Diffusion in der Biologie - Definition und Beispiele

Die Definition des Begriffs

• Unter Diffusion versteht man ganz allgemein eine spontane, gleichmäßige Vermischung von Teilchen unterschiedlicher Flüssigkeiten oder Gase, die dadurch entsteht, dass sich die Teilchen ständig und zufällig bewegen.
• Die Definition des Begriffs besagt, dass einer Diffusion immer ein Konzentrationsunterschied zugrunde liegt. Die Teilchen eines Stoffs vermischen sich so lange in dem zur Verfügung stehenden Raum, bis eine gleichmäßige Verteilung erreicht und der Konzentrationsunterschied ausgeglichen ist. Je größer das Konzentrationsgefälle ist, desto schneller erfolgt die Vermischung. Durchlässige Membrane hindern die Teilchen dabei nicht an ihrer Bewegung.
• Je höher die Temperatur ist, desto schneller verläuft die Diffusion.
• Bei diesem Stoffaustausch wird keine Energie verbraucht. Allerdings müsste man Energie aufwenden, um ihn zu verhindern.

Beispiele für Diffusion in der Biologie

• In der Biologie ist sie Grundlage dafür, dass der Stofftransport zwischen den Zellen und die Verteilung von Stoffen innerhalb der Zellen überhaupt funktionieren.
• Bei der Lungenatmung erfolgt eine Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid. Durch das Einatmen strömt Sauerstoff in die Lunge. Das Blut bringt aus dem Körper Kohlendioxid mit. In der Lunge vermischen sich beide Stoffe, das Blut nimmt Sauerstoff und die Atemluft nimmt Kohlendioxid auf. Das für die Diffusion erforderliche Konzentrationsgefälle entsteht mit jedem Atemzug neu.
• Die Sauerstoffversorgung der Zellen funktioniert auf eine ähnliche Weise. Das Blut transportiert den Sauerstoff zu den Körperzellen und nimmt durch Diffusion Kohlendioxid auf.
• Im Zusammenhang mit der Diffusion taucht in der Biologie oft der Begriff „Osmose“ auf. Gemäß der Definition erfolgt dabei eine Diffusion durch eine Membran, die nur für bestimmte Stoffe durchlässig ist.
• Die Osmose ist demnach auch eine Form der Diffusion. Durch Osmose werden beispielsweise Pflanzenzellen ausreichend mit Wasser versorgt. Dabei strömt das Wasser in die Zellen, weil dort eine höhere Konzentration gelöster Stoffe herrscht als außerhalb. Die gelösten Stoffe können aber nicht nach außen durch die Zellwände dringen. iStock_000006205131XSmall.jpgDadurch entsteht ein dauerhaftes Konzentrationsgefälle, das die ständige Wasseraufnahme ermöglicht. Das Wasser verdunstet schließlich wieder über die Blätter.