EXERCICES D’APPLICATION ECHANGES TRANSMEMBRANAIRES
EXERCICE 1
Soit une solution aqueuse de 750ml contenant les composants suivants : Ca++ : 1.8 meq, Na+ : 103.5 meq, CI - : 75 meq, glucose : 0.63g et urée : 180mg.
On donne : Murée = 60g/mol et Mglu = 180g/mol
1- calculer l'osmolarité et la concentration équivalente globale de cette solution.
2- calculer l’abaissement cryoscopique correspondant.
On donne : la constante cryoscopique de l’eau, K = 1,86 (°K. L /osmole)
3- combien de gramme de glucose on devrait rajouter à la solution pour que l’abaissement cryoscopique soit de 0.54°K.
EXERCICE 2
Soient deux compartiments de 1 litre chacun, séparés par une membrane.
Le premier compartiment (I) contient au départ une solution aqueuse avec : 75 mmol de NaCI, 0.63 g de glucose.
Le deuxième compartiment (II) contient au départ une solution aqueuse avec 1,16 g/l de NaCI et 5,4 g/l de glucose.
On donne les masses molaires de NaCl : 58 g/mole, du glucose : 180g/mole et de la protéine : 2.104 g/mole.
1- Sachant que la membrane qui sépare les deux compartiments est hémiperméable, décrire le mouvement de transfert des particules entre les deux compartiments.
2- Supposons qu’au départ dans le compartiment (II), en plus des composants déjà cités, il y a 200 grammes d’une protéine de poids moléculaire 2.104 g/mol et que la membrane est perméable à toutes les particules sauf à la protéine.
a- Calculer la pression osmotique des deux compartiments.
On donne K (constante des gaz parfaits) = 8,32 J.K-1.mol-1, la température est de 27°C. Pour ce calcul les volumes pour les concentrations seront exprimés en m3.
b- décrire le mouvement de transfert des particules entre les deux compartiments.
c- de point de vu osmotique, comment peut-on qualifier la solution (II) par rapport à la solution (I).
EXERCICE 3
On considère 2 compartiments A et B séparés par une membrane. À l’équilibre, après les échanges de matière à travers la membrane, les concentrations des deux solutions sont les suivantes.
Le compartiment A contient : 0.1mmol/l de potassium, 0.15mmol/l de sodium et du chlore.
Le compartiment B contient : 0.5mmol/l de potassium, 0.2mmol/l de sodium et du chlore.
1- donner la concentration en chlore dans chacun des deux compartiments, si on considère que l’électroneutralité est réalisée.
2- calculer la ddp de membrane qui s’installe à l’équilibre si on considère que la membrane est perméable uniquement au K
+.
(On donne
RT
F lo g
ex=58(mV )lo g
10x
pour T=20⁰C)EXERCICE 4
On dispose d’un récipient formé de deux compartiments A et B de même volume séparés par une membrane sélective. La composition des deux compartiments à
20⁰Cest telle que sur le schéma suivant :
A
[NaX]= 0.15mmol/l
B
[NaCl]= 0.15mmol/l
La membrane est perméable à Na
+et à Cl
-. X
-est un macro-ion qui ne peut pas diffuser à travers la membrane.
A l'équilibre on mesure une ddp spontanée V
1-V
2= -18 mV
(On donneRT
F lo g
ex=58(mV )lo g
10x
pour T=20⁰C)1- Calculer les concentrations en Cl
-et en Na
+dans les deux compartiments à l'équilibre.
2- La relation de Gibbs Donnan est-elle vérifiée à l’équilibre ? Justifiez votre réponse.
3- Quel est l’intérêt, pour la cellule, de la présence de macromolécules non diffusibles ?
4- Que pensez-vous de l’électroneutralité des deux compartiments ? Justifiez votre réponse.
ÉLÉMENTS DE RÉPONSE EXERCICE 1
1- Cosm globale= ∑ Cosm
¿ 247.87 mmol / l
Ceq globale= ∑ Ceq
¿ 240.4 meq /l
2-
∆ θ =k . C
osmolale=1,86 .247,87 . 10
−3=0,46 ° K
. Ici osmolalité = osmolarité car le solvant est l’eau 1l=1kg 3- il faut rajouter 31.5 mmol de glucose soit 31,5 . 10-3 . 180 = 5,67gEXERCICE 2
1- La membrane est hémiperméable, elle ne laisse diffuser que le solvant qui est ici l’eau. L’eau passera du compartiment II qui a la plus faible osmolarité au compartiment I. Les autres particules ne diffusent pas.
2-
Π
osI¿ 153,5 .300 . 8,32=3,83 10
5Pa Π
osII¿ 80 .300 . 8,32=1,99 10
5Pa
Les solutés (glucose, Na+, Cl-) vont équilibrer leurs concentrations de part et d’autre de la membrane.
L’eau diffusera du compartiment I au compartiment II. La solution contenue dans le compartiment II est hypertonique par rapport à la solution contenue dans le compartiment I.
EXERCICE 3
