– Séance n°4 – Physique

TUTORAT UE3 2010-2011 – Physique
Séance n°4 – Semaine du 21 / 03 / 2011
Transports membranaires – Pr. P-O Kotzki
Séance préparée par Florentin DAMBROISE et Victor GATTO
(PCEM2 Montpellier)
QCM n°1:
On considère deux compartiments de même volume de liquide placés à 30°C et séparés par
une membrane poreuse de 40 nm et de surface totale des pores de 400 cm².
Le compartiment 1 renferme du glucose d’osmolarité 2 mmol.L-1 et le compartiment 2, une
solution d’albumine d’osmolarité 1 mmol.L-1. Les masses molaires du glucose et de
l’albumine sont respectivement de 180 g.mol-1 et de 72000 g.mol-1.
On donne k=1,38.10-23J.K-1 et R=8,31 J.mol-1.K-1.
Lorsque le point de coupure est de 100 g.mol-1 :
a) La membrane n’est perméable qu’au solvant.
b) La membrane est idéalement semi-perméable vis-à-vis du glucose.
c) La membrane est perméable à l’albumine.
d) La transmitance du glucose est nulle.
e) La transmitance de l’albumine est nulle.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°2 (suite) :
Si le point de coupure est de 200 g.mol-1 et que le débit initial du glucose est de 20 mol.s-1,
en déduire les paramètres suivants :
(NB : on considèrera le flux convectif comme nul)
a) Le coefficient de diffusion est de 10-5 m².s-1.
b) Le flux est de 500 mol.m-1.s-1.
c) Le flux est de 500 mol.m-2.s-1.
d) La mobilité mécanique est de 3,97.10-9 s.Kg-1.
e) Le coefficient de frottement est de 4,18.10-16 Kg.s-1.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°3 :
Soit deux compartiments de même volume de liquide placé à 25 °C séparés par une
membrane dialysante. On verse dans le compartiment 1 une solution électrolytique et une
macromolécule chargée et dans le compartiment 2 une solution électrolytique sans
macromolécule. A l’équilibre on obtient les concentrations suivantes (en mmol.L-1):
On donne : R=8,31 SI, F=96500 C.
Compartiment 1
Compartiment 2
protéine
2
+
Na
150
130
-
Cl
?
80
-
+
HCO 3
K
?
?
50
90
Quelles sont les concentrations dans le compartiment 1 ?
a) La concentration en Cl- est de 92,3 mmol.L-1 et la concentration en
est de 43,3 mmol.L-1.
b) La concentration en Cl- est de 69,3 mmol.L-1 et la concentration en K+ est de 104 mmol.L-1.
c) La concentration en
est de 43,3 mmol.L-1 et la concentration en K+ est de 104 mmol.L-1.
d) La concentration en Cl- est de 92,3 mmol.L-1 et la concentration en
20,3 mmol.L-1.
-1
e) La concentration en Cl est de 69,3 mmol.L et la concentration en
est de 43,3 mmol.L-1.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°4 (suite) :
A propos de la macromolécule protéique chargée :
a) La charge de la protéine est positive et comprise entre 141 et 142.
b) La charge de la protéine est négative et comprise entre 141 et 142.
c) La charge de la protéine est négative et comprise entre 70 et 71.
d) En l’absence de protéine le potentiel transmembranaire à l’équilibre s’annule.
e) En l’absence de protéine le transport des ions dépend de la loi de Goldman.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°5 :
Un globule rouge d’osmolarité interne 300 mmol.L-1 est placé dans une solution à 5 g.L-1 de
chlorure de sodium (M=58.5 g.mol-1) et contenant 60 mmol.L-1 d’urée (M=60 g.mol-1). La
température est de 20°C. On donne R=8.31 J.mol-1.K-1.
L’urée diffuse librement à travers la membrane cellulaire.
a) Avant l’immersion du globule rouge l’osmolarité de la solution est de 231 mmol.L-1.
b) Avant l’immersion du globule rouge, l’osmolarité de la solution est de 200 mmol.L-1.
c) Après immersion du globule rouge la pression osmotique qui déforme la membrane est de 314 kPa.
d) Après immersion du globule rouge, la pression osmotique qui déforme la membrane est de 171 kPa.
e) Après immersion du globule rouge, la pression osmotique qui déforme la membrane est de 243 kPa.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°6 (suite) :
Après immersion du globule rouge dans la solution :
a) La taille du globule rouge diminue car il est placé dans une solution hypotonique.
b) La taille du globule rouge augmente car il est placé dans une solution hypertonique.
c) Il y a un risque d’hémolyse.
d) La tonicité intraglobulaire du globule rouge diminue.
e) Il existe un flux d’eau se dirigeant vers l’extérieur du globule rouge.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°7 (suite):
Lorsque le globule rouge est placé dans une solution isotonique il est biconcave assimilée
à un cylindre de 6
de diamètre et 2
de hauteur.
Lorsque celui-ci est placé dans une solution hypotonique on assiste à un phénomène de
sphérocytose. La surface du globule rouge reste néanmoins constante et vaut 150
. De
plus on admet que placé dans la solution précédente, son osmolarité efficace (ou tonicité)
interne à l’équilibre est réduite à 250 mmol.L-1.
On rappelle la formule donnant la surface d’une sphère S = 4.π.r 2 et le volume du cylindre
V=π.r2.h
a) Placé dans une solution isotonique, le volume du globule rouge est de 56.5 m3.
b) Placé dans la solution hypotonique, le volume du globule rouge est de 113 m3.
c) Placé dans la solution hypotonique, le volume du globule rouge est de 173 m3.
d) Placé dans la solution hypotonique, la tension superficielle est de 0.42 N.m-1.
e) Placé dans la solution hypotonique, la tension superficielle est de 0.21 N.m-1.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°8:
A 37 °C, les différences de pressions hydrostatiques entre les compartiments sanguins et
interstitiels mesurés au niveau d’un capillaire sanguin sont les suivantes :
Au niveau artériel : PA = 45 mmHg
Au niveau veineux : Pv = 10mmHg
De plus la différence d’osmolarité entre le compartiment sanguin et interstitiel est de
0,5 mmol.L-1.
On donne : R = 8,31 SI et 1mmHg = 133,4 Pa.
a) Il y a un déséquilibre des flux aboutissant préférentiellement à une sortie d’eau.
b) Il y a un déséquilibre des flux aboutissant préférentiellement à une entrée d’eau.
c) Les flux d’eau entrant et sortant sont équilibrés.
d) Sur le plan clinique cela se traduira par des œdèmes.
e) Sur le plan clinique cela se traduira par une déshydratation.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°9 :
On considère deux compartiments séparés par une membrane de dialyse, de même
volume et où la température est maintenue à 25 °C.
Dans le compartiment 1 on verse 2mmol.L-1 d’urée et dans le compartiment 2 on verse 5
mmol.L-1 d’urée.
On applique sur le compartiment 1 une pression hydrostatique P1 de 40 mmHg et sur le
compartiment 2 une pression P2 de 20 mmHg grâce à des pistons.
De plus la transmittance de l’urée est de 0.6. On s’intéresse aux flux dans les conditions
initiales.
On rappelle les constantes : R = 8,31 SI, 1mmHg = 133,4Pa,
Perméabilité hydraulique = 2,42.10-11 m².s.kg-1,
Perméabilité diffusif de l’urée = 80.10-8cm.s-1.
a) L’urée est soumit à un flux convectif de 1 vers 2 et vaut 1,55.10-7 mol.m-2.s-1.
b) L’urée est soumit à un flux convectif de 1 vers 2 et vaut 7,74.10-8 mol.m-2.s-1.
c) L’urée est soumit à un flux diffusif de 2 vers 1 et vaut 2,4.10-8 mol.m-2.s-1.
d) Le flux résultant est de 5,34.10-8 mol.m-2.s-1 et est dirigé de 1 vers 2.
e) Le flux résultant est de 1,01.10-7 mol.m-2.s-1 et est dirigé de 2 vers 1.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°10 :
Vous recevez un patient venant faire un bilan dans le cadre d’un suivi d’un syndrome
inflammatoire chronique. Vous lui prescrivez une VS (vitesse sédimentation). Les globules
rouges sédimentent sous leurs poids pendant 2h.
On considèrera les globules rouges comme sphériques (8 m de diamètre), dGR =1,08 ,
-1
-3
plasma = 1020 g.L , plasma = 1,4.10 Poiseuille.
a) La force d’accélération est de 2,84.10-12N.
b) La force d’accélération est de 2,68.10-12 N.
c) La poussée d’Archimède est de 2,84.10-12N.
d) La poussée d’Archimède est de 2,68.10-12 N.
e) La force de frottement est de 5,52.10-12 N.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°11 (suite) :
Concernant les autres paramètres :
a) Le coefficient de frottement est de 1,06.10-7 kg.s-1.
b) La vitesse de sédimentation est de 1,49.10-6m.s-1.
c) La vitesse de sédimentation est de 5,96.10-6m.s-1.
d) Le résultat est normal.
e) Le résultat est anormal.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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QCM n°12 (suite):
Vous décidez alors pour affiner votre analyse de réaliser une centrifugation, sur une
machine avec un rotor de 10 cm de diamètre. Vous trouvez une molécule que vous
n’arrivez pas à caractériser. De ce fait vous décidez de calculer sa masse molaire. Le
solvant est de l’eau à la température de 20°C. La vitesse angulaire est de 10000 tr.mn-1.
La constante de diffusion est de 8.10-11m².s-1, la masse volumique de la particule est de
1500g.L-1, la constante de sédimentation est de 4 Svedberg.
a) L’accélération est de 5589 g.
b) L’accélération est de 509683 g.
c) La vitesse de sédimentation est de 2,2.10-8 m.s-1.
d) La masse molaire est de 3,6.104 g.mol-1.
e) La masse molaire est de 3,6.1014 g.mol-1.
f) Toutes les propositions précédentes sont fausses.
Pour les QCM n°13 et n°14, vous devez utiliser les mêmes valeurs numériques données dans
l'énoncé suivant, on attend les résultats en valeur absolue :
On veut étudier des différences de potentiels chez un patient fiévreux présentant un
hyperaldostéronisme (hypernatrémie, hypokaliémie).
A 39°C, le rapport des mobilités électriques
.
Dans le compartiment 1: on a [Na+]1 = 120 mmol.L-1 et [K+]1 = 2,5 mmol.L-1
Dans le compartiment 2: on a [Na+]2 = 10 mmol.L-1 et [K+]2 = 140 mmol.L-1
QCM n°13 :
On réalise d'abord une expérience in vitro, en séparant par une membrane inerte les
compartiments 1 et 2 sensés représenter respectivement les compartiments intracellulaire et extra-cellulaire du malade.
Quelle est la valeur initiale de la différence de potentiel V1-V2 qu’il se crée de part et
d’autre de la membrane ?
a)
b)
c)
d)
e)
f)
58,2mV
59,5mV
60,4mV
61,8mV
62,5mV
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
QCM n°14 (suite):
In vivo chez ce même malade, quelle serait, à l'équilibre, la valeur de la différence de
potentiel V1-V2 si la membrane possédait des Na+/K+ ATPases?
a)
b)
c)
d)
e)
f)
57,7mV.
59,5mV.
62,3mV.
63,4mV.
63,4V.
Toutes les propositions précédentes sont fausses.
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