Quiz: Énergie et transport ionique en biologie — 16 domande

1. Qu’exprime un gradient électrochimique à travers une membrane ?

A. Une différence de température entre les deux compartiments

B. Une différence de taille des molécules de part et d’autre

C. Une différence de viscosité du milieu de part et d’autre

D. Une différence de potentiel qui combine concentration et charge électrique

Answer: (D)

Spiegazione

Un gradient électrochimique associe une composante chimique liée à la concentration et une composante électrique liée au potentiel membranaire. C’est cette combinaison qui oriente le déplacement des ions.

2. Quel mécanisme membranaire permet le passage sélectif d’ions selon leur gradient ?

A. Un récepteur nucléaire

B. Une pompe à glucides

C. Un canal ionique

D. Une enzyme cytosolique

Answer: (C)

Spiegazione

Les canaux ioniques forment un passage sélectif qui laisse passer les ions selon leur gradient. Un transporteur se lie aussi au soluté, mais le canal correspond ici au passage sélectif demandé.

3. Dans l’analogie gravitationnelle, à quoi correspond principalement une différence de hauteur ?

A. À une différence d’énergie potentielle

B. À une différence de pression osmotique

C. À une différence de conductivité électrique

D. À une différence de solubilité

Answer: (A)

Spiegazione

Une différence de hauteur se traduit par une différence d’énergie potentielle gravitationnelle. Par analogie, un gradient de concentration correspond à une énergie potentielle chimique.

4. Pourquoi soulever un objet demande-t-il de l’énergie ?

A. Parce qu’on augmente sa vitesse initiale

B. Parce qu’on augmente son énergie potentielle liée à la hauteur

C. Parce qu’on annule sa force de gravité

D. Parce qu’on diminue sa masse

Answer: (B)

Spiegazione

Soulever un objet stocke de l’énergie sous forme d’énergie potentielle gravitationnelle. Cette énergie dépend de la masse et de la hauteur atteinte.

5. Dans quelle direction se fait spontanément la diffusion moléculaire ?

A. De la faible concentration vers la forte concentration

B. Uniquement si la température augmente

C. Uniquement quand le fluide est en mouvement

D. De la forte concentration vers la faible concentration

Answer: (D)

Spiegazione

La diffusion spontanée va d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. C’est le principe décrit par la première loi de Fick à l’état stationnaire.

6. Que représente une molécule située dans une zone de forte concentration ?

A. Une énergie électrique plus élevée par défaut

B. Une absence de gradient énergétique

C. Une énergie chimique potentielle plus élevée

D. Une énergie chimique potentielle nulle

Answer: (C)

Spiegazione

Une zone de forte concentration correspond à une énergie chimique potentielle plus élevée. Le gradient énergétique ainsi créé tend à diminuer ce déséquilibre par diffusion.

7. Comment le potentiel chimique d’un soluté dépend-il de sa localisation ?

A. Il dépend uniquement de sa couleur

B. Il dépend seulement de la température externe

C. Il dépend uniquement de sa masse moléculaire

D. Il dépend de sa concentration locale

Answer: (D)

Spiegazione

Le potentiel chimique est une grandeur énergétique liée à la concentration locale du soluté. Il varie donc selon l’endroit où se trouve la molécule.

8. Quel effet peut avoir la sortie de potassium d’une cellule ?

A. Elle annule immédiatement tout potentiel membranaire

B. Elle empêche toute différence de concentration

C. Elle rend le cytoplasme plus positif et provoque une dépolarisation durable

D. Elle rend le cytoplasme plus négatif et provoque une hyperpolarisation

Answer: (D)

Spiegazione

Si le potassium sort, l’intérieur de la cellule devient plus négatif, ce qui correspond à une hyperpolarisation. Cela modifie la tendance au mouvement ionique à travers la membrane.

9. Que décrit le potentiel électrochimique d’un ion ?

A. La seule contribution de la concentration

B. La seule contribution du potentiel électrique

C. La somme d’une composante chimique et d’une composante électrique

D. La vitesse moyenne de diffusion de l’ion

Answer: (C)

Spiegazione

Le potentiel électrochimique additionne la contribution chimique liée au gradient de concentration et la contribution électrique liée au potentiel membranaire. C’est cette somme qui décrit l’énergie de l’ion à travers la membrane.

10. À quoi correspond le potentiel de Nernst d’un ion ?

A. Au point où les forces chimiques et électriques s’équilibrent pour cet ion

B. À la concentration totale de l’ion dans le cytoplasme

C. À la vitesse maximale de transport de l’ion

D. Au potentiel membranaire global de la cellule

Answer: (A)

Spiegazione

Le potentiel de Nernst est le potentiel pour lequel le gradient électrochimique de cet ion est nul. À ce point, les forces chimique et électrique se compensent.

11. Que permet de prévoir l’écart entre le potentiel membranaire et le potentiel de Nernst d’un ion ?

A. La masse de l’ion

B. Le sens et l’intensité du flux ionique

C. La synthèse de l’ion

D. La couleur de la membrane

Answer: (B)

Spiegazione

La différence entre Vm et Eion détermine la direction du flux et son importance. Si les deux valeurs diffèrent, il existe une force motrice pour le passage de l’ion.

12. Pourquoi le potentiel électrochimique est-il identique des deux côtés de la membrane à l’équilibre ?

A. Parce que la concentration devient toujours nulle

B. Parce que la membrane devient imperméable

C. Parce que le flux net entrant égale le flux net sortant

D. Parce que l’ion cesse d’exister

Answer: (C)

Spiegazione

À l’équilibre, il n’y a pas de flux net : ce qui entre compense ce qui sort. Cela correspond à une égalité du potentiel électrochimique de part et d’autre de la membrane.

13. Quel transporteur assure l’échange bicarbonate/chlorure dans le globule rouge ?

A. La pompe sodium-potassium

B. La calmoduline

C. L’ATP synthase

D. AE1, aussi appelé band 3

Answer: (D)

Spiegazione

Le transporteur AE1, appelé aussi band 3, assure l’échange HCO3-/Cl- dans l’érythrocyte. Cet échange est un exemple de transport couplé.

14. Pourquoi l’échange HCO3- / Cl- est-il dit électroneutre ?

A. Parce que les deux ions sont neutres

B. Parce qu’aucun ion ne traverse la membrane

C. Parce qu’un ion entre pendant qu’un ion sort

D. Parce que la membrane devient sans charge

Answer: (C)

Spiegazione

L’échange est électroneutre car il s’effectue sur une base 1 contre 1 : un ion sort tandis qu’un autre entre. Le bilan électrique global est ainsi compensé.

15. Dans les tissus, qu’est-ce qui favorise la formation de bicarbonate à partir du CO2 ?

A. Une pCO2 faible et une hémoglobine oxygénée

B. Une absence d’anhydrase carbonique

C. Une pCO2 élevée et une hémoglobine désoxygénée

D. Une pO2 élevée et une faible concentration de Cl-

Answer: (C)

Spiegazione

Dans les tissus, la pCO2 élevée et l’état désoxygéné de l’hémoglobine favorisent la captation des H+ et l’orientation vers HCO3-. Cela correspond au rôle fonctionnel associé à l’effet Haldane.

16. Dans les poumons, quel événement pousse la réaction vers la formation de CO2 ?

A. La diminution de la pH qui bloque l’échangeur

B. La conversion du CO2 en carbamate uniquement

C. La hausse de la pCO2 alvéolaire qui retient le bicarbonate

D. L’oxygénation de l’hémoglobine qui libère des H+

Answer: (D)

Spiegazione

Dans les poumons, l’hémoglobine oxygénée libère les H+, ce qui favorise la reconversion de HCO3- en CO2. Le CO2 peut alors diffuser vers les alvéoles et être expiré.