Échange de substances

L'échange de substances en biologie est l'échange de substances (par exemple le glucose) entre les environnements internes et externes des cellules. En termes simples, c'est ainsi que les organismes obtiennent de l'oxygène et des nutriments de l'environnement extérieur et qu'ils se débarrassent des déchets métaboliques. Les organismes multicellulaires ont besoin de systèmes organiques spécialisés pour l'échange de substances, car leur rapport surface/volume est trop faible pour que les membranes cellulaires servent de surface d'échange.

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Nomme le processus par lequel l'eau des plantes est inévitablement perdue lorsque les stomates sont ouverts pour l'échange de gaz.


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Les plantes ont-elles aussi besoin d'oxygène ? Décris les adaptations des plantes pour maximiser l'absorption d'oxygène.


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La translocation est le terme utilisé pour décrire le flux de masse dans le phloème uniquement.(Vrai/Faux)


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Le xylème transporte l'eau, tandis que le phloème transporte les substances fabriquées par la photosynthèse. (Vrai/faux).


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Explique brièvement pourquoi les animaux ont un système circulatoire composé d'un organe ressemblant à une pompe (le cœur) et de vaisseaux plus complexes pour l'échange de substances.


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Remplis les blancs.

Les surfaces d'échange de gaz chez les poissons sont composées de structures appelées ____ qui sont divisées en ______ qui contiennent de nombreuses ______.


L'échange de gaz se produit dans les _____ qui suivent les ____________ ______. Cela signifie que ____ et _____ à l'intérieur circulent dans les directions ______.

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Au lieu des capillaires, l'échange de gaz chez les insectes se fait dans les trachées car elles sont en contact direct avec les cellules respiratoires.(Vrai/Faux)


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Décris comment les alvéoles sont adaptées à l'échange de gaz.

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Les surfaces d'échange de gaz chez les poissons ont lieu dans des structures appelées ______.

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Les branchies sont divisées en _______.




L'échange de gaz se fait dans les lamelles, qui suivent le système de contre-courant. Cela signifie que le sang et l'eau à l'intérieur circulent dans des directions opposées.

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Chaque filament branchial contient de nombreuses lamelles.

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Les plantes ont-elles aussi besoin d'oxygène ? Décris les adaptations des plantes pour maximiser l'absorption d'oxygène.


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La translocation est le terme utilisé pour décrire le flux de masse dans le phloème uniquement.(Vrai/Faux)


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Le xylème transporte l'eau, tandis que le phloème transporte les substances fabriquées par la photosynthèse. (Vrai/faux).


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Les surfaces d'échange de gaz chez les poissons sont composées de structures appelées ____ qui sont divisées en ______ qui contiennent de nombreuses ______.


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Au lieu des capillaires, l'échange de gaz chez les insectes se fait dans les trachées car elles sont en contact direct avec les cellules respiratoires.(Vrai/Faux)


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Décris comment les alvéoles sont adaptées à l'échange de gaz.

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L'échange de gaz se fait dans les lamelles, qui suivent le système de contre-courant. Cela signifie que le sang et l'eau à l'intérieur circulent dans des directions opposées.

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Table des mateères

    Échange de substances chez les plantes

    Les plantes échangent également des substances avec l'environnement, en participant principalement à l'échange de gaz et au flux de masse des solutés.

    Échange de gaz dans les plantes

    Le dioxyde de carbone est échangé contre de l'oxygène dans les feuilles pour permettre la photosynthèse. La face inférieure des feuilles comporte des pores microscopiques appelés stomates (singulier stoma) qui jouent un rôle clé dans la facilitation des échanges gazeux.

    Les stomates ne sont pas des pores permanents car ils sont régulés par des cellules spécialisées appelées cellules de garde, comme le montre le schéma ci-dessous. En plus de l'échange de gaz, l'eau se diffuse également hors de la feuille par les stomates. Il s'agit de la transpiration, un phénomène indésirable en biologie végétale.

    Échange de substances Diagramme d'une coupe transversale de feuille montrant les cellules de garde et les stomates StudySmarterFig. 1 - Schéma de la coupe transversale d'une feuille, montrant les cellules de garde et les stomates.

    Les plantes ont également besoin d'oxygène pour respirer. C'est pourquoi les parties de la plante s'adaptent pour maximiser l'absorption de l'oxygène par diffusion - principalement en augmentant la surface des ramifications et des espaces d'air dans le corps de la plante.

    Flux de masse

    Sachant que les plantes absorbent l'eau par leurs racines et produisent du glucose par photosynthèse, tu peux te demander comment ces éléments sont transportés vers des parties éloignées des plantes, comme les fleurs.

    Les plantes ont leur propre système de transport pour remplir cette fonction. Le système de transport des plantes, appelé transport de masse, est composé de deux systèmes - le xylème et le phloème. Ces deux systèmes facilitent le transport de masse grâce à un processus appelé translocation.

    Échange de substances Diagramme du xylème et du phloème avec une brève description de leurs caractéristiques, ainsi qu'une coupe transversale du xylème et du phloème au microscope optique StudySmarterFig. 2 - Schéma du xylème et du phloème avec une brève description de leurs caractéristiques, ainsi qu'une coupe transversale du xylème et du phloème au microscope optique.

    La principale différence entre le xylème et le phloème est que le xylème transporte l'eau, tandis que le phloème transporte les substances fabriquées par la photosynthèse(assimilats).

    Échange de substances chez les animaux

    Les systèmes de transport chez les animaux possèdent également un organe semblable à une pompe (le cœur) et des vaisseaux plus complexes. Ces adaptations permettent de répondre à la demande métabolique plus importante chez les animaux.

    Rôle des capillaires dans l'échange de substances

    Les animaux ont de nombreux vaisseaux sanguins qui composent leurs systèmes de transport. L'échange de substances se fait directement dans les capillaires.

    Les capillaires sont adaptés à une diffusion efficace en étant minces (une seule cellule d'épaisseur) et en formant un grand réseau appelé lits capillaires.

    Échange de substances, Diagramme montrant une section transversale d'un capillaire, StudySmarterFig. 3 - Diagramme montrant une coupe transversale d'un capillaire

    Échange de substances entre le sang et les muscles

    Le taux métabolique des cellules musculaires est très élevé car elles produisent beaucoup d'énergie pour se contracter. Elles ont besoin de beaucoup de glucose et d'oxygène provenant du sang et rejettent beaucoup de dioxyde de carbone. Un riche réseau de capillaires entoure les cellules musculaires à cet effet.

    Échange de substances, Schéma d'un lit capillaire entourant les tissus, StudySmarterFig. 4 - Schéma d'un lit capillaire entourant les tissus

    Un autre rôle clé des capillaires est de faciliter les échanges gazeux. Nous allons explorer le rôle des capillaires dans les échanges gazeux dans les exemples suivants.

    Les échanges gazeux chez les animaux

    L'oxygène et le dioxyde de carbone sont les deux substances échangées lors des échanges gazeux.

    L'échange de gaz se produit sur une surface d'échange de gaz. Les surfaces d'échange de gaz diffèrent selon qu'il s'agit d'animaux à faible demande en oxygène (par exemple, les insectes et les poissons) ou d'animaux à forte demande en oxygène (par exemple, les humains).

    Les surfaces d'échange de gaz chez les poissons sont composées de structures appelées branchies. Les branchies sont divisées en filaments qui contiennent de nombreuses lamelles.

    Échange de substances, diagramme d'une branchie de poisson, StudySmarterFig. 5 - Schéma d'une section d'une branchie de poisson

    L'échange de gaz se produit dans les lamelles, qui suivent le système de contre-courant. Cela signifie que le sang et l'eau dans les lamelles circulent dans des directions opposées.

    Échange de substances, diagramme du système d'échange de gaz à contre-courant à travers une lamelle chez le poisson, StudySmarterFig. 6 - Schéma du système à contre-courant de l'échange gazeux à travers une lamelle chez le poisson.

    Chez les insectes dépourvus de capillaires, l'échange de gaz se fait dans la trachée.

    Substance Exchange, diagramme de la trachée d'un insecte, StudySmarterFig. 7 - Schéma de la trachée d'un insecte

    En tant qu'organismes à forte demande en oxygène, les humains ont des systèmes d'échange de gaz plus complexes et des pigments protéiques qui transportent l'oxygène (par exemple l'hémoglobine).

    Le système d'échange gazeux humain se compose de plusieurs organes. L'échange de gaz a lieu dans des structures spécialisées, en forme de raisin, situées dans les poumons et connues sous le nom d'alvéoles.

    Substance Exchange, diagramme de la trachée d'un insecte, StudySmarterFig. 8 - Schéma du système d'échange gazeux humain avec les alvéoles agrandies

    Les alvéoles sont adaptées à l'échange de gaz grâce à leurs parois minces (c'est-à-dire épaisses d'une seule cellule) et à leur proximité avec les capillaires.

    Échange de substances, Diagramme montrant l'échange gazeux entre une alvéole et un capillaire, StudySmarterFig. 9 - Diagramme montrant l'échange gazeux entre une alvéole et un capillaire

    Échange de substances - Principaux enseignements

    • L'échange de substances se produit dans tous les organismes. Chez les plantes, les échanges de substances sont appelés systèmes de flux de masse, tandis que les animaux ont des systèmes circulatoires.
    • Les systèmes de flux de masse des plantes comprennent le xylème et le phloème. Le xylème transporte l'eau et les ions minéraux des racines vers les parties aériennes de la plante, tandis que le phloème transporte les produits de la photosynthèse des feuilles vers le reste de la plante.
    • Les capillaires sont les principaux vaisseaux impliqués dans l'échange de substances chez les animaux. L'échange de substances se fait dans les capillaires par diffusion. Les capillaires jouent également un rôle important dans les échanges gazeux, en particulier chez les poissons et les humains.
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    Questions fréquemment posées en Échange de substances
    Qu'est-ce que l'échange de substances en biologie?
    L'échange de substances est le processus par lequel les cellules importent des nutriments et exportent des déchets via les membranes cellulaires.
    Pourquoi l'échange de substances est-il important?
    L'échange de substances est crucial pour les cellules car il permet la nutrition, l'élimination des déchets et l'équilibre des conditions internes.
    Comment se passe l'échange de substances dans les poumons?
    Dans les poumons, l'échange de substances se fait par diffusion des gaz entre les alvéoles et les capillaires sanguins.
    Quels organes sont impliqués dans l'échange de substances?
    Les poumons, les reins et le système digestif sont des organes clés dans l'échange de substances.

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    Les surfaces d'échange de gaz chez les poissons ont lieu dans des structures appelées ______.

    Les branchies sont divisées en _______.L'échange de gaz se fait dans les lamelles, qui suivent le système de contre-courant. Cela signifie que le sang et l'eau à l'intérieur circulent dans des directions opposées.

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