Pourquoi est-ce que lorsque vous achetez un poivron frais, il est croustillant, et pourtant quelques jours plus tard, il devient mou? Qu'est-ce qui fait flétrir une plante quand on oublie de l'arroser? Ces transformations sont liées à la perte d'eau. Le mouvement de l'eau est très important dans les cellules végétales (et les cellules animales). La diffusion de l'eau s'appelle osmose.
Qu'est-ce que l'osmose ?
L'osmose est la diffusion de l'eau à travers une membrane semi-perméable. L'eau s'écoule le long d'un gradient de concentration et vers une zone qui a une concentration de soluté plus élevée.
Par exemple, s'il y avait deux régions reliées par une membrane et que l'une (A) contenait plus de soluté que l'autre (B), alors l'eau s'écoulerait de B vers A.
Tonicité vs. Osmolarité
La capacité d'une solution à faire bouger l'eau s'appelle tonicité. La tonicité d'une solution est liée à sa osmolarité, qui est la concentration totale de soluté.
Une solution avec une concentration plus faible de soluté a une osmolarité inférieure à celle qui contient une concentration plus élevée de soluté. Chaque fois que deux solutions sont séparées par une membrane semi-perméable qui est perméable à l'eau mais pas pour soluté, l'eau se déplacera toujours du côté à faible osmolarité vers le côté avec la plus haute osmolarité.
Types de tonicité
Il existe trois termes utilisés pour décrire la tonicité lors de la comparaison de deux solutions séparées par une membrane: hypotonique, hypertonique et isotonique.
Dans l'exemple discuté ci-dessus, la région A est hypertonique à la région B car la région A a une osmolarité plus élevée. La région B, quant à elle, est hypotonique à la région A. La tonicité ne peut se dire qu'en référence à une autre région. À elle seule, une solution ne peut pas avoir de tonicité.
Isotonique fait simplement référence à deux régions séparées par une membrane qui ont la même osmolarité.
Tonicité et Cellules
Jusqu'à présent, la tonicité n'a été discutée qu'en termes de deux zones contenant du soluté reliées par une membrane semi-perméable, mais la tonicité et le mouvement de l'eau sont très importants pour les cellules. Au lieu de deux régions séparées par une membrane, vous pouvez imaginer une cellule placée dans un fluide. Il y a deux régions: une à l'intérieur de la cellule et une à l'extérieur de la cellule. Le liquide à l'extérieur de la cellule est appelé liquide extracellulaire.
Cellules animales
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule animale dans une solution hypotonique ?
- N'oubliez pas que l'eau se déplace d'une région de faible osmolarité vers une région de forte osmolarité. Dans ce cas, comme le liquide extracellulaire a une faible osmolarité, l'eau s'engouffrerait dans la cellule. La cellule se dilaterait alors et finirait par se lyser ou éclater.
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule animale dans une solution hypertonique ?
- Dans ce cas, l'eau quittera la cellule puisque la cellule a une osmolarité inférieure à celle du liquide extracellulaire. En conséquence, la cellule rétrécirait dans ce qu'on appelle la plasmolyse.
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule animale dans une solution isotonique ?
- L'osmolarité des deux fluides est égale. En tant que tel, bien que l'eau diffuse à l'intérieur et à l'extérieur, il n'y a pas de changement net dans le volume de la cellule.
Cellules végétales
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule végétale dans une solution hypotonique ?
- L'eau passe d'une région de faible osmolarité (liquide extracellulaire) à une région de forte osmolarité (à l'intérieur de la cellule). La cellule se dilaterait alors. Contrairement à une cellule animale, la cellule végétale n'éclate pas. En effet, les cellules végétales ont une paroi cellulaire rigide autour de la membrane plasmique. En gonflant avec de l'eau, ils deviennent turgescents.
- Les solutions hypotoniques gardent les légumes comme les poivrons croustillants.
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule végétale dans une solution hypertonique ?
- L'eau quittera la cellule puisque la cellule a une osmolarité inférieure à celle du liquide extracellulaire. En conséquence, la cellule rétrécirait.
Que se passe-t-il lorsque vous placez une cellule végétale dans une solution isotonique ?
- L'osmolarité des deux fluides est égale. Bien que l'eau se diffuse à l'intérieur et à l'extérieur, il n'y a pas de changement net dans le volume de la cellule.