Fiche de révision : Osmose et cellules

📋 Plan du Cours

1. Filtration du sang par dialyse
2. Mécanisme de la diffusion
3. Facteurs influençant la vitesse de diffusion
4. Étudier la diffusion expérimentalement
5. Osmose à travers une membrane
6. Potentiel hydrique et déplacement de l’eau
7. Potentiel hydrique et osmose
8. Osmose dans les cellules animales
9. Osmose dans les cellules végétales
10. Plasmolyse des cellules végétales
11. Étude de l’osmose dans la pomme de terre
12. Transport actif par protéines porteuses
13. Étude de la diffusion dans le thé

📖 1. Filtration du sang par dialyse

★ À maîtriser

• 🔄 La dialyse suit ces étapes :
  1. Le sang circule depuis une veine du bras dans la machine.
  2. Le liquide de dialyse passe de l’autre côté d’une membrane très fine.
  3. Les substances indésirables diffusent du sang vers le liquide de dialyse, qui est évacué.
  4. Le sang nettoyé retourne dans le corps.

Compléments

• Les deux reins éliminent les substances indésirables du sang en produisant une solution évacuée sous forme d’urine.

• L’élimination de toutes les substances indésirables par dialyse prend plusieurs heures et le traitement doit être effectué plusieurs fois par semaine.

📖 2. Mécanisme de la diffusion

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Mouvement net de particules d’une région de concentration plus élevée vers une région de concentration plus faible, le long d’un gradient de concentration, sous l’effet de leur mouvement aléatoire.
• Gradient de concentration : Pente imaginaire allant d’une concentration élevée vers une concentration faible.

📝 Points essentiels

• La diffusion résulte des mouvements aléatoires des particules : elles ne se déplacent pas intentionnellement et changent de direction lorsqu’elles entrent en collision avec d’autres particules.

• La diffusion se produit dans les gaz, les solutions et les mélanges de liquides lorsque leurs particules peuvent se déplacer librement.

• Dans une pièce où un œuf pourri libère du sulfure d’hydrogène, le gaz se disperse depuis sa forte concentration près de l’œuf dans le reste de la pièce, jusqu’à se répartir assez uniformément dans l’espace accessible.

💡 Astuce mémo

Imagine les particules descendant une pente, de la forte vers la faible concentration.

📖 3. Facteurs influençant la vitesse de diffusion

📝 Points essentiels

• La vitesse de diffusion augmente avec la température, car les particules ont davantage d’énergie cinétique et se déplacent aléatoirement plus vite.

• Une plus grande surface disponible pour le déplacement des particules augmente la vitesse de diffusion.

• Un gradient de concentration important accélère la diffusion, car davantage de particules se déplacent vers la zone de faible concentration que dans le sens opposé.

• Une faible épaisseur de la membrane, donc une courte distance de diffusion, augmente la vitesse de diffusion.

📖 4. Étudier la diffusion expérimentalement

★ À maîtriser

• Dans une expérience, la variable indépendante est celle que l’on modifie et la variable dépendante est celle que l’on mesure pendant la collecte des résultats.

Compléments

📌 Pour tester l’effet d’un facteur sur la diffusion, les autres variables doivent être standardisées afin qu’elles n’influencent pas les résultats.

• Dans l’expérience sur l’agar, le changement de couleur mesuré indique la diffusion de l’acide à travers les cubes.

• 🔄 La comparaison de diffusion dans l’agar se déroule ainsi :

  1. Placer un cube d’agar alcalin de 1 cm de côté dans un tube et huit cubes de 0,5 cm de côté dans un autre.
  2. Ajouter des volumes égaux d’acide chlorhydrique dilué pour recouvrir les cubes.
  3. Chronométrer le temps nécessaire pour que les cubes deviennent entièrement jaunes.

📖 5. Osmose à travers une membrane

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane partiellement perméable : Une membrane qui laisse passer certaines molécules, mais pas d’autres.
• Osmose : La diffusion de molécules d’eau à travers une membrane partiellement perméable, lorsque les molécules d’eau peuvent passer mais pas les molécules de soluté.

★ À maîtriser

• Comme l’eau est plus concentrée dans la solution diluée que dans la solution concentrée, davantage de molécules d’eau traversent la membrane vers la solution concentrée que dans le sens inverse, produisant un déplacement net de l’eau.

Compléments

• Dans l’exemple du cours, les pores de la membrane laissent passer les molécules d’eau, mais sont trop petits pour laisser passer les molécules de sucre.

💡 Astuce mémo

L’eau traverse les pores, le sucre reste bloqué.

📖 6. Potentiel hydrique et déplacement de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel hydrique élevé : Caractérise une solution diluée, qui contient beaucoup de molécules d’eau.
• Potentiel hydrique faible : Caractérise une solution concentrée, qui contient moins de molécules d’eau.

★ À maîtriser

• Les molécules d’eau diffusent le long du gradient de potentiel hydrique, d’une région à potentiel élevé vers une région à potentiel faible.

Compléments

• Le potentiel hydrique et l’osmose influencent la manière dont les organismes absorbent l’eau.

💡 Astuce mémo

Solution diluée : potentiel élevé ; solution concentrée : potentiel faible.

📖 7. Potentiel hydrique et osmose

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose selon le potentiel hydrique : Selon le potentiel hydrique, l’osmose est le déplacement net des molécules d’eau d’une région à potentiel hydrique élevé (solution diluée) vers une région à potentiel hydrique faible (solution concentrée), à travers une membrane partiellement perméable.
• Potentiel hydrique élevé : Région contenant beaucoup de molécules d’eau, c’est-à-dire une solution diluée.
• Potentiel hydrique faible : Région contenant peu de molécules d’eau, c’est-à-dire une solution concentrée.
• Gradient de potentiel hydrique : Différence de potentiel hydrique entre deux régions.

💡 Astuce mémo

Dilution : potentiel élevé ; concentration : potentiel faible.

📖 8. Osmose dans les cellules animales

📝 Points essentiels

• Les membranes cellulaires sont partiellement perméables : elles laissent facilement passer l’eau, mais souvent pas les autres molécules et les ions dissous.

• Dans l’eau pure, l’eau entre par osmose dans une cellule animale dont le cytoplasme est plus concentré ; la cellule gonfle puis éclate sous la tension exercée sur sa membrane.

• Dans une solution extérieure plus concentrée que le cytoplasme, l’eau sort par osmose de la cellule animale, le cytoplasme se contracte et la cellule rétrécit.

💡 Astuce mémo

L’eau entre → la cellule gonfle puis éclate ; elle sort → la cellule rétrécit.

📖 9. Osmose dans les cellules végétales

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule turgescente : Cellule végétale tendue et ferme parce que l’eau pousse son contenu vers l’extérieur contre la paroi cellulaire.
• Pression de turgescence : Pression de l’eau qui pousse vers l’extérieur contre la paroi d’une cellule végétale.
• Cellule flasque : Cellule végétale qui a perdu sa pression de turgescence et est devenue molle et flasque.
• Plasmolyse : La plasmolyse est l’état d’une cellule dont la membrane s’est décollée de la paroi cellulaire ; ce décollement peut endommager la membrane et tuer la cellule végétale.

★ À maîtriser

• La paroi cellulaire végétale est entièrement perméable, tandis que la membrane cellulaire est partiellement perméable.

• Dans l’eau pure, l’eau entre par osmose dans le cytoplasme et la vacuole d’une cellule végétale, qui gonfle sans éclater parce que sa paroi solide résiste à la pression.

• Dans une solution plus concentrée que le cytoplasme végétal, l’eau sort par osmose, le cytoplasme et la vacuole rétrécissent, puis la membrane se décolle de la paroi cellulaire.

Compléments

• La pression de turgescence aide une plante sans bois à rester droite et maintient ses feuilles fermes.

• Lorsque les cellules d’une plante deviennent flasques, la plante perd sa fermeté et commence à se flétrir.

💡 Astuce mémo

Une paroi comme une coque rigide retient la cellule gonflée.

📖 10. Plasmolyse des cellules végétales

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasmolysée : Cellule dont la membrane s’est détachée de la paroi cellulaire.
• Flaccide : Une cellule végétale flaccide a perdu sa pression de turgescence et est molle.

📝 Points essentiels

• 🔄 Dans une solution concentrée, les changements se déroulent dans cet ordre :
  1. L’eau quitte la cellule par osmose.
  2. Le cytoplasme et la vacuole rétrécissent.
  3. La membrane se détache de la paroi cellulaire.

📖 11. Étude de l’osmose dans la pomme de terre

★ À maîtriser

• Pour étudier l’effet de l’osmose, on découpe six bandes de pomme de terre de même longueur, on les répartit dans trois solutions, on les laisse environ 20 minutes, puis on mesure leur longueur finale.

Compléments

📌 Lors de l’utilisation d’un couteau ou d’un éplucheur pour préparer les bandes de pomme de terre, il faut faire attention à la lame tranchante.

• La variation de longueur d’une bande de pomme de terre correspond à sa longueur finale moins sa longueur initiale; elle est positive si la bande s’allonge et négative si elle raccourcit.

💡 Astuce mémo

Préparer les bandes, les immerger, attendre, mesurer puis calculer.

📖 12. Transport actif par protéines porteuses

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines porteuses : Protéines membranaires qui utilisent de l’énergie pour changer de forme et déplacer des ions ou des molécules dans une cellule ou hors de celle-ci.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le transport des ions nitrate se déroule ainsi :
  1. Les protéines porteuses captent les ions nitrate à l’extérieur de la cellule.
  2. Elles changent de forme grâce à l’énergie fournie par les mitochondries lors de la respiration aérobie.
  3. Elles font passer les ions nitrate à travers la membrane vers le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

L’énergie mitochondriale permet le changement de forme qui transporte les ions.

📖 13. Étude de la diffusion dans le thé

📝 Points essentiels

📌 Pour étudier un facteur qui influence la préparation du thé, il faut ne modifier que la variable indépendante et réfléchir à la mesure de la variable dépendante ainsi qu’à la standardisation des autres variables.

• Les feuilles de thé sont des feuilles séchées de la plante Camellia sinensis, et leurs molécules de couleur et de saveur diffusent dans l’eau chaude.