DIFFUSION SIMPLE: PROCESSUS ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

La diffusion simple est le processus physique par lequel les substances sont déplacées d'une région où vous êtes fortement concentré vers des zones où la concentration de la substance est plus faible. La diffusion simple est un processus spontané qui ne nécessite pas d'énergie, mais qui est favorisé par un gradient de concentration.

Les substances dissoutes sont appelées solutés, elles se déplacent dans une solution (ou un gaz) par des mouvements aléatoires. Le mouvement aléatoire est défini comme un mouvement qui se produit par hasard, où il n'y a pas d'ordre ou de système régulier par lequel les mouvements des particules changent dans une solution ou un gaz.

Diffusion simple

Si les molécules sont suffisamment petites, cette simple diffusion peut se produire à travers les membranes cellulaires, entre les phospholipides individuels qui la composent. Les membranes peuvent être perméables, imperméables ou semi-perméables.

Une membrane perméable est celle qui permet à toute substance de passer à travers, une membrane imperméable ne laisse passer aucune substance et une membrane semi-perméable ne laisse passer que certaines substances.

Processus de diffusion simple

La diffusion simple est réalisée par l'action des liaisons hydrogène qui se forment entre les molécules d'eau et les solutés qui y sont dissous. Les molécules d'eau se déplacent au hasard et finissent par entourer les molécules de soluté individuelles, maximisant ainsi la possibilité de former des liaisons hydrogène.

Ainsi, si un mélange d'une substance était fait dans de l'eau, la substance serait initialement concentrée en un seul endroit, le premier. A ce moment, le gradient de concentration est très élevé.

Au fil du temps, les molécules se déplacent et se heurtent les unes aux autres; ce mouvement favorise la formation de liaisons entre les particules de soluté et le solvant. Cependant, ces liaisons se cassent rapidement car elles sont très faibles et c'est la propriété qui leur permet de se répartir dans l'espace jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.

À ce stade, où le soluté est uniformément réparti dans toute la solution, la force du gradient de concentration se termine.

Exemples de diffusion simples

Échange de gaz dans le système respiratoire

Dans le système respiratoire des animaux pulmonaires, l'oxygène (O2) et le dioxyde de carbone (CO2) sont constamment échangés. Les animaux absorbent l'oxygène et expulsent le dioxyde de carbone par simple diffusion.

Dans les poumons, la concentration en oxygène est plus élevée que dans le sang, il existe donc un gradient de concentration entre ces deux régions, ce qui provoque la diffusion de l'oxygène des poumons vers le sang.

De même, comme il y a plus de molécules de dioxyde de carbone dans le sang que dans les poumons, elles auront tendance à se déplacer du sang vers les poumons.

Étaler le thé dans l'eau chaude

Lorsqu'une tasse de thé est infusée au départ, il n'y a que de l'eau chaude sans aucun soluté. En plaçant le sachet de thé dans l'eau chaude, il commence à libérer les particules de thé du sachet - où la concentration de thé est plus élevée - dans l'eau, où la concentration de thé est plus faible.

Le mouvement des molécules est favorisé par le gradient de concentration initial du thé. Finalement, la diffusion du thé provoque l'égalisation des concentrations dans toute la tasse et la solution devient homogène (tout a la même couleur). À ce stade, il n'y a plus de gradient de concentration.

Différences entre diffusion simple et diffusion facilitée

- En simple diffusion, les particules traversent librement la membrane cellulaire, sans "l'aide" d'autres structures. En revanche, en diffusion facilitée, les molécules sont transportées à travers de petits canaux protéiques qui traversent toute la membrane.

- La diffusion simple est plus lente que la diffusion facilitée.

- La simple diffusion n'est pas spécifique du soluté, seulement que les particules à transporter doivent être hydrophobes pour pouvoir traverser la membrane cellulaire sans problème. En revanche, en diffusion facilitée, des solutés spécifiques sont transportés.

- La diffusion simple ne peut pas être inhibée, tandis que la diffusion facilitée peut être inhibée par des molécules spécifiques qui se lient aux canaux transporteurs.

- La diffusion simple est toujours un processus passif, c'est-à-dire qu'elle ne nécessite pas l'énergie de l'ATP. En revanche, la diffusion facilitée peut être un mécanisme actif ou passif, selon qu'elle nécessite ou non l'énergie de l'ATP.

- En diffusion simple, les substances évoluent toujours en faveur de leur gradient de concentration. Au contraire, en diffusion facilitée, les substances traversent la membrane contre ou en faveur de son gradient de concentration.

- La diffusion simple permet le passage de petites molécules non polaires (hydrophobes), tandis que la diffusion facilitée permet le passage de grosses molécules polaires (hydrophiles).

Différences entre diffusion simple et osmose

- La diffusion simple désigne le mouvement de toute substance en fonction de son gradient de concentration; d'autre part, l'osmose se réfère exclusivement au mouvement de l'eau en fonction de son potentiel hydrique.

- Une diffusion simple se produit dans les liquides solides et les gaz. Au contraire, l'osmose ne peut se produire qu'en milieu liquide.

- La diffusion simple ne nécessite pas de membrane semi-perméable, tandis que l'osmose est un processus qui se produit à travers une membrane semi-perméable.

- Une diffusion simple permet d'égaliser les concentrations de solutés dissous dans l'espace disponible. L'osmose ne favorise pas l'égalité de concentration en eau des deux côtés de la membrane semi-perméable.

- Une simple diffusion peut se produire entre différents types de solvants. En revanche, l'osmose ne peut se produire qu'entre des solvants similaires et dans des systèmes biologiques. Ce solvant est généralement de l'eau.

- En diffusion simple les particules sont réparties dans toutes les directions, en osmose le flux de molécules est fondamentalement dans le même sens.

- Le processus de diffusion simple ne peut être arrêté ni inversé. Au lieu de cela, l'osmose peut être arrêtée ou inversée si une pression supplémentaire est appliquée sur le côté de la membrane où il y a moins d'eau disponible.

Références

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