📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
1. Les échanges d'eau : L'osmose
L'osmose est le passage des molécules d'eau à travers une membrane hémi-perméable (comme la membrane cytoplasmique). L'eau se déplace toujours du milieu le moins concentré (hypotonique) vers le milieu le plus concentré (hypertonique).
- Plasmolyse : Dans un milieu hypertonique, la cellule perd de l'eau. La vacuole rétrécit et la membrane se détache de la paroi.
- Turgescence : Dans un milieu hypotonique, la cellule gagne de l'eau. La vacuole gonfle et presse le cytoplasme contre la paroi.
2. Les échanges de solutés (sels minéraux)
- La diffusion (Transport passif) : Les solutés passent du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré jusqu'à l'équilibre. Cela ne nécessite pas d'énergie.
- Le transport actif : La cellule absorbe des solutés contre le gradient de concentration (du moins concentré vers le plus concentré). Ce mécanisme nécessite de l'énergie (ATP) et des transporteurs membranaires.
3. L'absorption racinaire
L'eau et les sels minéraux pénètrent dans la plante par les poils absorbants au niveau de la zone pilifère de la racine.
- L'absorption de l'eau se fait par osmose car la pression osmotique à l'intérieur du poil absorbant est supérieure à celle du sol.
Méthodes à maîtriser
Calcul de la pression osmotique ($P$)
On utilise la formule simplifiée : $$P = n \cdot C \cdot R \cdot T$$
- $n$ : nombre d'ions libérés (ex: $n=1$ pour le glucose, $n=2$ pour $NaCl$).
- $C$ : concentration molaire en $mol/L$.
- $R$ : constante des gaz parfaits ($0,082$).
- $T$ : température absolue en Kelvin ($T(K) = t(^\circ C) + 273$).
Interprétation des variations de poids ou de longueur
Si un échantillon végétal (ex: pomme de terre) :
- Augmente de poids/longueur $\rightarrow$ le milieu est hypotonique (entrée d'eau).
- Diminue de poids/longueur $\rightarrow$ le milieu est hypertonique (sortie d'eau).
- Reste stable $\rightarrow$ le milieu est isotonique (concentration du milieu = concentration cellulaire).
Exemples corrigés
Énoncé : Une cellule végétale est placée dans une solution de saccharose à $0,6 mol/L$. On observe que la membrane se décolle de la paroi. Analyse : Le décollement de la membrane indique une plasmolyse. Cela signifie que l'eau est sortie de la cellule. Conclusion : Le milieu extérieur est hypertonique par rapport à la vacuole. La concentration vacuolaire est donc inférieure à $0,6 mol/L$.
Erreurs fréquentes
- Inverser le sens de l'osmose : l'eau va vers le milieu le plus concentré (là où il y a "moins d'eau" relative).
- Confondre membrane (souple) et paroi (rigide) : en plasmolyse, seule la membrane se rétracte, la paroi garde sa forme.
- Oublier de convertir la température en Kelvin dans les calculs de pression.