3 module 3 exercices corrigé
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Module 3 : Homéostasie et transport cellulaire Homéostasie 1. On pourrait résumer l’homéostasie par un mot : équilibre. Pour compléter cette définition, c’est l’équilibre interne malgré les changements externes. 2. Dans tes propres mots, explique ce que voudrait dire l’homéostasie pour la température corporelle d’une personne durant l’activité physique ou d’une personne exposé au froid. La température corporelle demeure assez constante 37,0°C; varie entre 36,1° et 37,8° (équilibre interne) que la personne ait chaud ou froid. Ex. activité physique (transpiration) ou exposée au froid (frissonnement) 3. Pourquoi penses-tu qu’on compare le concept d’homéostasie au thermostat de maison? La température de la maison (interne) demeure assez constante peu importe ce qu’il fait à l’extérieur. Membrane plasmique 4. En te servant de l’image de droite, explique ce qu’est une membrane perméable sélective. Elle laisse passer les petites particules – noires, pas les grosses - blanches 5. Pourquoi dit-on que la membrane plasmique est perméable sélective ? Elle contrôle l'entrée et la sortie des différentes molécules et ions entre le milieu extérieur et celui intérieur. 6. Quels sont les rôles de la membrane plasmique (grâce à sa perméabilité sélective)? Protection et contrôle des échanges entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule 7. Dans l’image de droite, identifie autant de molécules possibles : phospholipides, cholestérol, glycoprotéine, glycolipide, protéine. 8. L’image de droite représente un phospholipide, une composante importante de la membrane plasmique. a) De quelle manière les têtes et les queues des phospholipides sont-elles placée pour former la membrane? Les têtes hydrophiles (attirées vers l’eau; polaires) des phospholipides pointent vers l'extérieur et les queues hydrophobes (repoussent l’eau ; non polaires) des phospholipides pointent vers l'intérieur de la membrane. b) Selon toi, pourquoi les têtes et les queues ne pourraient-elles pas être installées comme dans cette image de droite? L’eau est de chaque côté de la membrane, alors les têtes étant hydrophiles (attirées vers l’eau; polaires), elles vont tourner vers l’intérieur et vers l’extérieur de la membrane. 9. Pourquoi dit-on que la membrane plasmique est fluide ? Les phospholipides et les protéines de la membrane peuvent se déplacer. Transports cellulaires 10. Imagine que les points foncés dans l’image de droite représentent du sel. Explique dans tes propres mots ce qui se passe dans le temps (du 1er dessin au 2e au 3e). En haut, c’est l’extérieur de la cellule, alors qu’en bas, c’est l’intérieur de la cellule. Au début, il y a beaucoup de sel à l’extérieur de la cellule. Ensuite, le sel commence à traverser la membrane (à entrer dans la cellule). À la fin, les concentrations de sel sont égales à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. 11. a) Quelles différences y a-t-il entre le transport passif et le transport actif ? Transport passif : - sans consommation d'énergie : selon le gradient de concentration, c’est-à-dire d’une région de forte concentration vers une région de faible concentration de molécules, d’ions). Transport actif : - a une consommation d'énergie (contre le gradient de concentration, c’est-à-dire d’une région de faible concentration vers une région de forte concentration de molécules, d’ions). b) Quelle ressemblance y a-t-il entre le transport passif et le transport actif ? Protéine de transport (canal ou transporteurs) 12. Quelles molécules peuvent passer par diffusion simple? Nommes-en quatre. Petites molécules (O2, CO2, N2, certains alcools,...) Remarque : L’eau H2O passe par diffusion simple, mais on donne un nom spécial à ce transport : l’osmose. 13. À partir de la lecture sur l’osmose, indique quelle partie dans ce tube serait un milieu hypotonique, quelle partie serait isotonique et quelle partie serait hypertonique. 14.Réponds aux questions à droite du schéma. 15. a) Dans l’eau de mer, un poisson a-t-il tendance à absorber de l’eau ou à perdre son eau? Explique Il y a plus de sel dans l'eau (hypertonique) que dans le corps du poisson (hypotonique), alors il a tendance à perdre son eau. Pour éviter de perdre trop d’eau ou de gagner trop de sel, la peau est imperméable à l'eau. Il boit par ses branchies et par sa bouche qui sont capables de filtrer le sel. b) Dans l'eau douce, un poisson a-t-il tendance à absorber de l’eau ou à perdre son eau? Explique Son milieu étant hypotonique, le poisson a tendance à absorber de l’eau - tendance à gonfler le poisson. Pour éviter de gagner trop d’eau, il élimine l'eau avec ses reins. c) Applique la définition d’homéostasie à la quantité d’eau dans le corps d’un poisson, par exemple un saumon qui vit dans la mer (eau salée) et qui se reproduit dans les rivières (eau douce). Le poisson ajuste la quantité d’eau dans son corps (équilibre interne) malgré les variations de sel dans l’eau (peu importe le milieu externe) 16.Que fait ce globule blanc? Il mange une bactérie par phagocytose Remarque : Au niveau du système immunitaire, ce sont des cellules (globules blancs) qui mangent des cellules (bactéries). Révision du module 3 1. a) La membrane plasmique est formée de deux couches de biomolécules qui s’appellent phospholipides. b) Fais un dessin d’un phospholipide. c) Les phospholipides sont composés de deux parties : - les têtes polaires attirent les molécules d’eau; c’est pourquoi on dit qu’elles sont hydrophiles. - les queues non polaires repoussent l’eau; c’est pourquoi on dit qu’elles sont hydrophobes. d) Vu que la membrane plasmique est formée de deux feuillets de phospholipides, on dit que la membrane est formée d’une bicouche de phospholipides. 2. Identifie les constituants de la membrane cellulaire. Colore les différentes composantes d’après la légende suivante : Protéines : violet Cholestérol : jaune Têtes de phospholipides : bleu Queues des phospholipides : rouge Sucres reliés aux lipides ou aux protéines : vert 3. Les petites molécules peuvent utiliser différents moyens pour entrer ou sortir de la cellule. On place ces moyens dans deux catégories différentes : - Transport passif : Ce type de transport n’a pas besoin d’énergie pour se faire. - Transport actif : Ce type de transport demande une dépense d’énergie de la part de la cellule. 4. On dit que le transport passif se fait selon le gradient de concentration. Qu’est-ce que ça veut dire ? La substance (ex. O2, CO2, glucose, …) se déplace de la région plus concentrée vers celle qui est moins concentrée pour équilibrer les deux régions. 5. Quels sont les trois types de transport passif? Diffusion simple, diffusion facilitée et osmose 6. En général, quelles substances peuvent faire la diffusion simple? Des petites molécules : O2, CO2, … 7. Quelle molécule est souvent utilisée comme exemple de substance qui traverse la membrane par diffusion facilitée? Glucose 8. a) Quelle ressemblance y a-t-il entre la diffusion facilitée et le transport actif? Besoin des protéines de la membrane pour faire traverser les substances b) Quelles deux différences y a-t-il entre la diffusion facilitée et le transport actif? Diffusion facilitée : transport passif les substances se déplacent selon le gradient de concentration sans énergie Transport actif permet l’entrée des substances contre le gradient de concentration et nécessite de l’énergie 9. Dans les récipients A et B, une même membrane semi-perméable est placée au milieu de chaque récipient. En A, les particules de sucre sont du côté gauche pour le moment, alors qu’en B, il y a des particules de sucre de chaque côté de la membrane. a) En quoi la diffusion est-elle semblable en A et B? Particules de sucre vont d’une région de forte concentration de sucre vers une région de faible … (Selon le gradient de concentration) b) En quoi la diffusion est-elle différente en A et B? Vitesse de diffusion sera plus grande en A puisque la différence de concentration (gradient de concentration) est plus grande 10. a) Pour que le calcium réussisse à entrer dans une cellule par transport actif, quelles devraient être les concentrations à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule? Le calcium se déplace de la région moins concentrée (extérieur de la cellule) vers celle qui est plus concentrée (intérieur de la cellule), ce qui nécessite de l’énergie. b) Qu’est-ce qui permet à une cellule de faire le transport actif? Dans la membrane, il y a des protéines spéciales bappelées transporteurs qui agissent comme des pompes. Ces protéines peuvent se fixer à certaines substances et leur permettre de traverser la membrane. 11. L’osmose est la diffusion de l’eau. 12. Si l’on place une cellule animale dans un premier bain d’eau distillée (eau pure) et on place une cellule végétale dans un deuxième bain d’eau distillée, est-ce que le résultat sera le même ? Explique clairement ta réponse en te servant du vocabulaire et des notions du module. Dans un bain d’eau distillée (solution hypotonique) Cellule animale va subir une entrée d’eau afin d’équilibrer ses solutés. La cellule va augmenter en taille (turgescence) et peut même éclater (Lyse) - - Cellule végétale : l’eau entrera aussi et la cellule grossira aussi (turgescence). Cependant, elle n’éclatera pas car la paroi cellulaire rigide permettra à la cellule de demeurer intacte. 13. a) Quel genre de cellule a-t-on placé dans les solutions A, B et C? Cellule animale b) Quelle molécule se déplace dans les solutions A, B et C? Eau c) Quel est le type de transport cellulaire? Passif – osmose d) Dans le 1er bécher en A, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution hypotonique donne un exemple d’une solution de ce genre? Eau distillée (eau pure) que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? L’eau entre dans la cellule comment appelle-t-on la pression qui se créée à l’intérieur de la cellule? Turgescence qu’arrive-t-il à la cellule? Elle gonfle et risque d’éclater (lyse), car elle n’a pas de paroi cellulaire. e) Dans le 1er bécher en B, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution hypertonique donne un exemple d’une solution de ce genre? Eau concentrée en sel, sucre, engrais, … que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? L’eau sort de la cellule qu’arrive-t-il à la cellule? Elle diminue de volume (se contracte; rapetisse) et risque de mourir. Elle devient en état de plasmolyse. b f) Dans le 1er bécher en C, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution isotonique que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? Il y a autant de molécules d’eau qui entre dans la cellule qu’il y en a qui sort qu’arrive-t-il à la cellule? Elle ne change pas de forme Remarque : Le sérum physiologique qu’on donne parfois à l’hôpital par injection intraveineuse est un exemple d’une solution isotonique (on ne veut pas nuire aux cellules sanguines). Il est le plus souvent à base de chlorure de sodium (NaCl), parfois de glucose. Il permet la réhydratation du patient, mais il est aussi utilisé comme solvant pour de nombreux médicaments. 14. a) Quel genre de cellule a-t-on placé dans les solutions A, B et C? Cellule végétale b) Quelle molécule se déplace dans les solutions A, B et C? Eau c) Quel est le type de transport cellulaire? Passif – osmose d) Dans la solution A, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution isotonique que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? Il y a autant de molécules d’eau qui entre dans la cellule qu’il y en a qui sort qu’arrive-t-il à la cellule? Elle ne change pas de forme e) Dans la solution B, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution hypertonique donne un exemple d’une solution de ce genre? Eau concentrée en sel, sucre, engrais, … que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? L’eau sort de la cellule qu’arrive-t-il à la cellule? Que se passe-t-il lorsqu’on place une cellule végétale dans une solution hypertonique ? Lorsque la cellule végétale se vide d'eau, la vacuole rapetisse et la cellule devient en état de plasmolyse. f) Dans la solution C, : quelle sorte de solution a-t-on? Solution hypotonique donne un exemple d’une solution de ce genre? Eau distillée (eau pure) que se passe-t-il au niveau du déplacement de molécules? L’eau entre dans la cellule comment appelle-t-on la pression qui se créée à l’intérieur de la cellule? Turgescence qu’arrive-t-il à la cellule? Élongation de la cellule; la vacuole se remplit d’eau et grossit. La cellule n’éclate pas en raison de sa paroi cellulaire rigide. 15. Explique comment c’est possible qu’une cellule avale une autre cellule au niveau du système immunitaire humain. Par phagocytose, les globules blancs détruisent les bactéries 16. En t’appuyant sur le schéma de droite et en te servant du vocabulaire et des notions du module, réponds aux questions suivantes : a) Explique ce qui se produit d’un point de vue d’osmose pour ces deux cellules qui baignent dans un milieu très concentré en glucose. Milieu hypertonique : l’eau va sortir de la cellule afin d’équilibrer ses solutés, va diminuer en taille Plasmolyse b) Explique ce qui se produit d’un point de vue de diffusion (Tu n’as pas besoin de préciser si c’est une diffusion simple ou facilitée). Glucose va entrer dans la cellule puisqu’il va d’une région de forte concentration de glucose vers une région de faible concentration (pour équilibrer les concentrations) 17. L’image suivante montre une plante fanée à droite et une plante rigide à gauche. Voici une banque de mots que tu dois utiliser pour expliquer a) et b) : plasmolyse, turgescence, entrée d’eau, sortie d’eau, solution hypotonique, solution hypertonique. a) Explique pourquoi la plante de droite est fanée. Elle a été exposée à une solution hypertonique, alors l’eau sort des cellules végétales qui deviennent en état de plasmolyse. b) Explique pourquoi la plante de gauche est rigide. Elle a été exposée à une solution hypotonique, alors l’eau entre dans les cellules végétales qui deviennent en état de turgescence. c) Quelle plante aurait pu être arrosée avec une solution trop concentrée en engrais? Plante fanée de droite d) Quelle plante aurait pu être arrosée uniquement avec de l’eau? Plante rigide de gauche 18. L’engrais qu’on peut acheter pour augmenter la croissance des plantes renferme des sels minéraux. L’image de droite démontre que le sol contient habituellement une faible concentration de sels minéraux qui va être absorbés par les racines. a) Puisque les cellules de racines sont fortement concentrées en sels minéraux, explique comment les cellules de racines font pour absorber ces sels minéraux. Transport actif (exige de l’énergie) permet l'absorption des sels minéraux contre le gradient de concentration. b) Explique ce qui devrait se passer au niveau de l’osmose. Assure-toi de te servir des notions et du vocabulaire associé au concept du module 3. Eau entre dans les cellules de racines Milieu hypotonique Cellule en état de turgescence (élongation de la cellule) - Vacuole se remplit et grossit. Eau des cellules exerce une pression sur leur paroi et donnent de la rigidité aux tiges, feuilles, … La cellule n’éclate pas en raison de sa paroi cellulaire rigide.
