Transcript Exercices de révision et corrigé
Exercices de révision & corrigé Cours de biophysique Exercice 1
Soit le liquide physiologique ayant la composition suivante : NaCl KCl CaCl2 MgSO4 Concentration molaire (mM) 118 3.2 2.5 1.2 a) b) c) Calculer l’osmolarité du liquide. Calculer la concentration en équivalent du chlore. Calculer la fraction du sodium.
Exercice 2
KH2PO4 1.2 NaHCO3 25 Glucose 10 Lors d’une stimulation supraliminaire de l’axone, il se produit la naissance d’un potentiel d’action due à une entrée massive de Na + . Pour maintenir le gradient de concentration de Na + entre l’intérieur et l’extérieur, la pompe Na/K expulse de Na + vers l’extérieur. a) b) Calculer l’énergie dépensée par l’axone pour expulser une mole de Na + . De quel type de transport s’agit-il ? c) Sachant que l’hydrolyse d’une mole d’ATP libère 32000J, calculer le nombre de mole d’ATP nécessaire pour expulser une mole de Na [Na]ext = 140 mM et [Na]int = 15 mM + . On donne : R = 8.32 J/mol/°K, F = 95600 C, T = 25 °C et Er = - 70 mV
Exercice 3
La mesure du potentiel de repos d’un axone placé dans une solution physiologique donne une valeur de -75 mV. a) b) Sachant que la concentration intracellulaire de K + est 140 mM, calculer le potentiel d’équilibre des ions K + . Si la membrane était perméable uniquement aux ions K + , quel serait son potentiel de c) d) repos. Quelle conclusion en tirez-vous ? Que se passe t-il lorsque l’axone est stimulé par une stimulation supraliminaire ? e) Décrire la réponse obtenue. On donne : R = 8.32 J/mol/°K, F = 95600 C, T = 25 °C et [K]ext = 5 mM
Exercice 4
Un homme au repos a une fréquence cardiaque de 65 battement/min. Le volume sanguin éjecté par son cœur est 80 ml/ battement. a) Sachant que la section de l’artère aorte est 4 cm 2 et la section totale de l’ensemble du réseau capillaire est 0.5m
2 , calculer la vitesse de l’écoulement du sang au niveau de l’aorte et au niveau du réseau capillaire. 1/3
b) La mesure de la pression artérielle systolique de cet homme au niveau de la région thoracique donne 120 mmHg. Calculer la pression sanguine au niveau de la tête dans les deux situations suivantes : • • • Position debout c) • Position couchée. Transformer les valeurs trouvées en mmHg . On suppose que les veines et artères peuvent être assimilées à des tubes ordinaires. On donne : Distance thorax - tête = 40 cm. Masse volumique du sang ρ sang = 1050 kg/ m 3
Exercice 5
A Soit le montage de la figure ci-contre. Un point A est situé à 2 m de profondeur. a) Calculer la pression hydrostatique au niveau du point A. b) Un tube de diamètre 2 mm est placé en contact avec le liquide comme le montre le schéma. Déterminer la montée maximale du liquide dans le tube. On donne : • • • • • Pression atmosphérique P 0 =101 325 Pa Masse volumique du liquide ρ = 1000 kg/ m 3 Tension superficielle du liquide σ = 72.10
-3 N/m g = 10 m.s
-2 on considère que le liquide mouille parfaitement (angle de mouillage = 0) 2/3
Corrigé
Remarque : seul le résultat final est donné dans ce corrigé.
Exercice 1 :
a) Osmolarité = 314.9 mosmoles b) Concentration en équivalent de Cl -‐ = 126.2 mEq / L c) Fraction de Na + = 0.45
Exercice 2
a) Energie dépensée par l’axone pour expulser une mole de Na + = 12 292 J/mole b) Transport actif c) Nombre de mole d’ATP nécessaire pour expulser une mole de Na + = 0.38 moles
Exercice 3
a) E K = -‐ 85 mV b) Er serai – 85 mV c) Lla membrane est perméable à d’autres ions mais la perméabilité au K+ est dominante. d) Naissance d’un potentiel d’action e) Le signal est formé de 3 phases : dépolarisation, repolarisation, hyperpolarisation.
Exercice 4
a) Calcul des vitesses : aorte : v = 0.216 m/s -‐ capillaires : v = 1.73 10 -‐4 m/s b) Application de la loi de Pascal (attention : convertir la pression en Pa avant de faire les calculs) Pression au niveau de la tête : -‐ Position debout : h = 0.4 m -‐ P = 11798 Pa = 88 mmHg -‐ Position couchée : h = 0 m -‐ P = 15998 Pa = 120 mmHg
Exercice 5 :
a) Pression au niveau de A : Loi de Pascal : P A = 121 325 Pa b) Montée du liquide : loi de Jurin : h = 14 mm 3/3