OSMOSE et PERMEABILITE MEMBRANAIRE Buts de la séance

1. OSMOSE et PERMEABILITE MEMBRANAIREButs de la séance • Comprendre les principes physiques régissant les mouvements d’eau (osmose) et des substances dissoutes (diffusion) à travers une membrane (m. artificielle ou cellulaire) • Observer et comprendre les conséquences de ces mouvements d’eau sur le volume des cellules. Phénomènesphysiques

2. Programme de la séance • Th : diffusion, osmose, p. osmotique • Exp : membrane synthétique à perméabilité sélective • Th : calcul et mesure p. osmotique • Exp : cellules végétales (oignon) 1. Solutions de saccharose (indiffusible) : «  efficace » conditions d’isotonie d’hypotonie d’hypertonie 2. Solution de NH4 Ac (diffusible) : notion de solutés osmotiquement inactifs «  inefficace » • Exp : Turgescence et rigidité des tissus végétaux PAUSE

3. 3

4. Dans cet exemple, le mot soluté s'applique : • aux molécules d'eau • aux molécules de sucre • à la solution aqueuse de sucre

5. Dans cet exemple, le mot soluté s'applique : • aux molécules d'eau • aux molécules de sucre • à la solution aqueuse de sucre

6. L'eau est le constituant majeur des liquides biologiques (sang, lymphe, liquide intracellulaire, liquide extracellulaire …) • Vrai • Faux

7. L'eau est le constituant majeur des liquides biologiques (sang, lymphe, liquide intracellulaire, liquide extracellulaire …) • Vrai • Faux

8. 4 SOLUTION ?SUSPENSION ? Gouttelette phospholipidique Particule métallique cellule Molécule de saccharose

9. Au sein des liquides biologiques, il faut faire la distinction entre substances en solution (ex : glucose, sels) et particules en suspension (ex : globules rouges, plaquettes). Lequel de ces trois énoncés est-il correct ? • Le principe de la diffusion s'applique aux substances en solution ainsi qu'aux particules en suspension. • Le principe de la diffusion s'applique aux substances en solution mais non aux particules en suspension. • Le principe de la diffusion s'applique aux particules en suspension mais non aux substances en solution.

10. Au sein des liquides biologiques, il faut faire la distinction entre substances en solution (ex : glucose, sels) et particules en suspension (ex : globules rouges, plaquettes). Lequel de ces trois énoncés est-il correct ? • Le principe de la diffusion s'applique aux substances en solution ainsi qu'aux particules en suspension. • Le principe de la diffusion s'applique aux substances en solution mais non aux particules en suspension. • Le principe de la diffusion s'applique aux particules en suspension mais non aux substances en solution.

11. 0.5 L 0.5 L 5 DIFFUSION : Chaque substance se déplace pour équilibrer sa concentration, indépendamment des autres substances 2 M 1 M Si les compartiments gauche et droit ont chacun un volume de 0,5 l et si les concentrations initiales des colorants sont respectivement 2M/l pour le mauve et 1M/l pour le vert, quelles seront les concentrations à l'équilibre dans le compartiment gauche ? - -  1 M pour le mauve ; O,5 M pour le vert --  2 M pour le mauve ; 1 M pour le vert -  -   4 M pour le mauve ; 2 M pour le vert ? ?

12. Si les compartiments gauche et droit ont chacun un volume de 0,5 l et si les concentrations initiales des colorants sont respectivement 2M pour le mauve et 1M pour le vert, quelles seront les concentrations à l'équilibre dans le compartiment gauche ? • 1 M pour le mauve ; O,5 M pour le vert • 2 M pour le mauve ; 1 M pour le vert • 4 M pour le mauve ; 2 M pour le vert

13. Si les compartiments gauche et droit ont chacun un volume de 0,5 l et si les concentrations initiales des colorants sont respectivement 2M pour le mauve et 1M pour le vert, quelles seront les concentrations à l'équilibre dans le compartiment gauche ? • 1 M pour le mauve ; O,5 M pour le vert • 2 M pour le mauve ; 1 M pour le vert • 4 M pour le mauve ; 2 M pour le vert

14. 0.5 L 0.5 L 6 DIFFUSION : Chaque substance se déplace pour équilibrer sa concentration, indépendamment des autres substances 2 M 1 M Si les compartiments gauche et droit ont chacun un volume de 0,5 l et si les concentrations initiales des colorants sont respectivement 2M/l pour le mauve et 1M/l pour le vert, quelles seront les concentrations à l'équilibre dans le compartiment gauche ? Volume initial: 0.5 Lvolume final : 1 L Dilution : 2 fois Vi x Ci = Vf x Cf ? ?

15. Quelle est l'osmolarité d'une solution mixte 0,1 M en saccharose, 0,1 M en urée et 0,1 M en NaCl • 0,1 OsM • 0,3 OsM • 0,4 OsM

16. Quelle est l'osmolarité d'une solution mixte 0,1 M en saccharose, 0,1 M en urée et 0,1 M en NaCl • 0,1 OsM • 0,3 OsM • 0,4 OsM

17. 8 A B Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens ? -- aucun flux -- un flux de A vers B -- un flux de B vers A Saccharose1 M Saccharose0.5 M

18. Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens • aucun flux • un flux de A vers B • un flux de B vers A

19. Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens • aucun flux • un flux de A vers B • un flux de B vers A

20. 9 eau A B Saccharose1 M Saccharose0.5 M l’eaumigre vers le compartiment où les molécules de soluté indiffusibles sont les plus concentrées (c’est à dire où la pression osmotique est la plus élevée); c’estl’OSMOSE.

21. Par rapport à la solution de saccharose 1M, la solution de saccharose 0,5 M est-elle : • hypotonique • isotonique • hypertonique

22. Par rapport à la solution de saccharose 1M, la solution de saccharose 0,5 M est-elle : • hypotonique • isotonique • hypertonique

23. 10 eau A B Saccharose1 M Saccharose0.5 M l’eaumigre vers le compartiment où les molécules de soluté indiffusibles sont les plus concentrées (c’est à dire où la pression osmotique est la plus élevée); c’estl’OSMOSE. Faible  MILIEU HYPOTONIQUE Forte MILIEU HYPERTONIQUE

24. 11 Soit 1) une solution à 1 g/l d’une substance X (MM = 10) 2) une solution à 100 g/l d’une substance Y (MM = 1000) Calculer l’osmolarité - de la solution X - de la solution Y N.B. pas de dissociation des substances X et Y

25. Solution à 1g/l d'une substance X (MM=10) et solution à 100 g/l d'une substance Y (MM=1000). L’osmolarité de la solution X sera : • 100 fois inférieure à celle de la solution Y • 100 fois supérieure à celle de la solution Y • 10 fois inférieure à celle de la solution Y • 10 fois supérieure à celle de la solution Y • égale à celle de la solution Y

26. Solution à 1g/l d'une substance X (MM=10) et solution à 100 g/l d'une substance Y (MM=1000). L’osmolarité de la solution X sera : • 100 fois inférieure à celle de la solution Y • 100 fois supérieure à celle de la solution Y • 10 fois inférieure à celle de la solution Y • 10 fois supérieure à celle de la solution Y • égale à celle de la solution Y

27. 12 Solution à 1 g/lsubstance X (MM = 10) Solution à 100 g/lsubstance Y(MM= 1000) Concentration molaire: 0.1 M Concentration molaire: 0.1 M

28. Ces 2 solutions de même osmolarité (solution à 1g/l d'une substance X (MM=10) et solution à 100 g/l d'une substance Y (MM=1000)) développeront-elles nécessairement la même pression osmotique dans diverses situations ? • Oui • Non

29. Ces 2 solutions de même osmolarité (solution à 1g/l d'une substance X (MM=10) et solution à 100 g/l d'une substance Y (MM=1000)) développeront-elles nécessairement la même pression osmotique dans diverses situations ? • Oui • Non

30. 13 La diffusion de l'eau ou osmose Pression osmotique= pression créée par l’appel d’eau que cette solution provoque lorsqu’elle est séparée de l’eau pure par une membrane perméable à l’eau mais non aux solutés présents.

31. 13 bis La diffusion de l'eau ou osmose • La pression osmotique • N'est efficace que si les solutés ne peuvent pas diffuser à travers la membrane • Dépend des propriétés de perméabilité de la membrane Seuls les solutés qui ne diffusent pas sont osmotiquement actifs.

32. 14 OSMOMETRE : mesure de la  ex : MM < 100

33. Si l'on utilise un osmomètre dont la membrane est perméable aux substances de masse moléculaire inférieure à 100, qu'observera-t-on à l'équilibre ? • un niveau identique dans les deux osmomètres • un niveau inférieur dans l'osmomètre contenant la solution X que dans celui contenant la solution Y • un niveau supérieur dans l'osmomètre contenant la solution X que dans celui contenant la solution Y

34. Si l'on utilise un osmomètre dont la membrane est perméable aux substances de masse moléculaire inférieure à 100, qu'observera-t-on à l'équilibre ? • un niveau identique dans les deux osmomètres • un niveau inférieur dans l'osmomètre contenant la solution X que dans celui contenant la solution Y • un niveau supérieur dans l'osmomètre contenant la solution X que dans celui contenant la solution Y

35. 15 Situation initiale A l’équilibre Amidon Eau + Iode Membrane perméable aux molécules de MM < 10 000

36. Cette expérience nous démontre que la membrane du tube à dialyse est perméable : • à l'iode et à l'amidon • à l'iode mais pas à l'amidon • à l'amidon mais pas à l'iode • ni à l'amidon, ni à l'iode

37. Cette expérience nous démontre que la membrane du tube à dialyse est perméable : • à l'iode et à l'amidon • à l'iode mais pas à l'amidon • à l'amidon mais pas à l'iode • ni à l'amidon, ni à l'iode

38. Cette expérience nous permet de conclure que la masse moléculaire de l'amidon est • inférieure à 10 000 • supérieure à 10 000

39. Cette expérience nous permet de conclure que la masse moléculaire de l'amidon est • inférieure à 10 000 • supérieure à 10 000

40. L’amidon est : • un acide aminé • une protéine • un monosaccharide • un disaccharide • un polysaccharide

41. L’amidon est : • un acide aminé • une protéine • un monosaccharide • un disaccharide • un polysaccharide

42. 16 Liaisons glycosidiques

43. Il y a-t-il un mouvement net d'eau au cours de cette expérience ? • non • oui, du gobelet vers l'intérieur du tube à dialyse • oui, de l'intérieur du tube à dialyse vers le gobelet

44. Il y a-t-il un mouvement net d'eau au cours de cette expérience ? • non • oui, du gobelet vers l'intérieur du tube à dialyse • oui, de l'intérieur du tube à dialyse vers le gobelet

45. Que faut-il invoquer pour expliquer un flux net d'eau à travers une membrane ? Un gradient de • pression osmotique • concentration en un soluté donné • concentration de l'ensemble des solutés en présence

46. Que faut-il invoquer pour expliquer un flux net d'eau à travers une membrane ? Un gradient de • pression osmotique • concentration en un soluté donné • concentration de l'ensemble des solutés en présence

47. A B Eau + solutés de haute M.M. (non-diffusibles) 17 Même osmolarité Eau + solutés de faible M.M. (diffusibles) H2O

48. 17bis Programme de la séance • Th : diffusion, osmose, p. osmotique • Exp : membrane synthétique à perméabilité sélective • Th : calcul et mesure p. osmotique • Exp : cellules végétales (oignon) 1. Solutions de saccharose (indiffusible) : «  efficace » conditions d’isotonie d’hypotonie d’hypertonie 2. Solution de NH4 Ac (diffusible) : notion de solutés osmotiquement inactifs «  inefficace » • Exp : Turgescence et rigidité des tissus végétaux PAUSE

49. 17 ter Exp : Turgescence et rigidité des tissus végétaux Temps 0 : tâter la consistance des tranches de pdt ? H2O X Après 1 heure : tâter la consistance des tranches de pdt

50. 18 L’Osmose : cellules végétales Les cellules végétales ont uneparoi rigide Séance 3 OSMOSE 2002