Tout au long de cette semaine, nous vous demanderons d’évaluer différentes stratégies pédagogiques pour aider les élèves à se familiariser avec l’osmose, en commençant par l’utilisation d’animations en biologie, puis les travaux pratiques, et enfin la modélisation. Mais d’abord, nous allons commencer par un aperçu rapide de ce qu’est l’osmose.

Voici la définition de l’osmose que vous verrez dans la plupart des manuels:

En biologie, l’osmose est le mouvement des molécules d’eau d’une solution à forte concentration de molécules d’eau vers une solution à faible concentration de molécules d’eau, à travers la membrane partiellement perméable d’une cellule.

Une membrane partiellement perméable (parfois appelée membrane sélectivement perméable) ne permet à certaines molécules ou ions de la traverser que

Dans le diagramme ci-dessus, la concentration plus élevée de molécules d’eau à gauche de la membrane partiellement perméable rend probable qu’un grand nombre de molécules d’eau entrent en collision avec la membrane et la traversent.

La plus faible concentration de molécules d’eau sur le côté droit de la membrane partiellement perméable dans le diagramme fait qu’il est probable que moins de molécules d’eau entrent en collision avec la membrane et la traversent.

Cela signifie que plus de molécules d’eau se déplacent de gauche à droite sur ce diagramme que de droite à gauche, et donc le mouvement global (mouvement net) est vers la droite. Il est cependant important de souligner aux élèves que les molécules d’eau se déplacent dans les deux sens.

Vous verrez souvent cela comme un mouvement « vers le bas du gradient de concentration », ce qui signifie que l’eau passe d’une concentration plus élevée d’eau (dans ce cas, la solution diluée de saccharose) à une concentration plus faible d’eau (la solution concentrée de saccharose).

Si une cellule végétale est entourée d’une solution contenant une concentration plus élevée de molécules d’eau que la solution à l’intérieur de la cellule, l’eau entrera dans la cellule par osmose et la cellule végétale deviendra turgescente (ferme). La pression qui se développe à l’intérieur d’une cellule végétale lorsqu’elle devient turgescente est appelée pression de turgescence. Les cellules végétales turgescentes aident une tige à rester debout.

Si une cellule végétale est entourée d’une solution contenant une concentration plus faible de molécules d’eau que la solution à l’intérieur de la cellule végétale, l’eau quittera la cellule par osmose et la cellule végétale deviendra flasque (molle). Si les cellules de la tige d’une plante deviennent flasques, la pression de turgescence à l’intérieur d’elles diminuera et la tige se flétrira.

Si une cellule végétale est entourée d’une solution contenant la même concentration de molécules d’eau que la solution à l’intérieur de la cellule végétale, il n’y a pas de débit net global d’eau. Le mouvement des molécules d’eau dans et hors de la cellule, à travers la membrane partiellement perméable, s’équilibre.

La transpiration maintient l’eau en mouvement

Chez les plantes, l’eau pénètre dans les cellules racinaires par osmose et se déplace dans des tubes appelés vaisseaux du xylème pour être transportée vers les feuilles. Les molécules d’eau à l’intérieur des cellules du xylème sont fortement attirées les unes par les autres à cause de la liaison hydrogène (c’est ce qu’on appelle la cohésion). Lorsque l’eau s’évapore des feuilles (à travers de minuscules pores appelés stomates), plus d’eau est aspirée des cellules du xylème racinaire pour remplacer celle qui a été perdue. Une colonne d’eau continue est donc tirée vers le haut de la tige dans les vaisseaux du xylème par évaporation des feuilles. C’est ce qu’on appelle la transpiration.

Trouver et partager

Ce type de diagramme et d’explication est assez courant dans les manuels de biologie, mais le mouvement des molécules est assez abstrait et cela peut être un concept difficile à imaginer pour les étudiants.

Jetez un coup d’œil en ligne à une ressource qui aide à expliquer l’osmose aux étudiants, et partagez un lien ci-dessous avec une explication de pourquoi c’est utile.