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Lecture

Bio 14 Lecture 23 Notes.docx

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Department
Biology
Course
BIO-0014
Professor
Francinechu
Semester
Spring

Description
Bio 14 Lecture 23 Notes (Go over this packet, has a lot of helpful slides) Henry’s Law • Concentration of gas dissolved in solution = solubility x partial pressure • Respiration is all about diffusion of gases from lungs which are air filled into the  blood  • When you have a jar of air and water, and the partial pressure of the oxygen in air  is 100 mm Hg while the partial pressure of the oxygen in water is 0 mm Hg o The whole system will equilibrate so that the partial pressure in each will  be the same – however, the solubility of each will still be different, so the  concentration will be different o Shows that diffusion of a gas will be determined by partial pressure  gradient  The system is at equilibrium even though the concentration of  oxygen in two dissimilar solutions are different • Solubility of O2 of air / water = 34 o Problem for blood – blood is mostly water because we need a lot of  oxygen to be dissolved into the blood o Problem solved by the introduction of hemoglobin • Carbon dioxide has the same solubility in atmosphere as does oxygen – all gases  have the same solubility o However, ratio of solubility in air to water is about 1.7, compared to  oxygen where its 1.4 • CO2 is 20x more soluble in water than Oxygen Diffusion • Does not need to expend any ATP • Flow from higher concentration to lower concentration • Diffusion works well over short distances – less than a microbe • Relies on thermal energy • Time for diffusion to take place is proportional to the square of the distance • It takes 14 hours for a molecule to move 1 cm Bulk Flow • Movement that requires some sort of pressure gradient • In blood, the heart supplies the pressure gradient • In the cardiovascular system, the diaphragm supply the pressure for movement of  air from the atmosphere/lungs to the blood • Requires some sort of energy input Fick’s Law • Equation of diffusion • J (rate of diffusion) = K (diffusion constant) x A2P 1P )/D • A = area over which diffusion occurs (cm )2 • P ­P  = Partial pressure gradient 2 1 • D = distance over which diffusion occurs (cm) • In order for diffusion to work well, you want a large area (A) of diffusion and a  very small distance (D) Bulk Flow (Q) relies on fluid pressure gradient • Uses ATP to generate the pressure gradient  • Works well over long distances • Q = Pressure gradient / Resistance • Q = volume of fluid moving / unit of time • Pressure Gradient = change in fluid pressure  o Contraction of diaphragm dictates this in lungs o In the cardiovascular system, the heart controls this • Resistance = peripheral resistance unit o The resistance ingredient is friction in  o Resistance in the cardiovascular system is the friction due to the blood  flowing over the blood vessels • Bulk Flow is the same as Ohm’s law In the respiration system, the pressure gradient for the movement of air is established by  the respiratory muscles In the cardiovascular system, the pressure gradient for the movement of blood is  established by the heart Blood pressure is in the cardiovascular system that goes everywhere but the lungs – need  a lot of bulk flow to get blood ev
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