chapitre 7 Structure et fonction des membranes 157
a) Dessinez des
flèches pleines
indiquant le
mouvement net
des solutés qui
entrent dans
la cellule ou qui
en sortent.
b) La solution
extracellulaire
estelle isotonique, hypotonique ou
hypertonique ?
c) Dessinez une flèche pointillée pour indiquer l’osmose nette,
s’il y en a une.
d) La cellule artificielle deviendratelle plus flasque ou plus
turgescente, ou resteratelle inchangée ?
e) Les deux solutions finirontelles par atteindre la même
concentration ?
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
7. lIen AveC l’évolutIon
La paramécie et les autres Protistes qui vivent dans des milieux
hypotoniques ont une membrane plasmique qui ralentit leur
absorption d’eau par osmose, alors que ceux qui vivent dans des
milieux isotoniques ont une membrane plasmique plus perméable
à l’eau. À quelles adaptations relatives à la régulation hydrique
peuton s’attendre de la part des Protistes vivant dans des habitats
hypertoniques comme le Grand Lac Salé ? Et de la part de ceux
qui vivent dans des milieux où la concentration saline varie ?
8. IntéGrAtIon
Votre équipe de laboratoire doit concevoir et réaliser une expérience
quantitative d’osmose. Vous devez ensuite présenter oralement
en classe le phénomène de l’osmose et les diverses étapes de votre
démarche expérimentale. Vous disposez des instruments de
laboratoire habituels (balance, pHmètre, pied à coulisse, toute la
verrerie nécessaire, etc.). Vous recevez des pommes de terre comme
matériel vivant et on vous fournit des bases et des acides forts ou
faibles, du saccharose et des sels de différentes natures. N’oubliez
pas de préciser quels sont les acquis d’autres disciplines scientifiques
qui vous auront permis d’accomplir votre recherche.
9. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
L’irrigation excessive des terres arides cause l’accumulation de sels
dans le sol. L’eau contient des concentrations de sels peu élevées ;
toutefois, après évaporation, les sels demeurent dans le sol et de
se concentrent avec le temps. Servezvous de vos connaissances de
l’équilibre hydrique des cellules végétales pour expliquer pourquoi
une augmentation de la salinité du sol (salinisation) nuit à
l’agriculture. Proposez des moyens permettant de réduire les
dommages au minimum.
10.
éCrIvez un texte
les interactions environnementales Une cellule pancréatique
humaine tire de son environnement de l’O 2 , un carburant (comme
le glucose) et des matériaux de construction (comme des acides
aminés et du cholestérol) et y rejette le CO 2 produit par la respiration
cellulaire. En réponse aux signaux hormonaux, la cellule sécrète
des enzymes digestives. De plus, elle régule ses concentrations
ioniques par des échanges avec son environnement. En faisant
appel à vos nouvelles connaissances portant sur les structures
et les fonctions des membranes cellulaires, rédigez un court essai
(de 100 à 150 mots) qui décrit les interactions que cette cellule
entretient avec son environnement.
0,03 mol/L
saccharose
0,02 mol/L
glucose
« Cellule »
« Milieu
extracellulaire »
0,01 mol/L
saccharose
0,01 mol/L
glucose
0,01 mol/L
fructose
RéponSeS du chapitRe 7
Questions des figures
Figure 7.2
Région
hydrophobe
Région
hydrophile
La partie hydrophile est en contact avec un milieu aqueux (cytosol ou
liquide extracellulaire), et la partie hydrophobe, avec les parties hydrophobes des autres phosphoglycérolipides à l’intérieur de la bicouche.
Figure 7.7 Vous ne pourriez pas exclure le mouvement des protéines
à l’intérieur des membranes d’une même espèce. Vous pourriez proposer
comme explication que les lipides et les protéines membranaires d’une
espèce n’ont pas pu se mélanger avec ceux de l’autre espèce à cause
d’une quelconque incompatibilité. Figure 7.10 Une protéine transmembranaire comme le dimère en (f) pourrait modifier sa forme en se fixant à
une molécule particulière de la matrice extracellulaire. La nouvelle forme
de la protéine pourrait permettre à sa partie interne de se fixer à une autre
protéine, cytoplasmique cellelà, qui relaierait le message à l’intérieur de la
cellule, comme on le voit en (c). Figure 7.11 La forme d’une protéine à
la surface du VIH pourrait être complémentaire de la forme du récepteur
(CD4), de même que de celle du corécepteur (CCR5). Une molécule de
forme similaire à celle de la protéine de surface du VIH pourrait se fixer
au CCR5, empêchant le VIH de s’y attacher. (On pourrait aussi envisager
de trouver ou de créer une molécule qui se fixerait au CCR5 et en changerait la forme, de sorte qu’elle ne pourrait plus se lier au VIH.)
Figure 7.12
La protéine devrait être en contact avec le liquide extracellulaire.
Figure 7.14 À la fin de l’expérience, le colorant orangé serait distribué
également dans la solution des deux côtés de la membrane. Le niveau
des solutions contenues dans le tube ne serait pas modifié parce que le
colorant orangé peut se diffuser à travers la membrane et égaliser sa
concentration. Par conséquent, il n’y aurait pas d’osmose additionnelle,
ni dans un sens ni dans l’autre. Figure 7.19 Les solutés en forme de
losanges entrent dans la cellule (vers le bas), et les solutés en forme de
rond sortent de la cellule (vers le haut) ; dans les deux cas, ils vont à
l’encontre de leur gradient de concentration.
a) Dessinez des
flèches pleines
indiquant le
mouvement net
des solutés qui
entrent dans
la cellule ou qui
en sortent.
b) La solution
extracellulaire
estelle isotonique, hypotonique ou
hypertonique ?
c) Dessinez une flèche pointillée pour indiquer l’osmose nette,
s’il y en a une.
d) La cellule artificielle deviendratelle plus flasque ou plus
turgescente, ou resteratelle inchangée ?
e) Les deux solutions finirontelles par atteindre la même
concentration ?
niveaU 3 : sYnthÈse et évaLUation
7. lIen AveC l’évolutIon
La paramécie et les autres Protistes qui vivent dans des milieux
hypotoniques ont une membrane plasmique qui ralentit leur
absorption d’eau par osmose, alors que ceux qui vivent dans des
milieux isotoniques ont une membrane plasmique plus perméable
à l’eau. À quelles adaptations relatives à la régulation hydrique
peuton s’attendre de la part des Protistes vivant dans des habitats
hypertoniques comme le Grand Lac Salé ? Et de la part de ceux
qui vivent dans des milieux où la concentration saline varie ?
8. IntéGrAtIon
Votre équipe de laboratoire doit concevoir et réaliser une expérience
quantitative d’osmose. Vous devez ensuite présenter oralement
en classe le phénomène de l’osmose et les diverses étapes de votre
démarche expérimentale. Vous disposez des instruments de
laboratoire habituels (balance, pHmètre, pied à coulisse, toute la
verrerie nécessaire, etc.). Vous recevez des pommes de terre comme
matériel vivant et on vous fournit des bases et des acides forts ou
faibles, du saccharose et des sels de différentes natures. N’oubliez
pas de préciser quels sont les acquis d’autres disciplines scientifiques
qui vous auront permis d’accomplir votre recherche.
9. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
L’irrigation excessive des terres arides cause l’accumulation de sels
dans le sol. L’eau contient des concentrations de sels peu élevées ;
toutefois, après évaporation, les sels demeurent dans le sol et de
se concentrent avec le temps. Servezvous de vos connaissances de
l’équilibre hydrique des cellules végétales pour expliquer pourquoi
une augmentation de la salinité du sol (salinisation) nuit à
l’agriculture. Proposez des moyens permettant de réduire les
dommages au minimum.
10.
éCrIvez un texte
les interactions environnementales Une cellule pancréatique
humaine tire de son environnement de l’O 2 , un carburant (comme
le glucose) et des matériaux de construction (comme des acides
aminés et du cholestérol) et y rejette le CO 2 produit par la respiration
cellulaire. En réponse aux signaux hormonaux, la cellule sécrète
des enzymes digestives. De plus, elle régule ses concentrations
ioniques par des échanges avec son environnement. En faisant
appel à vos nouvelles connaissances portant sur les structures
et les fonctions des membranes cellulaires, rédigez un court essai
(de 100 à 150 mots) qui décrit les interactions que cette cellule
entretient avec son environnement.
0,03 mol/L
saccharose
0,02 mol/L
glucose
« Cellule »
« Milieu
extracellulaire »
0,01 mol/L
saccharose
0,01 mol/L
glucose
0,01 mol/L
fructose
RéponSeS du chapitRe 7
Questions des figures
Figure 7.2
Région
hydrophobe
Région
hydrophile
La partie hydrophile est en contact avec un milieu aqueux (cytosol ou
liquide extracellulaire), et la partie hydrophobe, avec les parties hydrophobes des autres phosphoglycérolipides à l’intérieur de la bicouche.
Figure 7.7 Vous ne pourriez pas exclure le mouvement des protéines
à l’intérieur des membranes d’une même espèce. Vous pourriez proposer
comme explication que les lipides et les protéines membranaires d’une
espèce n’ont pas pu se mélanger avec ceux de l’autre espèce à cause
d’une quelconque incompatibilité. Figure 7.10 Une protéine transmembranaire comme le dimère en (f) pourrait modifier sa forme en se fixant à
une molécule particulière de la matrice extracellulaire. La nouvelle forme
de la protéine pourrait permettre à sa partie interne de se fixer à une autre
protéine, cytoplasmique cellelà, qui relaierait le message à l’intérieur de la
cellule, comme on le voit en (c). Figure 7.11 La forme d’une protéine à
la surface du VIH pourrait être complémentaire de la forme du récepteur
(CD4), de même que de celle du corécepteur (CCR5). Une molécule de
forme similaire à celle de la protéine de surface du VIH pourrait se fixer
au CCR5, empêchant le VIH de s’y attacher. (On pourrait aussi envisager
de trouver ou de créer une molécule qui se fixerait au CCR5 et en changerait la forme, de sorte qu’elle ne pourrait plus se lier au VIH.)
Figure 7.12
La protéine devrait être en contact avec le liquide extracellulaire.
Figure 7.14 À la fin de l’expérience, le colorant orangé serait distribué
également dans la solution des deux côtés de la membrane. Le niveau
des solutions contenues dans le tube ne serait pas modifié parce que le
colorant orangé peut se diffuser à travers la membrane et égaliser sa
concentration. Par conséquent, il n’y aurait pas d’osmose additionnelle,
ni dans un sens ni dans l’autre. Figure 7.19 Les solutés en forme de
losanges entrent dans la cellule (vers le bas), et les solutés en forme de
rond sortent de la cellule (vers le haut) ; dans les deux cas, ils vont à
l’encontre de leur gradient de concentration.