UE 3.2 : Organisation des appareils et systèmes : aspects

Stage d’Accompagnement à la Rentrée S2
Samedi 18 janvier 2014
UE 3.2 : Organisation des appareils et systèmes :
aspects fonctionnels et méthode d’étude
SAR : Séance n◦ 1
Durée : 1h
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Vous avez à votre disposition un fascicule de 22 questions QCM.
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Exercice 1
On plonge une cellule dans une solution composée d’ions sodium, potassium et chlorure.
On donne les concentrations suivantes :
– [N a+ ]extracellulaire = 112mmol/L
– [N a+ ]intracellulaire = 10mmol/L
– [K + ]extracellulaire = 5, 5mmol/L
– [K + ]intracellulaire = 150mmol/L
– [Cl− ]extracellulaire = 135mmol/L
– [Cl− +]intracellulaire = 3mmol/L
Question 1 : Sachant que l’équilibre des flux est respecté pour ces trois ions et qu’il
n’existe pas de transport actif pour le potassium, quelle est la valeur du potentiel de
membrane de la cellule au repos ?
A. 65 mV
B. −65 mV
C. −99 mV
D. 86 mV
E. −86 mV
Question 2 : Caractérisez le flux diffusif et le flux électrique de l’ion sodium.
A. Le flux diffusif est sortant.
B. Le flux électrique est sortant.
C. Le flux net électrodiffusif est nul.
D. Le flux net électrodiffusif est entrant.
E. Le flux net électrodiffusif est sortant.
Question 3 : On sait qu’il existe un transport actif pour le sodium et le chlore. Quel est
l’orientation du flux actif pour ces ions ?
A. Le flux actif de sodium est entrant.
B. Le flux actif de sodium est sortant.
C. Le flux actif de chlore est entrant.
D. Le flux actif de chlore est sortant.
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Question 4 : On impose à la membrane une différence de potentiel de 50 mV .
Caractérisez les flux électrique et diffusif des différents ions.
A. Le sens du flux diffusif de sodium est identique au sens du flux électrique (de sodium).
B. Le sens du flux diffusif de potassium est identique au sens du flux électrique (de
potassium).
C. Pour le sodium, la densité de flux liée à la diffusion est supérieure à la densité de
flux liée au champ électrique.
D. Le flux net électrodiffusif de chlore est sortant.
E. Le flux net électrodiffusif de chlore est entrant.
Question 5 : On impose maintenant à la membrane une différence de potentiel de
−30 mV . Quel est le sens du courant à travers la membrane ?
A. Le courant est nul.
B. Le courant est entrant.
C. Le courant est sortant.
D. On ne peut pas déterminer le sens du courant.
Question 6 : On stoppe la stimulation de la membrane. Le potentiel de membrane
revient à sa valeur de repos.
Sachant que gN a+ = 3.10−3 Ω−1 .m−2 , quelle est la valeur de la densité de flux actif
jN a+ ?
A. 6, 3.10−5 A.m−2
B. 6, 3.10−3 A.m−2
C. 4, 5.10−2 A.m−2
D. 4, 5.10−1 A.m−2
E. 4, 5.10−4 A.m−2
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Exercice 2
PARTIE 1
Question 7 : On se place dans le circuit suivant :
On a :
R1 = 5 Ω / R2 = 10 Ω / R3 = 20 Ω / R4 = 1, 5 Ω
Quelle est la valeur de la résistance totale de ce circuit ?
A. 36, 5 Ω
B. 16, 4 Ω
C. 1 Ω
D. 21, 8 Ω
E. 24, 8 Ω
Question 8 : Quelle est la valeur de la conductance de l’ensemble formé par les résistances R1 et R2 ?
A. 15 Ω
B. 0, 3 Ω
C. 5, 1 Ω
D. 10, 2 Ω
E. Aucune réponse n’est exacte.
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Question 9 : Sachant que la tension au borne du générateur vaut 12 V , quelle est la
valeur de l’énergie produite par le passage du courant dans la résistance R3 pendant
une minute ?
A. 4, 84 J
B. 280, 96 J
C. 3, 95 J
D. 236, 71 J
E. 720J
PARTIE 2
Question 10 : On s’intéresse maintenant à l’axone d’un neurone dépourvu de myéline.
Le diamètre de l’axone est de 10µm et il est long de 2cm. L’épaisseur de la membrane
est de 60 angströms.
Par ailleurs, la résistivité de l’axoplasme ρi est de 0, 2Ω.m et la résistivité de la membrane ρm est de 1, 5.107 Ω.m.
Quelle est la valeur de la résistance longitudinale de cet axone ?
A. 5, 1.107 Ω
B. 1, 3.107 Ω
C. 2, 5.109 Ω
D. 6, 4.108 Ω
E. Aucune réponse n’est exacte.
Question 11 : Quelle est la valeur de la résistance membranaire de cet axone pour
une unité de surface ?
Remarque : par unité de longueur → .m−1 , pour une unité de longueur → .m (donc
par exemple la résistivité est donnée dans l’énoncé pour une unité de longueur.)
A. 1, 2.10−9 Ω.m2
B. 1, 2.10−8 Ω.m2
C. 9.10−2 Ω.m2
D. 9.10−1 Ω.m2
E. 1, 8.10−2 Ω.m2
Question 12 : En déduire la valeur de la conductance membranaire par unité de surface.
A. 1, 5.107 Ω−1 .cm−2
B. 1, 5.103 Ω−1 .cm−2
C. 11Ω−1 .cm−2
D. 1, 1.10−3 Ω−1 .cm−2
E. Aucune réponse n’est exacte.
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Question 13 : Quelle est la valeur de la résistance membranaire totale de cet axone ?
A.
B.
C.
D.
E.
1, 4.105 Ω
1, 9.10−3 Ω
5, 7.1010 Ω
7, 6.102 Ω
Aucune réponse n’est exacte.
Exercice 3
Question 14 : On excite une fibre nerveuse avec un courant de forme rectangulaire et
d’intensité égale à 4 fois la rhéobase.
Exprimez en fonction de RC la durée nécessaire pour atteindre la valeur seuil de dépolarisation.
A.
B.
C.
D.
E.
t = 0,69 RC
t = 2 RC
t = 0,41 RC
t = 0,29 RC
t = 4 RC
Exercice 4
Question 15 : Parmi les propositions suivantes concernant les canaux ioniques et les
perméabilités membranaires, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?
A. Les canaux ioniques de sodium sont bloqués pendant la pointe.
B. Les canaux ioniques du sodium et du potassium fonctionnent selon les mêmes
processus.
C. Les canaux ioniques du sodium permettent à ce ions de rentrer dans la cellule
D. Lors d’un potentiel d’action, on observe une sortie brusque de potassium puis une
entrée de sodium.
E. Lors d’un potentiel d’action, les perméabilités membranaires du sodium et du potassium diminuent fortement.
Question 16 : On place une cellule dans un milieu contenant du tétraéthylammonium,
un poison bloquant les canaux ioniques du potassium. On stimule cette cellule de
manière à obtenir un potentiel d’action.
Parmi les propositions suivantes, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?
A.
B.
C.
D.
E.
On observe un courant entrant puis sortant.
On observe un courant sortant puis entrant.
On observe uniquement un courant entrant.
On observe uniquement un courant sortant.
On n’observe pas de courant.
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Exercice 5
On s’intéresse à une fibre nerveuse dont le potentiel de membrane au repos est de
-90 mV et donc le seuil de dépolarisation est de 15 mV. On stimule cette fibre en un
point P de manière à obtenir une pointe. La différence de potentiel de la membrane au
niveau de ce point est mesuré à 20mV lors du maximum de la pointe.
On donne λ = 1mm.
Question 17 : Quelle est la valeur du potentiel de membrane à 1, 4 mm du point P ?
A. 27 mV
B. −63 mV
C. 2, 7 mV
D. 148 mV
E. −90 mV
Question 18 : La valeur de ce potentiel est-elle suffisante pour déclencher un potentiel
d’action ?
A. Oui.
B. Non.
Exercice 6
Une cellule nerveuse est placée dans un milieu composée d’ions chlorure et potassium. Le potentiel de membrane au repos est mesuré à -90 mV.
On donne :
– [Cl− ]extracellulaire = 127, 5 mmol/L
– [K + ]intracellulaire = 140 mmol/L
– [K + ]extracellulaire = 5 mmol/L
Question 19 : Sachant qu’il n’existe pas de transport actif pour le chlore et que le
flux net électrodiffusif est nul pour cet ion, quelle est la valeur de sa concentration
intracellulaire ?
A. 2, 5 mmol/L
B. 3 mmol/L
C. 3, 5 mmol/L
D. 4 mmol/L
E. 4, 5 mmol/L
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Question 20 : L’épaisseur de la membrane de cette cellule est de 45 Å. Quelle est la
valeur absolue du champ électrique résidant à l’intérieur de la membrane ?
A. 2.107 V.m−1
B. 2.106 V.m−1
C. 2.1010 V.m−1
D. 2.109 V.m−1
E. 2.108 V.m−1
Question 21 : La conductance membranaire par unité de surface de l’axone de cette
cellule est de 1, 5.102 Ω−1 .m−2 . Quelle est la valeur de la résistivité membranaire ?
A. 3, 3.1010 Ω.m
B. 6, 75.10−7 Ω.m
C. 3.10−11 Ω.m
D. 1, 5.106 Ω.m
E. 3, 3.105 Ω.m
Question 22 : On soumet cet axone à un courant d’intensité égale double de la rhéobase. On observe l’apparition d’une pointe au bout de 2 ms. Quelle est la valeur de la
capacité membranaire par unité de surface ?
A. 43 µF.cm−2
B. 1, 9.10−2 µF.cm−2
C. 1, 9µ F.cm−2
D. 9, 2µ F.cm−2
E. 2, 3µ F.cm−2
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