Physiologie cellulaire Corrigé des exercices de votre chier de notes

Physiologie cellulaire
Corrigé des exercices de votre chier de notes de cours

P. 80, 81 et 82 : En résumé
 Tous les êtres vivants sont constitués de cellules.
 Les cellules sont les plus petites unités structurales du vivant.
 La membrane plasmique délimite la cellule et la protège du milieu extérieur.
 La membrane plasmique permet les échanges contrôlés avec le milieu extérieur.
 La membrane cytoplasmique est une bicouche lipidique dans laquelle s’insèrent des
molécules de cholestérol et des protéines membranaires.
 Les phospholipides ont des têtes hydrophiles (polaires) et des queues non polaires
(hydrophobes).
 Seules les molécules polaires vont réagir avec les têtes polaires des phospholipides.
 Les protéines de la membrane assurent les fonctions spécialisées de la membrane :
fonctions enzymatiques, de récepteurs, de transporteurs membranaires.
 Les jonctions entre les cellules sont également assurées par la présence de protéines
membranaires.
 Les sucres qui sont à l’extérieur de la membrane forment le glycocalix.
 Le transport membranaire est une fonction que la membrane cellulaire doit contrôler
parfaitement.
 La membrane cytoplasmique est une barrière à perméabilité sélective.
 Les différentes substances qui passent la membrane cytoplasmique le font selon le gradient
de concentration en utilisant un type de transport passif sans demande d’énergie.
 La diffusion est un transport qui ne demande aucune dépense d’énergie, C’est un
transport dit passif.
 Les molécules traversent par diffusion lorsqu’elles le font dans le sens de leur gradient de
concentration.
 La diffusion facilitée est faite par des canaux dits ioniques ou des transporteurs
membranaires qui n’utilisent aucune énergie pour faire leur travail de transporteur. Ces
canaux ioniques et ces transporteurs sont sélectifs. Ils sont donc spécifiques pour certaines
substances.
 La diffusion simple est le passage directement à travers la bicouche lipidique de
substances liposolubles dans le sens de leur gradient de concentration.
 L’osmose est le type de diffusion qui est associé à l’eau. L’eau traverse de part et d’autre
la membrane selon l’osmolarité des liquides.
 L’osmose se termine lorsque les solutions, de part et d’autre de la membrane, ont la
même tonicité.
 Il existe trois types de milieux selon leur tonicité : hypotonique, isotonique et
hypertonique.
 Le transport actif se fait par des transporteurs de nature protéique et demande une
dépense d’énergie sous forme d’ATP. Il se fait dans le sens inverse du gradient de
concentration des substances transportées.
 Le transport vésiculaire est également un type de transport qui demande de l’énergie sous
forme d’ATP.
 L’exocytose est le transport vésiculaire par lequel les molécules sont libérées hors de la
cellule comme par exemple des hormones produites par une glande.
 L’endocytose est le transport vésiculaire par lequel des molécules ou des liquides sont
amenés à l’intérieur de la cellule.
 La phagocytose est un type d’endocytose qu’utilisent les cellules du système immunitaire
pour se débarrasser des bactéries.
 Les substances dissoutes dans le liquide interstitiel sont amenées dans la cellule par
pinocytose. Par ce transport, le liquide contenant les molécules dissoutes entre dans la
cellule.
 L’endocytose par récepteurs interposés permet aux cellules d’intégrer des molécules
très spécifiques.
 Dans toutes les cellules, les membranes cellulaires ont un potentiel de repos; une
différence de charges électriques entre l’intérieur de la cellule et l’extérieur.
 Ce sont principalement les ions sodium et de potassium qui sont responsables de
maintenir le potentiel de membrane.
p. 83 : La cellule et la membrane plasmique
La membrane cytoplasmique
Lipides
Protéines
Glucides
Phospholipides
Tête hydrophile, queue
hydrophobe
Organisés en bicouche
Donnent la fluidité à la membrane
Transmembranaires
Périphériques
À l’extérieur de la
membrane
Forment le glycocalix
Récepteurs
Fixent le glycocalix
(extérieur de la
cellule)
Enzymes
Si attachés à un
lipide : glycolipides
Cholestérol
Entre les phospholipides
Rendent la membrane plus
stable (diminue les mouvements
des phospholipides)
Transporteurs
Si attachés à une
protéine :
glycoprotéines
(Canaux ioniques ou
transporteurs)
Fixent le
cytosquelette
(intérieur de la
cellule)
Adhérence entre les
cellules
3
4
Transport
Avec quoi
Qui est transporté ?
Diffusion
Directement à travers la bicouche
Petites molécules non polaires (aucune
passive
lipidique
charge)
Ex : CO2, O2 eau,
vitamines A, D, E, K
Diffusion
A travers une protéine membranaire
facilitée
intrinsèque
osmose
Molécules polaires
 Canal ionique
Ex : ions K+, Na+, Ca++
 transporteur
glucose
A travers une protéine membranaire
Eau
Note : de la solution avec la plus faible
osmolarité à la solution ayant la plus forte
osmolarité1
Transport
Transport actif
Avec quoi
protéine membranaire
Qui est transporté ?
Molécules polaires et non polaires
Contre leur gradient de concentration
(du moins concentré vers le plus
concentré)
Ex : ions potassium-sodium (pompe
sodium potassium ATPase dépendante),
acides aminés
Déchets cellulaires
Transport
Exocytose
vésiculaire
Phagocytose
Les vésicules de transport
Hormones
fusionnent avec la
Neurotransmetteurs
membrane cytoplasmique
Mucus
Les macrophages (cellules
Destruction des bactéries
du système immunitaire)
Pinocytose
La membrane
Les liquides
cytoplasmique s’invagine
Endocytose par
Les substances se lient à un
Cholestérol
récepteurs
récepteur membranaire
Fer
interposés
(protéines membranaire)
et la membrane s’invagine
1
Osmolarité : concentration d’une solution en solutés non diffusibles à travers la membrane
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Transport
Avec quoi
Diffusion passive
Directement à travers la bicouche lipidique
Qui est transporté ?
Petites molécules non polaires (aucune charge)
Ex : CO2, O2 eau,
vitamines A, D, E, K
Diffusion
A travers une protéine membranaire
facilitée
intrinsèque
osmose
Molécules polaires
 Canal ionique
Ex : ions K+, Na+, Ca++
 transporteur
glucose
A travers une protéine membranaire ou
Eau
directement à travers la bicouche
Note : de la solution avec la plus faible osmolarité
à la solution ayant la plus forte osmolarité2
Transport
Transport actif
Avec quoi
protéine membranaire
Qui est transporté ?
Molécules polaires et non polaires
Contre leur gradient de concentration
(du moins concentré vers le plus
concentré)
Ex : ions potassium-sodium (pompe
sodium potassium ATPase dépendante),
acides aminés
Déchets cellulaires
Transport
Exocytose
vésiculaire
Phagocytose
Les vésicules de transport
Hormones
fusionnent avec la
Neurotransmetteurs
membrane cytoplasmique
Mucus
Les macrophages (cellules
Destruction des bactéries
du système immunitaire)
Pinocytose
La membrane
Les liquides
cytoplasmique s’invagine
2
Endocytose par
Les substances se lient à un
Cholestérol
récepteurs
récepteur membranaire
Fer
interposés
(protéines membranaire)
et la membrane s’invagine
Osmolarité : concentration d’une solution en solutés non diffusibles à travers la membrane
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LA CELLULE ET SA MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Questions de révision
Introduction
1. eucaryotes et procaryotes
2. Eucaryotes : cellules dont l’ADN est protégé par une membrane lipidique : la membrane nucléaire
Procaryotes : cellules dont l’ADN n’est pas protégé par une membrane lipidique
3. Représentez schématiquement les composantes de la membrane cytoplasmique.
Schéma fait en classe
4. Les phospholipides membranaires sont organisés en bicouche de telle sorte que les têtes polaires
soient en contact avec les molécules d’eau polaires des solutions aqueuses : le cytosol à l’intérieur de
la cellule et le liquide interstitiel à l’extérieur de la cellule. Quant à elles, les queues hydrophobes sont
au centre de la membrane, elles ne touchent pas aux solutions aqueuses.
5. Phospholipides et cholestérol
6. Le transport actif et le transport passif. Le transport passif caractérise le transport des solutés
directement ou via une protéine membranaire. Ce type de transport se fait sans dépense d’énergie et
toujours dans le sens du gradient de concentration des molécules à transporter. Au contraire de cela, le
transport actif se fait avec une dépense d’énergie parce que les solutés sont transportés dans le sens
inverse de leur gradient de concentration.
7. Diffusion passive, la diffusion facilitée et l’osmose
8. C’est la variation de concentration d’un soluté allant du plus concentré vers le moins concentré. Le
gradient de concentration est indispensable au fonctionnement des cellules, comme par exemple la
contraction musculaire ou la libération de neurotransmetteur.
9. Lors du transport membranaire par diffusion, les molécules sont transportées à travers la membrane du
coté où elles sont le plus concentrées vers le coté où elles sont le moins concentrées.
10. Soluble dans les lipides, fuit l’eau (n’aime pas l’eau), aime l’eau (soluble dans l’Eau)
11. Elles sont liposolubles tout comme les queues des phospholipides qui sont des acides gras. Elles
peuvent donc traverser la membrane.
12. La diffusion simple se fait directement à travers la bicouche lipidique et la diffusion facilitée se fait à
l’aide de protéines membranaires qui font office de transporteurs ou de canaux ioniques.
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13. C’est un type de transport qu’utilisent les molécules polaires, les grosses molécules et les ions afin de
traverser la membrane. Ce type de transport fait participer des protéines membranaires afin de
permettent le passage des grosses molécules ou des molécules polaires ou chargées.
14. Une membrane cytoplasmique est dite sélective car elle laisse le libre passage à certaines molécules
(petites non polaires) mais empêche le libre passage d’autres molécules. Ces dernières chargées,
polaires ou trop grosses doivent utiliser des protéines membranaires qui permettent le passage mais
pas en tout temps.
15. eau
16. C’est un processus de transport membranaire qui permet le passage des molécules d’eau de part et
d’autre de la membrane afin d’équilibrer les concentrations des molécules d’eau. Ce type de transport
se fait en fonction des solutés non diffusibles (par diffusion passive) comme les protéines, les ions, le
glucose etc. Ainsi, l’eau traversera du coté de la membrane où les solutés non diffusibles sont le moins
concentré vers le coté où les solutés sont le plus concentré dans le but d’équilibrer les concentrations
des molécules d’eau libres et de solutés non diffusibles.
17. Voir p.71 de votre cahier de notes de cours
18. C’est un transport qui se fait avec une dépense d’énergie et toujours dans le sens inverse du gradient
de concentration des solutés qui sont transportés.
19. Le transport actif (proprement dit) et le transport vésiculaire
20. C’est un transport qui se fait dans le sens contraire du gradient de concentration des molécules.
L’exemple classique est la pompe sodium/potassium ATPase dépendante. Cette pompe force la sortie
de potassium à l’extérieur de la cellule et l’entrée de sodium à l’intérieur de la cellule. Relire les pages
77, 78 et 79. https://www.youtube.com/watch?v=hSDbFoefzI8
21. Endocytose (phagocytose, endocytose par récepteurs interposés et pinocytose), exocytose
22. Expulsion à l’extérieur de la cellule de molécules contenues dans des vésicules qui sont à l’intérieur de
la cellule. La membrane de la vésicule fusionne avec la membrane cellulaire, ce qui provoque la sortie
du contenu des vésicules. https://www.youtube.com/watch?v=qpw2p1x9Cic
23. Voir question 21
24. C’est l’existence de charges électriques différentes à l’extérieur et à l’intérieur de la membrane
cytoplasmique. Cette différence de potentiel électrique est causée par des concentrations différentes
des électrolytes de part et d’autre de la membrane.
25. La différence de concentrations des électrolytes de part et d’autre de la membrane
8
26. Une membrane cytoplasmique polarisée est une membrane avec deux pôles différents donc, on
mesure une différence de potentiel de part et d’autre de la membrane. Une cellule qui a sa membrane
polarisée est au repos. Elle est prête à l’action
27. La dépolarisation membranaire a lieu lorsque des transporteurs pompent les ions dans le sens inverse
de leur concentration de chaque côté de la membrane. La cellule est alors active…exemple la
contraction musculaire.
28. Voir question précédente, la contraction musculaire.
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