Membrane cellulaire et transport Session II

Imaginez-vous debout à côté d’une belle fleur en fleurs. Vous prenez une profonde inspiration et soudain, un parfum délicieux remplit vos sens. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment ce parfum captivant voyage d'une fleur jusqu'à votre nez, même si vous êtes à distance ? Eh bien, cela est dû à un processus fascinant appelé diffusion. La diffusion est un processus dans lequel des particules, des molécules ou des substances se dispersent et se déplacent d’une zone de concentration plus élevée vers une zone de concentration plus faible.

Lorsqu'une fleur libère son parfum, les molécules odorantes présentes dans l'air autour de la fleur sont d'abord visibles en plus grande quantité. Cependant, au fil du temps, ces molécules odorantes commencent à se disperser. Ces molécules entrent en collision les unes avec les autres et se déplacent de manière aléatoire. Ils se sont répandus dans toutes les directions. Ces molécules odorantes se déplacent de la zone où elles sont en grande quantité vers la zone où elles sont en plus faible quantité.

Comme nous le savons, la membrane cellulaire agit comme une barrière qui sépare l’intérieur de la cellule de son environnement extérieur. Lorsqu'il y a une différence dans la concentration d'une molécule de chaque côté de la membrane, les molécules vont naturellement diffuser pour égaliser les concentrations. Par exemple, lorsque les molécules d’oxygène sont plus concentrées à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur, elles diffusent à travers la membrane cellulaire dans la cellule jusqu’à ce que la concentration soit équilibrée. De même, les molécules de dioxyde de carbone, qui sont produites comme déchets à l’intérieur de la cellule, diffuseront hors de la cellule où elles sont moins concentrées.

Plusieurs facteurs peuvent affecter le processus de diffusion. La température joue un rôle crucial dans la diffusion car elle affecte directement l’énergie cinétique des particules. À des températures plus élevées, les particules ont une plus grande énergie cinétique. En raison d’une plus grande énergie cinétique, les particules se déplacent plus rapidement et entrent en collision plus fréquemment. Ces collisions énergétiques provoquent une dispersion et une diffusion plus rapide des particules. À des températures plus basses, les particules ont une énergie cinétique plus faible. En raison d’une énergie cinétique plus faible, les particules se déplacent lentement et entrent en collision moins fréquemment. Cela conduit à un taux de diffusion plus lent.

Le gradient de concentration affecte également le taux de diffusion. Le gradient de concentration nous indique l’ampleur de la différence entre les zones surpeuplées et les zones moins fréquentées. Si l’odeur est très forte dans un coin et que le reste de la pièce n’a presque aucune odeur, le gradient de concentration est fort. Dans ce cas, les particules se déplaceront rapidement et se disperseront plus rapidement car il y a une grande différence dans leur densité.

Lorsque l’odeur est répartie uniformément dans la pièce, le gradient de concentration n’est pas trop élevé. Dans de tels cas, les particules peuvent également se déplacer, mais à un rythme plus lent. C’est parce qu’il n’y a pas de différence significative dans leur degré de surpeuplement.

Un autre facteur qui affecte la diffusion est la surface. Lorsqu'une plus grande surface est disponible, cela permet une plus grande interaction entre les particules. Cela entraîne une diffusion plus rapide. Imaginez que vous avez un bloc solide et que vous devez le dissoudre dans un liquide. Si le bloc se présente sous la forme d'un petit cube, il faudra plus de temps pour le dissoudre que s'il était broyé en poudre. Cela est dû au fait que les particules plus petites de la poudre offrent davantage de points de contact entre le solide et le liquide. Cela facilite une diffusion plus rapide des particules dissoutes.

La diffusion facilitée est un processus qui aide certains types de molécules à traverser une membrane cellulaire. Il utilise des proteins spéciales comme aides pour faciliter ce mouvement. Considérez la membrane cellulaire comme un gardien. Cela permet à certaines molécules d’entrer ou de sortir librement de la cellule, mais d’autres ont besoin d’aide. Les Proteins de la membrane cellulaire aident ces molécules.

Ces proteins agissent comme des portes ou des transporteurs. Ils ont des formes spécifiques qui s'adaptent à certains types de molécules. Lorsqu'une molécule adaptée à la protéine se présente, elle se lie à la protéine, comme une clé s'insérant dans une serrure. Une fois la molécule liée à la protéine, la protéine change de forme. Ce changement peut ouvrir un canal, comme un tunnel, à travers lequel la molécule peut passer. Alternativement, la protéine peut s'enrouler autour de la molécule et la transporter à travers la membrane, comme un transporteur spécial.

Avant de discuter de l’osmose, découvrons ce que sont le soluté et le solvant. Un soluté est une substance qui se dissout dans une autre substance. C'est le plus petit composant d'une solution. Il peut s'agir d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz. Un solvant est une substance qui peut dissoudre d’autres substances. C'est le composant le plus important d'une solution. Le solvant est généralement un liquide, mais il peut également être un gaz ou un solide. Par exemple, le sel se dissout facilement dans l’eau. Le sel est un soluté et l’eau est un solvant.

L'osmose est le processus par lequel les molécules d'eau se déplacent à travers une membrane sélectivement perméable d'une zone de concentration en soluté plus faible vers une zone de concentration en soluté plus élevée. Le mouvement de l’eau continue jusqu’à ce que la concentration de soluté soit égalisée des deux côtés de la membrane. On peut également dire que le mouvement de l’eau continue jusqu’à ce que les concentrations d’eau atteignent un équilibre.

Le transport actif est un processus qui permet à des substances, telles que des ions ou des molécules, de se déplacer à travers une membrane cellulaire d'une zone de concentration plus faible vers une zone de concentration plus élevée. Le transport actif nécessite une dépense d’énergie sous forme d’ATP. Cela est dû au fait que les substances se déplacent d’une zone de plus faible concentration vers une zone de plus forte concentration.

L'endocytose est un processus cellulaire par lequel les cellules absorbent des matériaux de l'environnement extérieur en les engloutissant à travers la membrane cellulaire. Tout d’abord, la cellule identifie et reconnaît la substance ou la particule spécifique qu’elle souhaite absorber. La membrane cellulaire entoure ensuite le matériau cible. Cela se fait en se repliant vers l’intérieur autour du matériau. Il en résulte une petite poche ou poche appelée vésicule. La vésicule se déplace plus loin dans la cellule. Une fois à l’intérieur de la cellule, la vésicule peut fusionner avec d’autres compartiments cellulaires. Ces compartiments contiennent des enzymes qui peuvent décomposer la matière engloutie. Cela permet à la cellule d’utiliser les composants.

L'endocytose peut être classée en différents types. Il s'agit de la phagocytose et de la pinocytose. Lors de la phagocytose, les cellules engloutissent de grosses particules solides, telles que des bactéries, des débris cellulaires ou d’autres substances étrangères. La pinocytose, également connue sous le nom d'absorption cellulaire, implique l'absorption non sélective de solutés dissous et de fluides provenant de l'environnement environnant. La cellule forme de petites vésicules pour absorber le liquide extracellulaire.

L'exocytose est le processus cellulaire par lequel les cellules libèrent des substances ou des particules de l'intérieur de la cellule vers l'environnement extérieur. À l'intérieur de la cellule, les substances à libérer sont conditionnées dans des sacs spécialisés entourés d'une membrane, appelés vésicules. Ces vésicules se déplacent vers la membrane cellulaire et s’alignent avec elle. La membrane de la vésicule fusionne avec la membrane cellulaire. Cette fusion crée une ouverture entre l’intérieur de la vésicule et l’environnement extérieur. Le contenu de la vésicule est libéré par cette ouverture dans l’espace extracellulaire.