DIFUSI SEDERHANA: PROSES DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

The 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 membutuhkan energi, tetapi dipromosikan 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 urutan atau sistem yang teratur di mana gerakan partikel berubah dalam larutan atau gas.

Difusi sederhana

Jika molekulnya cukup kecil, difusi sederhana ini dapat terjadi melintasi membran sel, di antara fosfolipid individu yang menyusunnya. Membran bisa permeabel, impermeabel, atau semi permeabel.

Membran permeabel adalah membran yang memungkinkan zat apa pun melewatinya, membran kedap tidak memungkinkan zat apa pun melewatinya dan membran semi permeabel hanya memungkinkan zat tertentu melewatinya.

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 zat terlarut individu, memaksimalkan kesempatan untuk membentuk ikatan hidrogen.

Jadi, jika campuran suatu zat dibuat dalam air, awalnya zat tersebut akan terkonsentrasi di satu tempat, tempat awal. Pada saat itu gradien konsentrasinya sangat tinggi.

Seiring berjalannya waktu, molekul bergerak dan bertabrakan satu sama lain; gerakan ini mendorong pembentukan ikatan antara partikel zat terlarut dan pelarut. Akan tetapi, ikatan ini cepat putus karena sangat lemah dan sifat inilah yang memungkinkannya untuk didistribusikan ke seluruh ruang sampai kesetimbangan tercapai.

Pada titik tersebut, di mana zat terlarut didistribusikan secara seragam ke seluruh larutan, gaya gradien konsentrasi berakhir.

Contoh difusi sederhana

Pertukaran gas dalam sistem pernapasan

Dalam sistem pernapasan paru-paru hewan, 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, jadi ada gradien konsentrasi antara kedua daerah ini, dan ini menyebabkan difusi oksigen dari paru-paru ke darah meningkat.

Demikian pula, karena terdapat lebih banyak molekul karbondioksida di dalam darah daripada di paru-paru, mereka akan cenderung berpindah dari darah ke paru-paru.

Menyebarkan teh di air panas

Saat secangkir teh diseduh awalnya hanya ada air panas tanpa zat terlarut apapun. Dengan menempatkan kantong teh di dalam air panas, ia mulai melepaskan partikel teh dari kantong - di mana terdapat konsentrasi teh yang lebih tinggi - ke dalam air, di mana konsentrasi teh lebih rendah.

Pergerakan molekul dipengaruhi oleh gradien konsentrasi awal teh. Akhirnya, difusi teh menyebabkan konsentrasi menjadi sama di seluruh cangkir dan larutan menjadi homogen (semuanya tampak berwarna sama). Pada titik ini tidak ada lagi gradien konsentrasi.

Perbedaan antara difusi sederhana dan difusi terfasilitasi

- Dalam difusi sederhana, partikel melintasi membran sel dengan bebas, tanpa "bantuan" struktur lain. Sebaliknya, dalam difusi yang difasilitasi, molekul diangkut melalui saluran protein kecil yang melintasi seluruh membran.

- Difusi sederhana lebih lambat dari 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 tertentu diangkut.

- Difusi sederhana tidak dapat dihambat, sedangkan difusi yang difasilitasi dapat dihambat oleh molekul spesifik yang terikat pada 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 ia membutuhkan energi ATP atau tidak.

- Dalam difusi sederhana, zat selalu bergerak mengikuti gradien konsentrasinya. Sebaliknya, dalam difusi yang difasilitasi, 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 antara difusi sederhana dan osmosis

- Difusi sederhana mengacu pada pergerakan zat apa pun sebagai fungsi gradien konsentrasinya; di sisi lain, osmosis secara eksklusif mengacu pada pergerakan air sebagai fungsi dari potensi airnya.

- Difusi sederhana terjadi pada cairan dan gas padat. Sebaliknya, osmosis hanya dapat terjadi pada medium cair.

- Difusi sederhana tidak memerlukan membran semi permeabel, sedangkan osmosis adalah proses yang terjadi melalui membran semi permeabel.

- Difusi sederhana membantu menyamakan konsentrasi zat terlarut dalam ruang yang tersedia. Osmosis tidak mendukung kesetaraan konsentrasi air di kedua sisi membran semipermeabel.

- Difusi sederhana dapat terjadi di antara berbagai jenis pelarut. Sebaliknya, osmosis hanya dapat terjadi antara pelarut yang serupa dan dalam sistem biologis. Pelarut ini umumnya air.

- Dalam difusi sederhana, partikel didistribusikan ke segala arah, dalam osmosis aliran molekul pada dasarnya ke 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 air tersedia lebih sedikit.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (edisi ke-6th). Ilmu Garland.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biology (2nd ed.) Pearson Education.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (edisi ke-8th). WH Freeman dan Perusahaan.
4. Purves, W., Sadava, D., Orians, G. & Heller, H. (2004). Life: the science of biologi (edisi ke-7). Sinauer Associates dan WH Freeman.
5. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (edisi ke-7) Cengage Learning.
6. Thibodeau, P. (2013). Anatomi dan Fisiologi (8 ^th ). Mosby, Inc.
7. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principles of Anatomy and Physiology (edisi ke-13). John Wiley & Sons Inc.