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9.3 : Transport Passif - Biologie

9.3 : Transport Passif - Biologie


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Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

  • Expliquer pourquoi et comment se produit le transport passif
  • Comprendre les processus d'osmose et de diffusion
  • Définir la tonicité et décrire sa pertinence pour le transport passif

Les membranes plasmiques doivent permettre à certaines substances d'entrer et de sortir d'une cellule, tout en empêchant les matières nocives d'entrer et les matières essentielles d'en sortir. En d'autres termes, les membranes plasmiques sont sélectivement perméables - elles laissent passer certaines substances mais pas d'autres. S'ils perdaient cette sélectivité, la cellule ne pourrait plus se maintenir et elle serait détruite. Certaines cellules nécessitent de plus grandes quantités de substances spécifiques que d'autres cellules ; ils doivent avoir un moyen d'obtenir ces matériaux à partir des fluides extracellulaires. Cela peut se produire passivement, car certains matériaux se déplacent d'avant en arrière, ou la cellule peut avoir des mécanismes spéciaux qui assurent le transport. La plupart des cellules dépensent la majeure partie de leur énergie, sous forme d'adénosine triphosphate (ATP), pour créer et maintenir une distribution inégale d'ions sur les côtés opposés de leurs membranes. La structure de la membrane plasmique contribue à ces fonctions, mais elle présente également certains problèmes.

Les formes les plus directes de transport membranaire sont passives. Le transport passif est un phénomène naturel et ne nécessite pas que la cellule dépense de l'énergie pour accomplir le mouvement. Dans le transport passif, les substances se déplacent d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible dans un processus appelé diffusion. Un espace physique dans lequel il y a une concentration différente d'une seule substance est dit avoir un gradient de concentration.

Perméabilité sélective

Les membranes plasmiques sont asymétriques, ce qui signifie que malgré l'image miroir formée par les phospholipides, l'intérieur de la membrane n'est pas identique à l'extérieur de la membrane. Les protéines intégrales qui agissent comme des canaux ou des pompes fonctionnent dans une direction. Les glucides, liés aux lipides ou aux protéines, se trouvent également à la surface extérieure de la membrane plasmique. Ces complexes glucidiques aident la cellule à lier les substances dont la cellule a besoin dans le liquide extracellulaire. Cela ajoute considérablement à la nature sélective des membranes plasmiques.

Rappelons que les membranes plasmiques ont des régions hydrophiles et hydrophobes. Cette caractéristique facilite le mouvement de certains matériaux à travers la membrane et entrave le mouvement d'autres. Le matériau liposoluble peut facilement glisser à travers le noyau lipidique hydrophobe de la membrane. Des substances telles que les vitamines liposolubles A, D, E et K traversent facilement les membranes plasmiques du tube digestif et d'autres tissus. Les médicaments liposolubles pénètrent également facilement dans les cellules et sont facilement transportés dans les tissus et les organes du corps. Les molécules d'oxygène et de dioxyde de carbone n'ont pas de charge et passent par simple diffusion.

Les substances polaires, à l'exception de l'eau, posent des problèmes pour la membrane. Alors que certaines molécules polaires se connectent facilement à l'extérieur d'une cellule, elles ne peuvent pas facilement traverser le noyau lipidique de la membrane plasmique. De plus, alors que les petits ions pourraient facilement glisser à travers les espaces de la mosaïque de la membrane, leur charge les empêche de le faire. Les ions tels que le sodium, le potassium, le calcium et le chlorure doivent avoir un moyen spécial de pénétrer les membranes plasmiques. Les sucres simples et les acides aminés ont également besoin d'aide pour le transport à travers les membranes plasmiques.

La diffusion

La diffusion est un processus passif de transport. Une seule substance a tendance à se déplacer d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration jusqu'à ce que la concentration soit égale dans tout l'espace. Vous connaissez la diffusion de substances dans l'air. Par exemple, pensez à quelqu'un qui ouvre une bouteille de parfum dans une pièce remplie de monde. Le parfum est à sa plus forte concentration dans le flacon et est à son plus bas sur les bords de la pièce. La vapeur de parfum se diffusera ou s'éloignera du flacon et progressivement, de plus en plus de personnes sentiront le parfum au fur et à mesure qu'il se répand. Les matériaux se déplacent dans le cytosol de la cellule par diffusion, et certains matériaux se déplacent à travers la membrane plasmique par diffusion (Figure 1). La diffusion ne dépense aucune énergie. Les différentes concentrations de matériaux dans différentes zones sont plutôt une forme d'énergie potentielle, et la diffusion est la dissipation de cette énergie potentielle lorsque les matériaux descendent leurs gradients de concentration, de haut en bas.

Chaque substance séparée dans un milieu, tel que le liquide extracellulaire, a son propre gradient de concentration, indépendant des gradients de concentration d'autres matériaux. De plus, chaque substance diffusera selon ce gradient.

Plusieurs facteurs affectent la vitesse de diffusion.

  • Etendue du gradient de concentration : Plus la différence de concentration est grande, plus la diffusion est rapide. Plus la distribution du matériau se rapproche de l'équilibre, plus la vitesse de diffusion devient lente.
  • Masse des molécules en diffusion : Les molécules plus massives se déplacent plus lentement, car il leur est plus difficile de se déplacer entre les molécules de la substance qu'elles traversent ; par conséquent, ils diffusent plus lentement.
  • Température : Des températures plus élevées augmentent l'énergie et donc le mouvement des molécules, augmentant le taux de diffusion.
  • Densité du solvant : à mesure que la densité du solvant augmente, la vitesse de diffusion diminue. Les molécules ralentissent car elles ont plus de difficulté à traverser le milieu plus dense.

Concept en action

Pour une animation du processus de diffusion en action, visionnez cette courte vidéo sur le transport membranaire cellulaire.

Un élément YouTube a été exclu de cette version du texte. Vous pouvez le consulter en ligne ici : pb.libretexts.org/fob2/?p=104

Transport facilité

Dans le transport facilité, également appelé diffusion facilitée, le matériau se déplace à travers la membrane plasmique avec l'aide de protéines transmembranaires le long d'un gradient de concentration (de la concentration élevée à la concentration faible) sans dépense d'énergie cellulaire. Cependant, les substances qui subissent un transport facilité ne diffuseraient pas autrement facilement ou rapidement à travers la membrane plasmique. La solution pour déplacer des substances polaires et d'autres substances à travers la membrane plasmique réside dans les protéines qui couvrent sa surface. Le matériau transporté est d'abord attaché à des récepteurs de protéines ou de glycoprotéines sur la surface extérieure de la membrane plasmique. Cela permet d'éliminer le matériel nécessaire à la cellule du liquide extracellulaire. Les substances sont ensuite transmises à des protéines intégrales spécifiques qui facilitent leur passage, car elles forment des canaux ou des pores qui permettent à certaines substances de traverser la membrane. Les protéines intégrales impliquées dans le transport facilité sont collectivement appelées protéines de transport, et elles fonctionnent soit comme des canaux pour le matériel, soit comme des supports.

Osmose

L'osmose est la diffusion de l'eau à travers une membrane semi-perméable en fonction du gradient de concentration de l'eau à travers la membrane. Alors que la diffusion transporte le matériel à travers les membranes et à l'intérieur des cellules, l'osmose transporte seulement de l'eau à travers une membrane et la membrane limite la diffusion des solutés dans l'eau. L'osmose est un cas particulier de diffusion. L'eau, comme d'autres substances, se déplace d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible. Imaginez un bécher avec une membrane semi-perméable, séparant les deux côtés ou moitiés (Figure 2). Des deux côtés de la membrane, le niveau d'eau est le même, mais il existe des concentrations différentes de chaque côté d'une substance dissoute, ou soluté, qui ne peut pas traverser la membrane. Si le volume d'eau est le même, mais que les concentrations de soluté sont différentes, alors il y a aussi différentes concentrations d'eau, le solvant, de chaque côté de la membrane.

Un principe de diffusion est que les molécules se déplacent et se répandront uniformément dans le milieu si elles le peuvent. Cependant, seul le matériau capable de traverser la membrane diffusera à travers celle-ci. Dans cet exemple, le soluté ne peut pas diffuser à travers la membrane, mais l'eau le peut. L'eau a un gradient de concentration dans ce système. Par conséquent, l'eau diffusera vers le bas de son gradient de concentration, traversant la membrane du côté où elle est la moins concentrée. Cette diffusion de l'eau à travers la membrane, l'osmose, se poursuivra jusqu'à ce que le gradient de concentration de l'eau atteigne zéro. L'osmose se produit constamment dans les systèmes vivants.

Concept en action

Regardez cette vidéo qui illustre la diffusion dans des solutions chaudes par rapport à des solutions froides.

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Tonicité

La tonicité décrit la quantité de soluté dans une solution. La mesure de la tonicité d'une solution, ou la quantité totale de solutés dissous dans une quantité spécifique de solution, est appelée son osmolarité. Trois termes - hypotonique, isotonique et hypertonique - sont utilisés pour relier l'osmolarité d'une cellule à l'osmolarité du liquide extracellulaire qui contient les cellules. Dans une solution hypotonique, telle que l'eau du robinet, le liquide extracellulaire a une concentration de solutés plus faible que le liquide à l'intérieur de la cellule, et l'eau pénètre dans la cellule. (Dans les systèmes vivants, le point de référence est toujours le cytoplasme, donc le préfixe hypo– signifie que le liquide extracellulaire a une concentration en solutés plus faible, ou une osmolarité plus faible, que le cytoplasme cellulaire.) Cela signifie également que le liquide extracellulaire a une concentration en eau plus élevée que la cellule. Dans cette situation, l'eau suivra son gradient de concentration et entrera dans la cellule. Cela peut provoquer l'éclatement ou la lyse d'une cellule animale.

Dans une solution hypertonique (le préfixe hyper– désigne le fluide extracellulaire ayant une concentration de solutés plus élevée que le cytoplasme de la cellule), le fluide contient moins d'eau que la cellule, comme l'eau de mer. Parce que la cellule a une concentration plus faible de solutés, l'eau quittera la cellule. En effet, le soluté tire l'eau hors de la cellule. Cela peut provoquer le ratatinement ou le crénelage d'une cellule animale.

Dans une solution isotonique, le liquide extracellulaire a la même osmolarité que la cellule. Si la concentration de solutés de la cellule correspond à celle du liquide extracellulaire, il n'y aura pas de mouvement net d'eau dans ou hors de la cellule. Les cellules sanguines dans les solutions hypertoniques, isotoniques et hypotoniques prennent des apparences caractéristiques (Figure 3).

Un médecin injecte à un patient ce qu'il pense être une solution saline isotonique. Le patient décède et l'autopsie révèle que de nombreux globules rouges ont été détruits. Pensez-vous que la solution injectée par le médecin était vraiment isotonique ?

Certains organismes, tels que les plantes, les champignons, les bactéries et certains protistes, ont des parois cellulaires qui entourent la membrane plasmique et empêchent la lyse cellulaire. La membrane plasmique ne peut s'étendre qu'à la limite de la paroi cellulaire, de sorte que la cellule ne se lysera pas. En fait, le cytoplasme des plantes est toujours légèrement hypertonique par rapport à l'environnement cellulaire, et l'eau entrera toujours dans une cellule si de l'eau est disponible. Cet afflux d'eau produit une pression de turgescence, qui rigidifie les parois cellulaires de la plante (Figure 4). Chez les plantes non ligneuses, la pression de turgescence soutient la plante. Si les cellules végétales deviennent hypertoniques, comme cela se produit en cas de sécheresse ou si une plante n'est pas arrosée adéquatement, l'eau quittera la cellule. Les plantes perdent la pression de turgescence dans cet état et se flétrissent.

Résumé de la section

Les formes passives de transport, diffusion et osmose, déplacent des matériaux de faible poids moléculaire. Les substances diffusent des zones à forte concentration vers les zones à faible concentration, et ce processus se poursuit jusqu'à ce que la substance soit uniformément répartie dans un système. Dans les solutions de plusieurs substances, chaque type de molécule diffuse selon son propre gradient de concentration. De nombreux facteurs peuvent affecter le taux de diffusion, notamment le gradient de concentration, la taille des particules qui diffusent et la température du système.

Dans les systèmes vivants, la diffusion de substances dans et hors des cellules est médiée par la membrane plasmique. Certains matériaux diffusent facilement à travers la membrane, mais d'autres sont entravés et leur passage n'est rendu possible que par les canaux et les transporteurs protéiques. La chimie des êtres vivants se produit dans des solutions aqueuses, et l'équilibrage des concentrations de ces solutions est un problème permanent. Dans les systèmes vivants, la diffusion de certaines substances serait lente ou difficile sans protéines membranaires.

Un élément Open Assessments a été exclu de cette version du texte. Vous pouvez le consulter en ligne ici : pb.libretexts.org/fob2/?p=104

Questions d'autocontrôle supplémentaires

1. Un médecin injecte à un patient ce qu'il pense être une solution saline isotonique. Pensez-vous que la solution injectée par le médecin était vraiment isotonique ?

2. Pourquoi l'osmose se produit-elle ?

Réponses

1. Non, cela devait être hypotonique, car une solution hypotonique ferait entrer de l'eau dans les cellules, les faisant ainsi éclater.

2. L'eau se déplace à travers une membrane semi-perméable en osmose car il existe un gradient de concentration à travers la membrane de soluté et de solvant. Le soluté ne peut pas se déplacer efficacement pour équilibrer la concentration des deux côtés de la membrane, donc l'eau se déplace pour atteindre cet équilibre.


Transport passif

Transport passif est un type de transport membranaire qui ne nécessite pas d'énergie pour déplacer des substances à travers les membranes cellulaires. [1] [2] Au lieu d'utiliser l'énergie cellulaire, comme le transport actif, [3] le transport passif repose sur la deuxième loi de la thermodynamique pour conduire le mouvement des substances à travers les membranes cellulaires. [1] [2] [4] Fondamentalement, les substances suivent la première loi de Fick et passent d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration parce que ce mouvement augmente l'entropie du système global. [4] [5] Le taux de transport passif dépend de la perméabilité de la membrane cellulaire, qui, à son tour, dépend de l'organisation et des caractéristiques des lipides et des protéines membranaires. [ citation requise ] Les quatre principaux types de transport passif sont la diffusion simple, la diffusion facilitée, la filtration et/ou l'osmose.


La diffusion

La diffusion est un processus passif. Une seule substance a tendance à se déplacer d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration jusqu'à ce que la concentration soit égale dans tout l'espace. Par exemple, que se passe-t-il lorsque quelqu'un ouvre une bouteille de parfum dans une pièce ? Le parfum est à sa plus forte concentration dans le flacon et à son plus bas dans la pièce. La vapeur de parfum se diffusera ou se répandra hors du flacon. Petit à petit, la vapeur va se répandre. Les matériaux se déplacent dans le cytosol de la cellule par ce moyen de transport (Figure 1). La diffusion ne nécessite aucune consommation d'énergie et s'arrête lorsque l'équilibre est atteint. Les molécules n'arrêtent pas le mouvement mais maintiennent l'équilibre.

Figure 1. La diffusion à travers une membrane perméable suit le gradient de concentration d'une substance, déplaçant la substance d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villarreal)

Chaque substance séparée dans un milieu a son propre gradient de concentration, indépendant des gradients de concentration d'autres matériaux. De plus, chaque substance diffusera selon ce gradient.

Plusieurs facteurs affectent la vitesse de diffusion.

  • Gradient de concentration : plus la différence de concentration est grande, plus la diffusion est rapide à mesure que l'équilibre se rapproche, la diffusion ralentit
  • Masse moléculaire : les molécules plus grosses se déplacent plus lentement, il est plus difficile de se déplacer entre les molécules de la substance dans laquelle elles se déplacent
  • Température : des températures plus élevées augmentent l'énergie et le mouvement moléculaire, augmentant le taux de diffusion

Concept en action

Pour une animation du processus de diffusion en action, visionnez cette courte vidéo sur le transport membranaire cellulaire.


Osmose

Osmose est un type particulier de diffusion — la diffusion de l'eau molécules à travers une membrane. Comme d'autres molécules, l'eau se déplace d'une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible. L'eau entre ou sort d'une cellule jusqu'à ce que sa concentration soit la même des deux côtés de la membrane plasmique. Sur la figure 4.7.3, la ligne pointillée rouge montre une membrane semi-perméable. Dans le premier bécher, il y a une concentration inégale de solutés de chaque côté de la membrane, mais le soluté ne peut pas traverser - la diffusion du soluté ne peut pas se produire. Dans ce cas, l'eau se déplacera pour égaliser la concentration comme cela s'est produit sur le bécher du côté droit. Les niveaux d'eau sont inégaux, mais le processus d'osmose a égalisé le gradient de concentration.


Tonicité

Tonicité décrit la quantité de soluté dans une solution. La mesure de la tonicité d'une solution, ou la quantité totale de solutés dissous dans une quantité spécifique de solution, est appelée son osmolarité. Trois termes - hypotonique, isotonique et hypertonique - sont utilisés pour relier l'osmolarité d'une cellule à l'osmolarité du liquide extracellulaire qui contient les cellules. Ces trois termes sont un Comparaison entre deux solutions différentes (par exemple, à l'intérieur d'une cellule par rapport à l'extérieur de la cellule).

Dans un hypotonique solution, telle que l'eau du robinet, le liquide extracellulaire a une concentration de solutés plus faible que le liquide à l'intérieur de la cellule, et l'eau pénètre dans la cellule. (Dans les systèmes vivants, le point de référence est toujours le cytoplasme, donc le préfixe hypo– signifie que le liquide extracellulaire a une concentration plus faible en solutés, ou une osmolarité plus faible, que le cytoplasme cellulaire.) Cela signifie également que le liquide extracellulaire a une concentration en eau plus élevée que la cellule. Dans cette situation, l'eau suivra son gradient de concentration et entrera dans la cellule. Cela peut provoquer l'éclatement d'une cellule animale, ou lyser.

Dans un hypertonique solution (le préfixe hyper– fait référence au fluide extracellulaire ayant une concentration plus élevée de solutés que le cytoplasme de la cellule), le fluide contient moins d'eau que la cellule, comme l'eau de mer. Parce que la cellule a une concentration plus faible de solutés, l'eau quittera la cellule. En effet, le soluté tire l'eau hors de la cellule. Cela peut provoquer le dessèchement d'une cellule animale, ou crénelé.

Dans un isotonique solution, le liquide extracellulaire a la même osmolarité que la cellule. Si la concentration de solutés de la cellule correspond à celle du liquide extracellulaire, il n'y aura pas de mouvement net d'eau dans ou hors de la cellule. La cellule conservera son apparence “normal”. Les cellules sanguines dans les solutions hypertoniques, isotoniques et hypotoniques prennent des apparences caractéristiques (Figure 4).

Rappelez-vous que ces trois termes sont comparaisons entre deux solutions (c'est-à-dire à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule). Une solution ne peut pas être hypotonique, ce serait comme dire que Bob est plus grand. Cela n'a pas de sens, vous devez dire que Bob est plus grand que Mike. On peut dire que la solution à l'intérieur de la cellule est hypotonique par rapport à la solution à l'extérieur de la cellule. Cela signifie également que la solution à l'extérieur est hypertonique par rapport à la solution à l'intérieur (tout comme Mike serait plus petit que Bob).

Figure 4 La pression osmotique modifie la forme des globules rouges dans les solutions hypertoniques, isotoniques et hypotoniques. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villarreal)

Certains organismes, tels que les plantes, les champignons, les bactéries et certains protistes, ont parois cellulaires qui entourent la membrane plasmique et empêchent la lyse cellulaire. La membrane plasmique ne peut s'étendre qu'à la limite de la paroi cellulaire, de sorte que la cellule ne se lysera pas. En fait, le cytoplasme des plantes est toujours légèrement hypertonique par rapport à l'environnement cellulaire, et l'eau entrera toujours dans la cellule végétale si de l'eau est disponible. Cet afflux d'eau produit pression de turgescence, qui rigidifie les parois cellulaires de la plante (Figure 5). Chez les plantes non ligneuses, la pression de turgescence soutient la plante. Si les cellules végétales deviennent hypertoniques, comme cela se produit en cas de sécheresse ou si une plante n'est pas arrosée adéquatement, l'eau quittera la cellule. Les plantes perdent la pression de turgescence dans cet état et se fanent.

Figure 5 La pression de turgescence au sein d'une cellule végétale dépend de la tonicité de la solution dans laquelle elle baigne. (crédit : modification de l'œuvre de Mariana Ruiz Villarreal)


La fonction principale du transport passif est de contrôler l'entrée et la sortie de substances vers et depuis la cellule au moyen d'une membrane sélectivement perméable. En outre, il aide le système à atteindre un état d'équilibre en égalisant la concentration de substances dans les deux régions.

1) Diffusion

C'est le mouvement de substances d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration jusqu'à ce que la concentration devienne égale dans les deux régions. Les deux types de diffusion les plus courants sont :

une) Diffusion simple: Il se produit sans l'aide d'aucune molécule de protéine. Exemples : Le mouvement de l'eau, de l'oxygène, du dioxyde de carbone, de l'éthanol et de l'urée.

b) Diffusion facilitée: C'est un processus sélectif qui se produit à l'aide d'une molécule de protéine transmembranaire. Exemples : Transport du glucose, des ions sodium et des ions potassium.

2) Filtrage

C'est un processus sélectif de séparation des petites substances solubles des grandes et insolubles à l'aide d'une membrane. La filtration peut être un processus physique, biologique ou chimique en fonction de l'endroit et de la manière dont il se produit. Exemples : Purification du sang dans les reins et formation d'urine.

3) Osmose

Le mouvement spontané des molécules d'eau d'une région de faible concentration de soluté à une région de forte concentration de soluté à travers une membrane semi-perméable. C'est un processus sélectif qui ne laisse passer que les molécules de solvant tout en limitant les solutés. Exemples : Prise de nutriments et de minéraux à l'intérieur de la cellule et élimination de ses déchets.

Rép. Le transport passif ne nécessite pas d'énergie car il s'agit d'un processus spontané favorable à la nature.

Rép. Le transport passif profite à une cellule en permettant à de nombreuses substances essentielles d'être transportées à l'intérieur et à l'extérieur de la membrane cellulaire sans aucune dépense énergétique. Par exemple, l'oxygène du sang se diffuse directement dans les cellules, ce qui les aide à produire de l'énergie.

Rép. La membrane cellulaire contrôle le mouvement des substances à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule en permettant sélectivement leur passage, protégeant ainsi la cellule de son environnement.


La diffusion

La diffusion est un processus passif de transport. Une seule substance a tendance à se déplacer d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration jusqu'à ce que la concentration soit égale dans tout l'espace. Vous connaissez la diffusion de substances dans l'air. Par exemple, pensez à quelqu'un qui ouvre une bouteille de parfum dans une pièce remplie de monde. Le parfum est à sa plus forte concentration dans le flacon et est à son plus bas sur les bords de la pièce. La vapeur de parfum se diffusera ou s'éloignera du flacon et progressivement, de plus en plus de personnes sentiront le parfum au fur et à mesure qu'il se répand. Les matériaux se déplacent dans le cytosol de la cellule par diffusion, et certains matériaux se déplacent à travers la membrane plasmique par diffusion (Figure 1). La diffusion ne dépense aucune énergie. Les différentes concentrations de matériaux dans différentes zones sont plutôt une forme d'énergie potentielle, et la diffusion est la dissipation de cette énergie potentielle lorsque les matériaux descendent leurs gradients de concentration, de haut en bas.

Figure 1 La diffusion à travers une membrane perméable suit le gradient de concentration d'une substance, déplaçant la substance d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration. (crédit : modification d'œuvre par Mariana Ruiz Villarreal)

Chaque substance séparée dans un milieu, tel que le liquide extracellulaire, a son propre gradient de concentration, indépendant des gradients de concentration d'autres matériaux. De plus, chaque substance diffusera selon ce gradient.

Plusieurs facteurs affectent la vitesse de diffusion :

  • Etendue du gradient de concentration : Plus la différence de concentration est grande, plus la diffusion est rapide. Plus la distribution du matériau se rapproche de l'équilibre, plus la vitesse de diffusion devient lente.
  • Masse des molécules en diffusion : Les molécules plus massives se déplacent plus lentement, car il leur est plus difficile de se déplacer entre les molécules de la substance qu'elles traversent donc, elles diffusent plus lentement.
  • Température : Des températures plus élevées augmentent l'énergie et donc le mouvement des molécules, augmentant le taux de diffusion.
  • Densité du solvant : à mesure que la densité du solvant augmente, la vitesse de diffusion diminue. Les molécules ralentissent car elles ont plus de difficulté à traverser le milieu plus dense.

Pour les étudiants et les enseignants

Pour les enseignants seulement

COMPRÉHENSION DURABLE
ENE-2
Les cellules ont des membranes qui leur permettent d'établir et de maintenir des environnements internes différents de leurs environnements externes.

OBJECTIF D'APPRENTISSAGE
ENE-2.J
Décrire les processus qui permettent aux ions et autres molécules de traverser les membranes.

CONNAISSANCES ESSENTIELLES
ENE-2.J.1
Une variété de processus permettent le mouvement des ions et d'autres molécules à travers les membranes, y compris le transport passif et actif, l'endocytose et l'exocytose.


Tonicité

La tonicité décrit comment une solution extracellulaire peut modifier le volume d'une cellule en affectant l'osmose. La tonicité d'une solution est souvent directement corrélée à l'osmolarité de la solution. L'osmolarité décrit la concentration totale de soluté de la solution. Une solution à faible osmolarité a un plus grand nombre de molécules d'eau par rapport au nombre de particules de soluté, une solution à osmolarité élevée a moins de molécules d'eau par rapport aux particules de soluté. Dans une situation dans laquelle des solutions de deux osmolarités différentes sont séparées par une membrane perméable à l'eau, mais pas au soluté, l'eau se déplacera du côté de la membrane avec une osmolarité inférieure (et plus d'eau) vers le côté avec une osmolarité plus élevée (et moins d'eau). Cet effet a du sens si vous vous souvenez que le soluté ne peut pas traverser la membrane, et donc le seul composant du système qui peut se déplacer - l'eau - se déplace le long de son propre gradient de concentration. Une distinction importante qui concerne les systèmes vivants est que l'osmolarité mesure le nombre de particules (qui peuvent être des molécules) dans une solution. Par conséquent, une solution trouble avec des cellules peut avoir une osmolarité plus faible qu'une solution claire, si la deuxième solution contient plus de molécules dissoutes qu'il n'y a de cellules.


Osmose

Un autre grand exemple de transport passif est l'osmose. C'est un spécifique à l'eau traiter. Habituellement, les cellules se trouvent dans un environnement où il y a une concentration d'ions à l'extérieur et une à l'intérieur. Parce que les concentrations aiment être les mêmes, la cellule peut pomper des ions pour rester en vie. L'osmose est le mouvement de l'eau à travers la membrane.

Pour qu'une cellule survive, les concentrations d'ions doivent être les mêmes des deux côtés de la membrane cellulaire. Si la cellule ne pompe pas tous ses ions supplémentaires pour égaliser les concentrations, l'eau va entrer. Cela peut être très grave. La cellule peut gonfler et exploser. L'exemple classique de ce type de gonflement se produit lorsque des globules rouges sont placés dans l'eau. L'eau s'engouffre dans les cellules, elles se dilatent et finissent par se rompre (POP !).


Voir la vidéo: Transport membranaire (Décembre 2022).