## Modalités et mécanismes de l’absorption

### Introduction

Connaître les mécanismes de nutrition des végétaux permet de raisonner la fertilisation pour obtenir des plantes de qualité et résistantes aux maladies

### Modalités d’absorption

L’absorption des substances minérales s’effectue chez les végétaux supérieurs par les poils absorbants ou les régions non subérifiées de la racine.

Les éléments minéraux sont généralement absorbés sous forme d’ions.

Certains éléments comme le Fer (Fe) sont difficilement absorbables à pH élevé ; l’existence de certains complexes organométalliques, les chélates, permet de surmonter cette difficulté.

Un chélate : c'est Molécule organique qui se combine avec un ion métallique comme le fer formant ainsi un complexe plus soluble et assimilable par les plantes

Les cellules n’absorbent pas indifféremment les ions. Il existe une perméabilité sélective (le Na pénètre très mal dans la cellule. A l’opposé, le K se trouve à des concentrations plus élevées à l’intérieur qu’à l’extérieur (accumulation).

Les cations présentent une vitesse de franchissement des membranes plus grande que celle des anions.

Pour les cations : NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, Na+

Pour les anions : NO3-, Cl-, SO42-, H2PO4-

### Etapes de l’absorption

Deux étapes :

1. L’adsorption, étape de fixation superficielle, passive et réversible pendant laquelle, l’élément adsorbé peut être désorbé.

2. L’absorption (au sens strict) qui suit la première étape et peut être active ou passive, selon les ions.

### Mécanismes de l’absorption

L’absorption est sensible à la température et aux inhibiteurs métaboliques ; par exemple, une cellule morte n’absorbe pas. Ils existent plusieurs composantes dans le phénomène de transport des ions et des petites molécules.

On trouve trois possibilités de pénétration :

- la diffusion.

- le transport passif (diffusion facilitée).

- le transport actif.

Simple diffusion : La membrane cellulaire permet à l’eau et aux molécules non polaires de pénétrer par simple diffusion mais aussi a quelques petites molécules polaires comme l’urée, le glycérol, le CO2, peuvent pénétrer.

La diffusion tend vers un état d’équilibre pour que le gradient de concentration soit nul. Le transport de petites molécules se fait grâce à des protéines membranaires de deux types. On trouve des protéines porteuses et des canaux protéiques.

Schéma d'une membrane avec protéine porteuse et canal protéique

Transport passif et la diffusion facilitée : Le transport se fait par des canaux protéiques et par des protéines porteuses.

Si la molécule est non chargée, le transport est déterminé par le gradient de concentration.

Si cette molécule est chargée, le transport est déterminé par le gradient de concentration et par le gradient électrochimique. On a donc un transport dans le sens du gradient qui entraîne un potentiel de membrane.

Une cellule végétale dans une solution hypertonique, concentrée en saccharose est plasmolysée. Au bout d’un certain temps, la cellule redevienne turgescente : la cellule rétablie son hypertonie en absorbant des ions (ou des petites molécules) contre le gradient du potentiel électro-chimique. Ce phénomène explique qu’une cellule est capable de concentrer des ions. Ces déplacements nécessitent de l’énergie d’origine chimique, par exemple l’ATP, d’origine physique : le gradient ionique, due aux déplacements d’électrons. Cette énergie permet le fonctionnement des pompes ioniques donc le type le plus représenté est le type des pompes à protons.

On trouve deux types de pompes :

- Des pompes rédox donc la circulation est réalisée grâce à des déplacements d’électrons. Ces pompes produisent de l’ATP.

- Des pompes de type ATPase : elles expulsent les protons au niveau de la membrane du plasmalème ou du tonoplasme (transports actifs). Elles utilisent de l’énergie. Le transport des protons par ces ATPases est un transport actif primaire.

Cette émission de protons crée la «force motrice protonique », qui permet à son tour d’énergiser le déplacement d’autres espèces ioniques. On parle de transports actifs secondaires. Ce transport actif secondaire se fait dans le sens opposé au gradient, en demandant donc de l’énergie. S’il y a transport d’un seul soluté, on parle de système uniport. Si deux solutés traversent dans le même sens, c’est un système symport. Si les 2 solutés traversent dans un sens différent, c’est un transport antiport.

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Transport passif