Exercice 1 Voici 3 compar/ments séparés par des membranes semi-‐perméables Volume d’H2O des compar/ments : 1 = 1L 2 = 2L 3 = 2L Quan/té de soluté: 1 = 165 mg CaCl2 (MM= 110g/mol) 2 = 3240 mg de Glucose (MM=180g/mol) 3 = 900 mg de Glucose (MM=180g/mol) et 117 mg NaCl (MM= 58,5g/mol) Exercice 1 1.  Qu’est-‐ce qu’une membrane semi-‐perméable ? Une membrane semi-‐perméable est une membrane laissant passer le solvant (ici l’eau) et non les solutés (ici les ions) Exercice 1 2. Calculer l’osmolarité (en osmoles/L) des solu/ons contenues dans les 3 compar/ments. θ = concentra+on molaire x nb d'ions de la dissocia+on Concentra+on molaire = n (mol) / Vol (L) n (mol) = m (g) / MM (g/mol) Compar/ment 1 : 1L d’eau avec 165 mg CaCl2 (MM= 110g/mol) θ = ((165.10-‐3 / 110) / 1) x 3 = 0,0045 osmol/L Compar/ment 2 : 2L d’eau avec 3240 mg de Glucose (MM=180g/mol) θ = ((3240.10-‐3 / 180) / 2) x 1 = 0,009 osmol/L Compar/ment 3 : 2L d’eau avec 900 mg de glucose et 117 mg de NaCl (MM = 58,5g/mol) θ = ((900.10-‐3 / 180) / 2) x 1 + ((117.10-‐3/58,5)/2) x 2 = 0,0045 osmol/L Exercice 1 3. Comment se déplace l’H2O et pourquoi ? Dessinez sur le schéma les déplacements d’H2O ? Comment varie les volumes dans les compar/ments (Diminu/on ou Augmenta/on)? 0,0045 osmol/L 0,009 osmol/L 0,0045 osmol/L L’eau va se diﬀuser à travers les membrane semi-‐perméables des solu/ons ayant l’osmolarité la plus faible vers la solu/on ayant l’osmolarité la plus forte, c’est l’osmose Les compar/ments 1 et 3 vont diminuer de volume, le compar/ment 2 va augmenter de volume jusqu’à ce que l’osmolarité des 3 compar/ments soit égale Exercice 1 4. Qu’est-‐ce-‐que la pression osmo/que? La pression osmo/que est le minimum de pression qui doit être appliquée à une solu/on pour empêcher la diﬀusion de l'eau à travers une membrane semi-‐perméable. Exercice 1 5. Quelle est la pression osmo/que dans les compar/ments 1, 2 et 3 en mmHg ? Pression osmo*que en Pascal (Pa) = π = RT x osmolarité (mosmole/L) RT = 8,314 x 293,15 1mmHg=133,332 Pa Compar/ment 1 : π = (8,314 x 293,15 x 4,5 ) / 133,332 = 82,25 mmHg Compar/ment 2 : π = (8,314 x 293,15 x 9,0 ) / 133,332 = 164,5 mmHg Compar/ment 3 : π = (8,314 x 293,15 x 4,5 ) / 133,332 = 82,25 mmHg Exercice 1 Reprenons les mêmes compar/ments et ajoutons un piston capable d’exercer une pression dans le compar/ment 2 Exercice 1 6. Quelle pression minimum doit-‐on exercer sur le piston pour inverser les mouvements d’eau ? Jus/ﬁez. 82,25 mmHg 82,25 mmHg 164,5 mmHg La pression à exercer pour annuler la diﬀusion de l’eau est la diﬀérence entre la pression du compar/ment avec l’osmolarité la plus forte et la pression des compar/ments avec l’osmolarité la plus faible. P = π2 – π1ou 3 = 164,5 – 82,25 = 82,25 mmHg Ceie pression va annuler la diﬀusion de l’eau, une pression supérieure va donc inverser les mouvements d’eau Exercice 2 Exercice 2 1. Au repos, On enregistre un poten/el de membrane. Calculez ce poten/el membranaire sachant que la membrane cellulaire n’est perméable qu’au potassium. Equa*on de Nernst à 20°C : Eion (mV) = (58 / Z) log10 [ion]e / [ion]i E = (58/1)log10 4/160 = -‐92,9 mV Exercice 2 2. Comment expliquez-‐vous l’existence de ce poten/el de membrane ? Du fait de la diﬀérence de concentra/on de part et d’autre de la membrane (gradient chimique) il va y avoir une fuite de K+ et donc de charges posi/ves vers l’extérieur de la cellule qui induit un gradient électrique et donc une diﬀérence de poten/el de part et d’autre de la membrane. Exercice 2 3. Grace à un générateur, on dépolarise la cellule. La cellule devient alors perméable au sodium (gNa = 100). Calculez le poten/el de membrane de la cellule. (On considère que gK=1) Equa*on de Goldman-‐Hodgkin-‐Kantz à 20°C : Em (mV) = 58 x log10( gK[K+]ext+ gNa[Na+]ext) / (gK[K+]in+ gNa[Na+]in) Em = 58 x log10( 1x4+ 100x140) / (1x160+ 100x16) = 52,24 mV Exercice 2 4. D’après vos connaissances, quel phénomène est à l’origine de l’augmenta/on de la perméabilité membranaire au sodium? L’ouverture de canaux Na+ voltage-‐dépendants Exercice 2 5. On enregistre un courant pendant la dépolarisa/on. Des sauts de poten/el (en rouge) induisent les courants suivants (en bleu). Quel est ce courant ? Quelles sont ses caractéris/ques ? Il s’agit d’un courant entrant Ce courant entrant est d’autant plus important que le voltage imposé est élevé, et diminue avant la ﬁn de la s/mula/on Exercice 3 Le document suivant représente l’évolu/on de la satura/on en oxygène de l'hémoglobine en fonc/on de la pression par/elle d'oxygène pour un pH à 7,4 et une PCO2 à 5,3 kPa: !
Exercice 3 1.  A son arrivée au niveau des alvéoles pulmonaires, le sang passe d’une PO2 à 5 kPa (sang veineux) à une PO2 de 14 kPa. En vous aidant de la courbe de dissocia/on de l’hémoglobine si dessus, décrivez comment évolue alors la ﬁxa/on de l’oxygène sur l’hémoglobine. En passant de 5 à 14 kPa la satura/on en oxygène de l’hémoglobine est passée de 75% à 100% : de l’oxygène s’est ﬁxé sur l’hémoglobine !
Exercice 3 2. Au niveau /ssulaire, on mesure un pH à 7,3 et une PCO2 à 10 kPa. Comment ces condi/ons vont modiﬁer la courbe de dissocia/on de l’hémoglobine ? faites ﬁgurer ceie modiﬁca/on sur le schéma. Un pH acide et une PCO2 élevée décalent la courbe de dissocia/on de l’hémoglobine vers la droite : c’est l’eﬀet Bohr !
Exercice 3 3. Toujours au niveau /ssulaire, on mesure la PO2 à 5 kPa. En vous aidant du schéma, expliquez évolue la ﬁxa/on de l’oxygène sur l’hémoglobine au niveau des /ssus. Au niveau /ssulaire, on a une PO2 à 5kPa, un pH à 7,3 et une PCO2 à 10 kPa, la satura/on de l’hémoglobine en oxygène sera d’environ 30%, et donc de l’oxygène a été libéré !
Exercice 4 Iden/ﬁez ces cellules sanguines en jus/ﬁant vos réponses de manière concise •  Polynucléaire (ou granulocyte) basophile •  Nombreuses granula/ons bleu-‐noir Exercice 4 •  Polynucléaire (ou granulocyte) neutrophile •  Noyaux polylobé, cytoplasme clair avec granula/ons non colorables Exercice 4 •  Monocyte •  Cellule plus grosse, noyaux en fer à cheval Exercice 4 •  Lymphocyte •  Cellule plus pe/te, noyaux sphérique et dense, cytoplasme minoritaire en bordure Exercice 5 Exercice 5 1. Quelle est la méthode, présentée ci-‐dessous, pour déterminer le groupe sanguin ABO ? Expliquez la méthode. Il s’agit du test de Beth Vincent, ou épreuve globulaire. C’est un test consistant à meCre en évidence les an+gènes du système ABO de la surface des globules rouges à l’aide d’an+corps spéciﬁques an+-‐A, an+-‐B et an+-‐AB. Pour cela on met en contact des GR à tester avec les an/corps et on recherche la présence d’une agglu+na+on qui signera la présence de l’an/gène. Exercice 5 2. Iden/ﬁez le groupe sanguin ABO des 4 pa/ents ci-‐dessous. 1 A 2 O 3 B 4 AB