Là - CEMP6

Stage d’Accompagnement à la Rentrée
Samedi 18 janvier 2014
UE 3.2 : Organisation des appareils et systèmes :
aspects fonctionnels et méthode d’étude
Correction
SAR n ◦1
Correction rapide
QCM 1 : E QCM 11 : C QCM 21 : D
QCM 2 : D QCM 12 : D QCM 22 : A
QCM 3 : BD QCM 13 : A
QCM 4 : BCE QCM 14 : D
QCM 5 : C QCM 15 : C
QCM 6 : E QCM 16 : C
QCM 7 : E QCM 17 : B
QCM 8 : E QCM 18 : A
QCM 9 : B QCM 19 : D
QCM 10 : A QCM 20 : A
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Exercice 1 (6 points)
Question 1 (1 point) : E
On sait qu’il n’y a pas de transport actif de potassium (donc seulement un flux diffusif
jdet un flux électrique je), et que l’équilibre des flux est respecté.
On a donc je+jd= 0.
Ceci est vérifié seulement si le potentiel de membrane de la cellule correspond au po-
tentiel d’équilibre de l’ion. On en conclut donc que :
Vr=VK+=−z.kT
e.ln [K+]int [K+]ext 
Soit : Vr=−(+1) .26.ln 150
5,5=−86mV
Question 2 (1 point) : D
A. FAUX. Le flux diffusif va toujours du plus concentré vers le moins concentré.
Ici pour le sodium, il va du compartiment extracellulaire (122 mmol/L) vers le com-
partiment intracellulaire (10 mmol/L), il s’agit donc d’un flux entrant.
B. FAUX. Le sens du flux électrique dépend de la différence de potentiel au niveau de
la membrane et du type d’ions.
Pour les cations, le flux électrique sera dirigé vers le côté de la membrane chargé
négativement ; pour les anions, il sera dirigé vers le côté de la membrane chargé
positivement.
Pour rappel, lorsqu’on s’intéresse à une cellule, la différence de potentiel est tou-
jours donné par ddp =Vint −Vext.
Ici, on a une différence de potentiel ddp =Vint −Vext =−90mV , ce qui implique que
Vint est négatif tandis que Vext est positif.
(Si c’était l’inverse, on aurait Vint −Vext = (+) −(−) = (+) et donc une ddp po-
sitive)
Ici, l’ion sodium est un cation, il est donc attiré par le côté négatif de la membrane
à savoir Vint. Le flux électrique est donc dirigé vers l’intérieur de la cellule : il est
entrant.
C. FAUX.
D. VRAI. Le flux diffusif et le flux électrique sont tous les deux entrants, le flux net
électrodiffusif sera donc entrant.
E. FAUX.

Question 3 (1 point) : BD
A. FAUX.
B. VRAI. On a vu à la question précédente que le flux net électrodiffusif est entrant.
Donc pour que l’équilibre des flux soit vérifié, il faut que le flux actif s’oppose aux
flux électrique et diffusif. Il doit donc être sortant.
C. FAUX.
D. VRAI.
Déterminons tout d’abord le sens des flux électrique et diffusif du chlore. Le flux diffusif
est orienté du plus concentré vers le moins concentré, il est donc entrant.
Le flux électrique du chlore (anion) est orienté vers le côté de la membrane chargé po-
sitivement, il est donc sortant. On se retrouve ici dans la situation où les flux électrique
et diffusif sont opposés. Il va donc falloir déterminer le sens du flux net électrodiffusif
pour ensuite déterminer celui du flux actif.
Lorsque le potentiel de membrane est égal au potentiel de l’ion, les flux électrique
et diffusif se compensent, le flux net électrodiffusif est nul.
On a donc je=jd. Si on change le potentiel de membrane, le flux diffusif restera
inchangé, en revanche le flux électrique sera modifié. En effet, plus la différence de
potentiel est importante, plus le nombre de charges positives et négatives s’accumu-
lant de part et d’autre de la membrane est élevé et donc plus les ions sont attirés. Ainsi,
si on a |Vm|>|Vion |, les ions seront attirés davantage et donc le flux électrique sera
augmenté. Au final, on aura donc je> jd. Inversement, si |Vm|<|Vion |, il y aura moins
de charge de part et d’autre de la membrane, les ions seront donc moins attirés et le
flux électrique sera diminué. On aura donc : je< jd. Dans notre cas, Vion =−99mV et
Vm=−86mV .
On a donc |Vm|<|VCl−|d’où je< jd.
Le flux diffusif l’emporte sur le flux électrique, ce qui signifie que le flux net électro-
diffusif est dans le même sens que le flux diffusif c’est-à-dire entrant.
Le flux actif va s’opposer au flux électrodiffusif pour rétablir l’équilibre et sera donc
sortant.
Question 4 (1 point) : BCE
A. FAUX.
B. VRAI. Le flux diffusif de potassium est sortant.
Le flux électrique est dirigé vers le côté chargé négativement, c’est-à-dire le côté
extracellulaire. Il est donc sortant.
C. VRAI. On a |Vm|<|VN a+|d’où je< jd.
La densité de flux liée à la diffusion est donc bien supérieure à la densité de flux
liée au champ électrique.
D. FAUX.
E. VRAI. Le flux diffusif de chlore est entrant.
Le flux électrique de chlore est également entrant puisqu’il est dirigé vers le côté
de la membrane chargé positivement (le chlore étant un anion).
Le flux net électrodiffusif est donc entrant.

Question 5 (1 point) : C
Pour connaitre le sens du courant à travers la membrane, il faut trouver le sens du
courant associé à chaque ion. Pour cela, il faut déterminer le sens du flux de chaque
ion.
Pour l’ion sodium :
– Le flux diffusif est entrant.
– Le flux actif est sortant (cf. question 3, le flux actif n’étant pas influencé par le chan-
gement de ddp).
– Le flux électrique est entrant (membrane chargée négativement du côté intracellu-
laire).
Il faut maintenant déterminer lequel de ces flux l’emporte. On sait qu’au potentiel de
repos Vr=−86mV , il y a équilibre des flux.
Autrement dit : jd+je=ja.
Ici, on a |Vm|<|Vr|, donc le flux électrique est diminué. On a donc jd+je< ja.
Le flux actif l’emporte donc sur les flux diffusif et électrique, le flux global de l’ion so-
dium est donc sortant.
Pour un cation, le courant va dans le même sens que le flux, ici il est donc sortant.
(Pour rappel, le courant va dans le sens inverse des charges négatives, donc dans
le sens des charges positives).
Pour l’ion potassium :
– Le flux diffusif est sortant.
– Le flux électrique est entrant.
– Il n’y a pas de flux actif.
On a |Vm|<|VK+|, donc je< jd.
Le flux diffusif l’emporte, le flux global est donc sortant. Ainsi le courant est lui aussi
sortant.

Pour l’ion chlore :
– Le flux diffusif est entrant.
– Le flux électrique est sortant.
– Le flux actif est sortant.
Là encore il faut déterminer quel sens l’emporte. On sait que pour Vr=−86mV , il y a
équilibre des flux. Autrement dit : je+ja=jd.
Ici, on a |Vm|<|Vr|, donc le flux électrique est diminué. On a donc jd> je+ja.
C’est donc le flux diffusif qui l’emporte : le flux global est entrant.
Comme il s’agit d’un anion, le courant va dans le sens inverse du flux, il est donc
sortant. Le courant résultant des mouvements de chaque ion est sortant, le courant
global qui traverse la membrane est donc sortant.
Question 6 (1 point) : E
Pour répondre à cette question il faut utiliser la forume : ja=gion.(Vm−Vion).
On a : jN a+=gN a+.(Vm−VN a+)
Soit : jN a+= 3.10−3.(−86.10−3−65.10−3) = 4,5.10−4
Remarque : Il ne faut pas oublier de convertir les mV en V !
Exercice 2 (7 points)
Question 7 (1 point) : E
Tout d’abord on calcule la résistance correspondant aux résistances R1et R2.
Elles sont en parallèle, on a donc :
1
R1+2
=1
R1
+1
R2
=1
5+1 10 = 0,3Ω−1
d’où :
R1+2 =1
0,3= 3,3 Ω
Les résistances R1+2,R3et R4sont en série, elles s’additionnent donc :
Rtot =R1+2 +R3+R4= 3,3 + 20 + 1,5 = 24,8 Ω