sort of selection is based on the size of the molecules  Diffusion helps living organisms to: i. obtain many of their requirements. ii. get rid of many of their waste products. iii. carry out gas exchange for respiration. Examples of diffusion in living organisms Don’t forget that plants require oxygen for respiration at all times, as well as carbon dioxide for photosynthesis when conditions for photosynthesis are right (e.g. enough light and a suitable temperature). 5 14 March 2024  For living cells, the principle of the movement down a concentration gradient is the same, but the cell is surrounded by a cell membrane which can restrict the free movement of the molecules. ‫ ولكن الخلية محاطة بغشاء خلوي يمكن أن يقيد‬،‫ فإن مبدأ الحركة أسفل تدرج التركيز هو نفسه‬،‫ بالنسبة للخاليا الحية‬.‫حرية حركة الجزيئات‬  The cell membrane is a partially permeable membrane: this means it allows some molecules to cross easily, but others with difficulty or not at all. ‫ والبعض اآلخر بصعوبة أو ال يعبر‬،‫ أي أنه يسمح لبعض الجزيئات بالعبور بسهولة‬:‫ غشاء الخلية هو غشاء منفذ جزئيًا‬.‫على اإلطالق‬  The simplest sort of selection is based on the size of the molecules Diffusion helps living organisms to: obtain many of their requirements. ‫ الحصول على العديد من‬:‫ يساعد االنتشار الكائنات الحية على‬.‫ إن أبسط نوع من االختيار يعتمد على حجم الجزيئات‬.‫احتياجاتها‬ i..‫أنا‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬5( ‫صفحة‬ ii..‫ثانيا‬ get rid of many of their waste products..‫التخلص من العديد من مخلفاتها‬ iii..‫ثالثا‬ carry out gas exchange for respiration..‫إجراء تبادل الغازات للتنفس‬ Examples of diffusion in living organisms Don’t forget that plants require oxygen for respiration at all times, as well as carbon dioxide for photosynthesis when conditions for photosynthesis are right (e.g. ‫ وكذلك ثاني‬،‫أمثلة على االنتشار في الكائنات الحية ال تنس أن النباتات تحتاج إلى األكسجين للتنفس في جميع األوقات‬.‫أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي عندما تكون الظروف مناسبة لعملية التمثيل الضوئي (على سبيل المثال‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬5( ‫صفحة‬ ‫‪enough light and a suitable temperature).‬‬ ‫ما يكفي من الضوء ودرجة الحرارة المناسبة)‪.‬‬ ‫‪5 14 March 2024‬‬ ‫‪ 14 5‬مارس ‪2024‬‬ ‫صفحة (‪ُ | )5‬ترجمت بواسطة ‪@xFxBot‬‬  Factors that Influence Diffusion Surface area to volume ratio: The surface area divided by the volume is called the surface area to volume ratio: I. A smaller cell has more surface area in relation to its volume or the smaller its surface area to volume ratio. II. A larger cell has a smaller amount of surface area in relation to its volume.  Many cells which are adapted for diffusion have increased surface area in some way.  Example: root hair cells in plants (which absorb water and mineral ions) and cells lining the ileum in animals (which absorb the products of digestion).  If the cell grows beyond a certain limit, not enough material will be able to cross the membrane fast enough to accommodate the increased cellular volume. 6 14 March 2024 Factors that Influence Diffusion ‫العوامل التي تؤثر على االنتشار‬ Surface area to volume ratio: The surface area divided by the volume is called the surface area to volume ratio: I..I :‫ تسمى مساحة السطح مقسومة على الحجم نسبة مساحة السطح إلى الحجم‬:‫نسبة مساحة السطح إلى الحجم‬ A smaller cell has more surface area in relation to its volume or the smaller its surface area to volume ratio. ‫تحتوي الخلية األصغر على مساحة سطح أكبر بالنسبة إلى حجمها أو كلما كانت مساحة سطحها أصغر بالنسبة إلى نسبة‬.‫الحجم‬ II..‫ثانيا‬ A larger cell has a smaller amount of surface area in relation to its volume..‫تحتوي الخلية األكبر حجًم ا على مساحة سطح أقل بالنسبة لحجمها‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬6( ‫صفحة‬  Many cells which are adapted for diffusion have increased surface area in some way..‫ العديد من الخاليا التي تم تكييفها لالنتشار زادت مساحة سطحها بطريقة ما‬  Example: root hair cells in plants (which absorb water and mineral ions) and cells lining the ileum in animals (which absorb the products of digestion). ‫ الخاليا الشعرية الجذرية في النباتات (التي تمتص الماء واأليونات المعدنية) والخاليا المبطنة للدقاق في الحيوانات‬:‫ مثال‬.)‫(التي تمتص نواتج الهضم‬  If the cell grows beyond a certain limit, not enough material will be able to cross the membrane fast enough to accommodate the increased cellular volume. ‫ فلن تتمكن المواد الكافية من عبور الغشاء بسرعة كافية الستيعاب الحجم الخلوي‬،‫ إذا تجاوز نمو الخلية حًدا معيًنا‬.‫المتزايد‬ 6 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 6 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬6( ‫صفحة‬  The highly folded surface of the small intestine increases its surface area 7 14 March 2024 The highly folded surface of the small intestine increases its surface area ‫يزيد السطح المطوي للغاية لألمعاء الدقيقة من مساحة سطحها‬ 7 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 7 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬7( ‫صفحة‬  Three factors that affect the rate of diffusion and therefore the movement of molecules through membranes: A. Distance  The smaller the distance molecules have to travel the faster transport will occur.  This is why blood capillaries and alveoli have walls which are only one cell thick, ensure the rate of diffusion across them is as fast as possible. B. Temperature The higher the temperature, the faster molecules move as they have more energy. This results in more collisions against the cell membrane and therefore a faster rate of movement across them. C. Concentration Gradient o The greater the difference in concentration either side of the membrane, the faster movement across it will occur. o This is because on the side with the higher concentration, more random collisions against the membrane will occur. 8 14 March 2024 Three factors that affect the rate of diffusion and therefore the movement of molecules through membranes: :‫ثالثة عوامل تؤثر على معدل االنتشار وبالتالي حركة الجزيئات عبر األغشية‬ A..‫أ‬ Distance ‫مسافة‬  The smaller the distance molecules have to travel the faster transport will occur..‫ كلما حدث النقل بشكل أسرع‬،‫ كلما كانت المسافة التي يتعين على الجزيئات قطعها أصغر‬  This is why blood capillaries and alveoli have walls which are only one cell thick, ensure the rate of diffusion across them is as fast as possible. ‫ مما يضمن سرعة‬،‫ ولهذا السبب فإن جدران الشعيرات الدموية والحويصالت الهوائية ال يزيد سمكها عن خلية واحدة‬.‫االنتشار عبرها بأقصى سرعة ممكنة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬ B..‫ب‬ Temperature ‫درجة حرارة‬ The higher the temperature, the faster molecules move as they have more energy..‫ زادت سرعة حركة الجزيئات ألنها تمتلك طاقة أكبر‬،‫ كلما ارتفعت درجة الحرارة‬ This results in more collisions against the cell membrane and therefore a faster rate of movement across them..‫ يؤدي هذا إلى المزيد من االصطدامات بغشاء الخلية وبالتالي معدل أسرع للحركة عبرها‬ C. Concentration Gradient ‫ تدرج التركيز‬.‫ج‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬ o The greater the difference in concentration either side of the membrane, the faster movement across it will occur..‫ زادت سرعة الحركة عبره‬،‫ كلما زاد الفرق في التركيز على جانبي الغشاء‬o o This is because on the side with the higher concentration, more random collisions against the membrane will occur..‫ سيحدث المزيد من االصطدامات العشوائية ضد الغشاء‬،‫ وذلك ألنه على الجانب ذو التركيز األعلى‬o 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬8( ‫صفحة‬  Factors affecting the exchange of Materials across Membranes I. Chemical Factors  Many uncharged molecules such as ethanol, can easily penetrate the cell membrane because they dissolve in the phospholipid bilayer.  Hydrophilic charged ions such as sodium and potassium cannot cross the hydrophobic center of the membrane. II. Physical Factors  Size and shape affect the movement of substances across the cell membrane.  Glucose and amino acids are examples of large molecules that use carrier proteins to move through the cell membrane.  However, very large molecules move out of the cell through the process of endocytosis and exocytosis. III. Concentration Gradient  If the concentration gradient is high then the substance will diffuse rapidly.  However, if it is low, then it would take ages for it to diffuse.  When the concentration reaches equilibrium there will be no movement between the cells. 9 14 March 2024 Factors affecting the exchange of Materials across Membranes ‫العوامل المؤثرة على تبادل المواد عبر األغشية‬ I..‫أنا‬ Chemical Factors ‫العوامل الكيميائية‬  Many uncharged molecules such as ethanol, can easily penetrate the cell membrane because they dissolve in the phospholipid bilayer. ‫ يمكن للعديد من الجزيئات غير المشحونة مثل اإليثانول أن تخترق غشاء الخلية بسهولة ألنها تذوب في طبقة ثنائية‬.‫الفسفوليبيد‬  Hydrophilic ‫ محبة للماء‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬ ‫‪charged‬‬ ‫متهم‬ ‫‪ions‬‬ ‫األيونات‬ ‫‪such‬‬ ‫هذه‬ ‫‪sodium‬‬ ‫صوديوم‬ ‫‪and‬‬ ‫و‬ ‫‪potassium‬‬ ‫البوتاسيوم‬ ‫صفحة (‪ُ | )9‬ترجمت بواسطة ‪@xFxBot‬‬ cannot ‫ال تستطيع‬ cross ‫يعبر‬ the ‫ال‬ hydrophobic center of the membrane..‫مركز الغشاء مسعور‬ II..‫ثانيا‬ Physical Factors ‫العوامل الفيزيائية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬  Size and shape affect the movement of substances across the cell membrane. Glucose and amino acids are examples of large molecules that use carrier proteins to move through the cell membrane. ‫ الجلوكوز واألحماض األمينية هي أمثلة على الجزيئات‬.‫ يؤثر الحجم والشكل على حركة المواد عبر غشاء الخلية‬.‫الكبيرة التي تستخدم البروتينات الحاملة للتحرك عبر غشاء الخلية‬  However, very large molecules move out of the cell through the process of endocytosis and exocytosis..‫ فإن الجزيئات الكبيرة جًدا تخرج من الخلية من خالل عملية االلتقام واإلخراج الخلوي‬،‫ ومع ذلك‬ III..‫ثالثا‬ Concentration Gradient ‫تدرج التركيز‬  If the concentration gradient is high then the substance will diffuse rapidly..‫ إذا كان تدرج التركيز مرتفعًا فإن المادة تنتشر بسرعة‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬  However, if it is low, then it would take ages for it to diffuse..‫ فسوف يستغرق األمر وقًتا طويًال حتى ينتشر‬،‫ إذا كان منخفًض ا‬،‫ ومع ذلك‬  When the concentration reaches equilibrium there will be no movement between the ‫ عندما يصل التركيز إلى التوازن لن يكون هناك حركة بين‬ cells..‫الخاليا‬ 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬9( ‫صفحة‬  Different between active and passive: Active Transport Passive Transport 1- Active transport is the movement of 1- Passive transport is the movement of molecules from a region of low molecules from a region of high concentration to a region of high concentration to a region of low concentration gradient. concentration gradient. 2- This movement involves the use of 2- No energy need, No ATP require. energy in the form ATP 3- Facilitated diffusion require the use 3- Some type require the use protein protein carrier / transport molecule. carrier / transport molecule. 4-Example: Endocytosis and Exocytosis. 4- Example: Endocytosis. Exocytosis: is the process by which Endocytosis: When a large particle wants to special substances are transported to enter the cell, the cell membrane can the external environment of the cell. change its shape to surround the particle and engulf it by the process of endocytosis. 5- Movement of large molecule occur 5- Only small molecule or water molecule by active transport. are transport passively. 6- It’s a rapid movement. 6- It’s a slow movement. 7- Its involve movement of molecule 7- Its involve movement of molecule along against the concentration gradient. the concentration gradient. 10 14 March 2024 Different between active and passive: :‫الفرق بين النشط والسلبي‬ Active Transport ‫النقل النشط‬ Passive Transport ‫النقل السلبي‬ 1- Active transport is the movement of ‫ النقل النشط هو حركة‬-1 molecules from a region of low ‫جزيئات من منطقة منخفضة‬ concentration to a region of high ‫التركيز إلى منطقة عالية‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ concentration gradient..‫تدرج التركيز‬ 1- Passive transport is the movement of ‫ النقل السلبي هو حركة‬-1 molecules from a region of high ‫جزيئات من منطقة عالية‬ concentration to a region of low ‫التركيز إلى منطقة منخفضة‬ 2- This movement involves the use of energy in the form ATP ATP ‫ تتضمن هذه الحركة استخدام الطاقة في صورة‬-2 2- No energy need, No ATP require..ATP ‫ وال يحتاج إلى‬،‫ ال يحتاج إلى طاقة‬-2 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ 3- Facilitated diffusion require the use ‫ تسهيل االنتشار ويتطلب االستخدام‬-3 protein carrier / transport molecule..‫ جزيء النقل‬/ ‫حامل البروتين‬ 3- Some type require the ‫ بعض األنواع تتطلب‬-3 carrier / transport molecule..‫ جزيء النقل‬/ ‫الناقل‬ use ‫يستخدم‬ protein ‫بروتين‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ 4-Example: Endocytosis and Exocytosis..‫ االلتقام واإلخراج الخلوي‬:‫مثال‬-4 Exocytosis: is the process by which ‫ هي العملية التي يتم من خاللها‬:Exocytosis special substances are transported to ‫يتم نقل المواد الخاصة إلى‬ the external environment of the cell..‫البيئة الخارجية للخلية‬ 4- Example: Endocytosis..‫ االلتقام‬:‫ مثال‬-4 Endocytosis: When a large particle wants to ‫ عندما يريد جسيم كبير ذلك‬:‫االلتقام الخلوي‬ @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ enter the cell, the cell membrane can ‫ يمكن لغشاء الخلية‬،‫دخول الخلية‬ change its shape to surround the particle ‫تغيير شكله ليحيط بالجسيم‬ and engulf it by the process of endocytosis..‫وتبتلعها عملية االلتقام‬ 5- Movement of large molecule occur by active transport..‫ تحدث حركة الجزيئات الكبيرة عن طريق النقل النشط‬-5 5- Only small molecule or water molecule are transport passively..‫ فقط الجزيء الصغير أو جزيء الماء يتم نقله بشكل سلبي‬-5 6- It’s a rapid movement..‫ أنها حركة سريعة‬-6 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ 6- It’s a slow movement..‫ إنها حركة بطيئة‬-6 7- Its involve movement of molecule against the concentration gradient..‫ أنها تنطوي على حركة الجزيء ضد تدرج التركيز‬-7 7- Its involve movement of molecule along the concentration gradient..‫ أنها تنطوي على حركة الجزيء على طول تدرج التركيز‬-7 10 14 March 2024 2024 ‫ مارس‬14 10 @xFxBot ‫) | ُترجمت بواسطة‬10( ‫صفحة‬ 11 14 March 2024 ‫‪14 March 2024‬‬ ‫‪ 14‬مارس ‪2024‬‬ ‫صفحة (‪ُ | )11‬ترجمت بواسطة ‪@xFxBot‬‬ 12 14 March 2024 ‫‪12 14 March 2024‬‬ ‫‪ 14 12‬مارس ‪2024‬‬ ‫صفحة (‪ُ | )12‬ترجمت بواسطة ‪@xFxBot‬‬