Idées clés
Pourquoi les cellules restent petites, avec quelle rapidité les substances s’y déplacent et comment la température affecte les vitesses sont des questions d’échelle. La surface, le volume et la distance expliquent presque tout.
- La surface croît comme le carré de la taille et le volume comme le cube, donc le rapport surface/volume diminue quand la cellule grossit : 6 ÷ L pour un cube et 3 ÷ r pour une sphère.
- Le temps de diffusion croît comme le carré de la distance, donc les grandes cellules ont besoin de systèmes de transport ou de formes aplaties et repliées.
- Q₁₀ est le facteur par lequel une vitesse augmente pour une hausse de 10 °C. Beaucoup de réactions biologiques ont un Q₁₀ voisin de 2.
- La variation de masse en pourcentage, (finale − initiale) ÷ initiale × 100, s’utilise dans les expériences d’osmose avec des cylindres de pomme de terre.
Équations clés
cube: SA ÷ V = 6 ÷ Lsphere: SA ÷ V = 3 ÷ rt ∝ x²Q₁₀ = (R₂ ÷ R₁)^(10 ÷ (T₂ − T₁))% change = (final − initial) ÷ initial × 100
Exemple résolu
Un cube de 1 cm de côté a SA ÷ V = 6 cm⁻¹ et un cube de 2 cm a 3 cm⁻¹, donc doubler la taille divise le rapport par deux. Une vitesse de réaction qui passe de 2,0 à 4,0 unités entre 20 °C et 30 °C a Q₁₀ = 2. Un morceau de pomme de terre de 2,5 g qui pèse 2,8 g après trempage a gagné (2,8 − 2,5) ÷ 2,5 × 100 = 12 %.
Erreurs fréquentes
- Croire qu’une plus grande cellule a un plus grand rapport surface/volume. Il est plus petit.
- Prendre la masse finale comme dénominateur de la variation en pourcentage. Divisez par la masse initiale.
- Appliquer Q₁₀ sur un intervalle autre que 10 °C sans utiliser l’exposant.
Pratique
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