Diffusion facilitée vs diffusion active : analyse comparative détaillée

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Dans cet article, vous trouverez les principales différences entre la diffusion facilitée, la diffusion active et la diffusion simple.

La diffusion facilitée est le mouvement des substances d'un milieu à un autre le long du gradient de concentration tandis que la diffusion permet aux substances dans le même milieu d'une région de concentration plus élevée à plus faible. tandis que la diffusion active implique une dépense d'énergie et s'oppose au gradient de concentration.

Diffusion facilitée Vs Diffusion Active

Diffusion facilitéeDiffusion active

C'est le mouvement le long du gradient de concentration à travers certains endroits des membranes cellulaires sans que la cellule n'expulse d'énergie. Naturellement, les particules plus petites montreront un taux plus élevé de diffusion facilitée par rapport aux particules plus grosses.

Le passage de substances dans membrane cellulaire se déroule par transporteurs de protéines.

Les transporteurs ont une configuration spécifique adaptée à des particules particulières. La diffusion facilitée peut montrer un effet de saturation comme le transport actif.

Les transporteurs de protéines forment souvent des canaux et des aquaporines. Canaux ioniques sont spécifiques pour différents ions, par exemple, K+, Cl-, Je n'ai pas3-, PO43-, Mg2+.

Aquaporines ou canaux d'eau sont les canaux spécialisés qui permettent le passage de l'eau à travers eux. Chaque canal d'eau est entouré de huit protéines (également appelées aquaporines, bien que le terme soit également utilisé pour le canal d'eau).

Porines sont des pores tapissés de protéines que l'on trouve à l'extérieur membrane des mitochondries, des plastes et plusieurs bactéries qui permettent le passage de solutés de petite taille.

C'est le mode de transport qui implique une dépense d'énergie, notamment protéine porteuses et se situe souvent à contre-courant du gradient de concentration (transport ascendant). Les pompes sont les protéine porteuses engagé dans un transport actif car il se produit contre un gradient de concentration. On pense que l'énergie est utilisée pour activer le protéine porteuses. Le support activé capte le soluté de la surface de la membrane et forme un complexe de support de soluté. Le complexe se déplace dans la membrane pour amener la partie portant le soluté vers l'autre surface. Maintenant, le complexe se brise et le soluté est libéré. Le gratuit protéine porteuse change à nouveau de position pour récupérer à nouveau le soluté.
diffusion facilitée vs diffusion active
Diffusion facilitée dans la membrane cellulaire, montrant canaux ioniques et des protéines porteuses de Wikipédia

Moyens de transport à travers la cellule : Diffusion facilitée Vs Diffusion active

Les matériaux sont transportés à travers les cellules de trois manières. Les deux types de diffusion constituent passif transport car ils n'utilisent pas d'énergie et sont toujours le long de la pente.

Types de diffusion facilitée

  • Le mouvement des particules de soluté à travers une membrane indépendamment des particules d'autres solutés est appelé Uniport.
  • Symport est le mouvement des particules à travers la membrane dans la même direction.
  • Le mouvement d'un soluté dans une direction s'accompagne du transport d'un autre soluté dans la direction opposée est appelé Antiport.

Transport actif

C'est le mode de transport qui implique la dépense d'énergie, de protéines porteuses particulières et qui est souvent à contre-gradient de concentration (transport ascendant).

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L'action de la pompe sodium potassium est un exemple de transport actif de Wikipédia

La diffusion

C'est le mouvement des molécules à travers la membrane cellulaire le long du gradient de concentration sans dépenser d'énergie. C'est un mouvement passif.

 C'est un processus lent qui se produit principalement dans les substances liposolubles car la matrice des membranes cellulaires est formée de lipides. La diffusion est couramment observée dans les gaz et les liquides. Il peut également se produire dans les solides. La diffusion est importante car c'est le seul moyen de transport des gaz à l'intérieur des plantes. Les gradients de concentration, la température, la pression et la perméabilité de la membrane influencent tous le taux de diffusion.

Pression de diffusion

La pression appliquée par les particules à travers la membrane cellulaire pour diffuser d'une concentration de surface supérieure à inférieure. La concentration de particules dans la substance diffusante détermine la pression de diffusion.

Diffusion Indépendante

Deux ou plusieurs types de particules diffusantes, telles que l'oxygène et le dioxyde de carbone, peuvent être présents dans un système. Une pression de diffusion est exercée par chaque substance diffusante. C'est connu comme pression partielle. Différentes molécules se déplaceront à travers la membrane en fonction de leur pression partielle. La diffusion indépendante permet à différentes molécules de traverser la membrane en fonction de la concentration ou de la pression partielle.

Facteurs affectant la diffusion

Le taux de diffusion est influencé par un certain nombre de choses. La température, la densité de la substance diffusante, la densité du milieu, la pression de diffusion et la distance de diffusion sont les facteurs à prendre en compte.

  • Température

La vitesse de diffusion augmente lorsque la température augmente. C'est parce que l'énergie cinétique des particules diffusantes a augmenté.

  • Densité de substance

La densité d'une substance joue un rôle crucial dans la diffusion. Les substances légères traversent la membrane plus rapidement tandis que les substances lourdes prennent du temps et se diffusent lentement. Les molécules de liquide diffusent à très grande vitesse par rapport aux solides. Les gaz plus légers auront un taux de diffusion plus rapide que les plus lourds. Par exemple, l'hydrogène diffuse plus rapidement que à l'oxygène.

  • Densité du milieu

Si le milieu a une densité plus faible, la diffusion se produit plus rapidement. Lorsque la densité du milieu augmente, la diffusion diminue.

  • Pression de concentration ou de diffusion

La diffusion est proportionnelle à la concentration ou à la pression de diffusion du matériau. Si la différence de concentration ou de pression de diffusion est plus grande, elle est plus rapide ; si la différence de pression de diffusion est modeste, elle est plus lente. La diffusion se poursuivra jusqu'à ce que la substance diffusante soit répartie uniformément dans la zone. Au moment de l'équilibre, la pression de diffusion sera uniforme partout.

  • Tarifs Distance

Si la distance sur laquelle la diffusion doit se produire est modeste, la diffusion nette sera élevée. Elle sera faible si la distance est grande.

Importance de la diffusion

  • Transport intracellulaire : Les ions et autres substances se propagent rapidement dans tout le cytoplasme en raison de la diffusion.
  • Osmose: Seules les particules de solvant sont autorisées à diffuser dans ce type de diffusion.
  • Transpiration: C'est la perte d'eau sous forme de vapeur des parties aériennes des plantes. La transpiration se produit par diffusion.
  • Échange de gaz : Pendant la journée, l'oxygène se diffuse des organes de photosynthèse vers l'atmosphère tandis que le dioxyde de carbone de l'atmosphère se diffuse dans ceux-ci.
  • Mouillage des parois cellulaires : La diffusion de l'eau des canaux du xylème maintient les parois de cellules végétales humide.
  • Distribution: La diffusion entraîne la distribution de l'eau et des solutés à l'intérieur des plantes.
  • Arôme: De nombreuses plantes produisent des substances aromatiques pour attirer un type particulier d'animaux pour effectuer la pollinisation.

Diffusion simple

C'est un type de diffusion passive, ce qui signifie qu'il ne nécessite pas d'ATP. C'est le long du gradient électrochimique, c'est-à-dire d'une concentration plus élevée d'une substance à une concentration plus faible de la substance. Il n'y a pas besoin de transporteur. L'osmose est la subdivision de la diffusion simple.

Seules les molécules d'eau ou de solvant se déplacent selon le gradient de leur potentiel chimique en osmose.

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Le processus d'osmose sur une membrane semi-perméable. Les points bleus représentent les particules conduisant le gradient osmotique de Wikipédia

Potentiel chimique est l'énergie libre d'une mole d'une substance dans un système à température et pression constantes. Le potentiel chimique de l'eau pure est considéré comme nul à température et pression normales. Dans un système, son potentiel chimique est appelé Potentiel hydrique. Il est toujours inférieur à zéro, c'est-à-dire avec une valeur négative.

Importance de l'osmose

  • Eau du sol – Les racines absorbent l'eau par osmose.
  • Absorption cellulaire – Les cellules absorbent ou perdent de l'eau en fonction de leurs relations osmotiques.
  • Cellule organites – Pour leur fonctionnement optimal, les organites cellulaires doivent être complètement distendus. Ils le font en ayant une concentration osmotique plus élevée que le cytosol environnant.
  • Turgescence cellulaire - Les cellules maintiennent leur turgescence en ayant une concentration osmotique appropriée de solutés et une absorption osmotique d'eau.
  • La croissance cellulaire – Les cellules ne grossissent qu'en réponse à l'entrée d'eau en elles.
  • Organes mous - L'osmose aide les organes mous comme les tiges juvéniles, les feuilles, les fleurs et les fruits spongieux à conserver leur forme et leur forme expansée.
  • Croissance des semis – La jeune radicule et la plumule sont capables de sortir de la graine et de croître pour former la plantule en maintenant une concentration osmotique élevée.
  • Croissance des racines – Les jeunes racines sont capables de pénétrer dans le sol en raison de leur rigidité.
  • Autochorie – De nombreux fruits éclatent à maturité en raison de modifications osmotiques de leur intérieur.
  • Mouvements de plantes – Les altérations osmotiques provoquent des mouvements cycliques dans les folioles des plantes télégraphiques indiennes et des mouvements sismoniques chez Mimosa pudica.
  • Mouvements stomatiques – Les modifications osmotiques des cellules de garde des stomates par rapport aux autres cellules épidermiques provoquent l'ouverture et la fermeture des stomates.
  • Dessiccation – Les plantes se protègent de la dessiccation ou de la perte excessive d'eau en maintenant une forte concentration osmotique de solutés.

Foire aux Questions

Q1. Donnez un exemple de diffusion indépendante.

Exemple : On le voit pendant la journée dans la diffusion de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'oxygène entre l'air et l'intérieur des feuilles à travers les stomates.

Q2. Quel type de diffusion trouve-t-on dans l'osmose ?

En osmose, il y a diffusion de l'eau de la zone de son potentiel chimique le plus élevé vers la zone de son potentiel chimique le plus faible à travers une membrane semi-perméable.

Q3. Qu'est-ce que le DPD (Déficit de Pression de Diffusion) ?

La présence de solutés dans un système réduit la pression de diffusion de l'eau dans ce système par rapport à son état pur.

Conclusion

Pour conclure cet article, nous concluons que la diffusion facilitée et simple fonctionne le long du gradient de concentration tandis que diffusion ou transport actif agit contre le gradient de concentration ainsi que la dépense d'énergie. L'osmose est un exemple de diffusion simple avec l'utilisation de molécules d'eau.

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