Question 1. Concernant la diffusion, Quelle est la proposition fausse?

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1 Question 1. Concernant la diffusion, A. Une membrane est dite perméable aux solutés quand elle laisse passer les solutés B. La diffusion caractérise le déplacement de solutés ou de solvant d un endroit à un autre, déplacement dont la direction dépend d une différence de concentration C. Les solutés se déplacent de l endroit où il y a le plus de solutés vers l endroit où il y a le moins de solutés D. le transfert diffusif de solutés dépend notamment de la température E. Le transfert diffusif de solutés dépend de la section et de la perméabilité de la membrane F. Plus un soluté est petit, plus sa mobilité mécanique est moindre, et moins il traverse facilement la membrane G. Le transfert diffusif d eau s appelle l osmose, et se fait dans le sens inverse du transfert diffusif de soluté, afin d équilibrer les concentrations

2 Question 2. Concernant la convection, A. Une membrane hémiperméable laisse passer la moitié des solutés B. La convection de solvant consiste en un déplacement des molécules de solvant d un endroit à un autre sous l effet d une différence de pression C. Le transfert convectif de solvant s effectue de l endroit où la pression est plus forte vers l endroit où la pression est plus faible D. La convection des solutés consiste en un déplacement des molécules de soluté d un endroit à un autre sous l effet d une poussée par les molécules d eau voisines E. Le transfert convectif de soluté s effectue de l endroit où la pression est plus forte vers l endroit où la pression est plus faible F. Le transfert convectif de solutés augmente lorsque le transfert convectif d eau augmente Le transfert convectif de solvant augmente quand la surface de la membrane augmente

3 Question 3. A. Le transfert diffusif et convectif de solutés dépend de la taille des molécules de soluté B. Au-delà du point de «cut-off» membranaire, les molécules de soluté sont trop grosses et aucune ne passe la membrane C. Avant le point de «cut-off» membranaire, le transfert convectif dépend peu de la masse moléculaire des molécules de soluté D. Avant le «cut-off» membranaire, le transfert diffusif privilégie plutôt le transfert des grosses molécules, contrairement au transfert convectif E. Au-delà du point de «cut-off» membranaire, le débit molaire diffusif de solutés est égal au débit molaire convectif de solutés F. Une membrane dialysante est inégalement perméable aux divers solutés G. Le gradient d osmolarité se dirige de l endroit où la concentration en soluté est basse vers l endroit où la concentration en soluté est grande

4 Question 4. Quelle est la proposition exacte? A. le transfert diffusif de solutés se fait dans le sens du gradient d osmolarité B. L osmose se fait dans le même sens que le transfert diffusif de solutés C. Le transfert convectif de solvant se fait selon une différence de concentration osmolale D. Les transferts diffusif et convectif sont égaux quand la masse molaire est supérieure au cut-off membranaire E. Le transfert convectif de solutés est d autant plus prononcé que la charge électrique des molécules est importante F. Si une membrane hémiperméable sépare 2 compartiments de volume variable strictement égaux, alors une différence de concentration initiale de solutés dans un compartiment entraînera à l état final une différence de pression entre les 2 compartiments G. Il peut y avoir transfert diffusif de solutés au travers d une membrane hémiperméable

5 Question 5. Une membrane perméable à un soluté s sépare deux compartiments A et B de volumes fixes tels que le volume de B est supérieur à celui de A. Initialement, la concentration de s est plus importante dans le compartiment A. Le débit molaire diffusif des molécules de s à travers la membrane peut s écrire : J d = - D.S.grad C avec D le coefficient de diffusion membranaire, S la surface de diffusion et grad C le gradient de concentration des solutés à travers la membrane. A. Si la température passe de 300 K à 150 K, alors le débit molaire diffusif de S est divisé par 2 B. À température constante, si les molécules de s sont plus petites, le coefficient D est plus grand et donc le transfert diffusif de s est plus rapide C. L équilibre sera atteint quand il y aura la même concentration de s dans chaque compartiment D. La diffusion ne nécessite pas d énergie extérieure, contrairement au transport actif où la cellule doit fournir de l énergie E. Le coefficient de diffusion membranaire dépend entre autre de la pression F. Le signe «moins» dans l expression de J d indique que le transfert diffusif de soluté s effectue dans le sens opposé au gradient de concentration, c est-à-dire de A vers B

6 Question 1. Concernant la diffusion, A. Une membrane est dite perméable aux solutés quand elle laisse passer les solutés B. La diffusion caractérise le déplacement de solutés ou de solvant d un endroit à un autre, déplacement dont la direction dépend d une différence de concentration C. Les solutés se déplacent de l endroit où il y a le plus de solutés vers l endroit où il y a le moins de solutés D. le transfert diffusif de solutés dépend notamment de la température E. Le transfert diffusif de solutés dépend de la section et de la perméabilité de la membrane F. Plus un soluté est petit, plus sa mobilité mécanique est moindre, et moins il traverse facilement la membrane G. Le transfert diffusif d eau s appelle l osmose, et se fait dans le sens inverse du transfert diffusif de soluté, afin d équilibrer les concentrations

7 Réponse : F A : VRAI. Il existe différents types de membranes : -la membrane perméable qui laisse passer librement les solutés -la membrane dialysante qui laisse passer certains solutés et pas d autres (notamment les plus gros ne passent pas) : elle est inégalement perméable aux divers solutés. -la membrane hémiperméable ne laisse pas passer les solutés ; mais laisse passer l eau. Dans ces 3 cas l eau (le solvant, qui contient les molécules de soluté) passe librement la membrane. B : VRAI. S il y a une différence de concentration en solutés (différence «d osmolarité» ou «d osmolalité») dans le solvant de part et d autre de la membrane, alors les molécules de soluté voudront se déplacer pour équilibrer les concentrations de chaque côté. C : VRAI, afin d équilibrer l osmolarité de chaque côté. C est le sens inverse du gradient d osmolarité (gradient de concentration de solutés). D : VRAI ; plus la température est élevée, plus les molécules de soluté se déplacent rapidement (un peu comme pour les molécules de gaz). E : VRAI, si la section (surface) de diffusion est grande, alors le transfert diffusif de soluté sera plus grand ; de même si la membrane est davantage perméable alors les solutés pourront mieux passer. F : FAUX : plus un soluté est petit, plus sa mobilité mécanique (notée «b») est grande, et plus il traverse facilement la membrane (imaginez un enfant qui se déplacerait plus facilement qu un adulte dans une foule de personnes). G : VRAI ; l eau (le solvant qui contient les solutés) peut aussi diffuser, aussi pour équilibrer les concentrations de part et d autre de la membrane. Elle va donc aller du compartiment où la concentration en solutés est petite vers le compartiment où la concentration est grande. Elle fait donc le chemin inverse du transfert diffusif de solutés.

8 Question 2. Concernant la convection, A. Une membrane hémiperméable laisse passer la moitié des solutés B. La convection de solvant consiste en un déplacement des molécules de solvant d un endroit à un autre sous l effet d une différence de pression C. Le transfert convectif de solvant s effectue de l endroit où la pression est plus forte vers l endroit où la pression est plus faible D. La convection des solutés consiste en un déplacement des molécules de soluté d un endroit à un autre sous l effet d une poussée par les molécules d eau voisines E. Le transfert convectif de soluté s effectue de l endroit où la pression est plus forte vers l endroit où la pression est plus faible F. Le transfert convectif de solutés augmente lorsque le transfert convectif d eau augmente G. Le transfert convectif de solvant augmente quand la surface de la membrane augmente

9 Réponse : A A : FAUX, une membrane hémiperméable ne passer aucun soluté, mais laisse quand même passer librement l eau. B : VRAI, si à l équilibre on exerce une pression sur un compartiment, alors l eau de ce compartiment va passer dans l autre compartiment. Notion importante en plus : la convection de l eau s appelle la filtration (alors que la diffusion de l eau s appelle l osmose). C : VRAI. C est d ailleurs le sens inverse du gradient de pression. D : VRAI, le transfert convectif de soluté s appelle d ailleurs «solvent-drag». C est le déplacement d eau qui entraîne ce déplacement convectif de solutés : elle «entraîne» avec elle les solutés. E : VRAI, il se fait dans le même sens que le transfert convectif de solvant. F : VRAI G : VRAI, si la surface de la membrane augmente alors on peut faire passer plus rapidement un grand nombre de molécules.

10 Question 3. A. Le transfert diffusif et convectif de solutés dépend de la taille des molécules de soluté B. Au-delà du point de «cut-off» membranaire, les molécules de soluté sont trop grosses et aucune ne passe la membrane C. Avant le point de «cut-off» membranaire, le transfert convectif dépend peu de la masse moléculaire des molécules de soluté D. Avant le «cut-off» membranaire, le transfert diffusif privilégie plutôt le transfert des grosses molécules, contrairement au transfert convectif E. Au-delà du point de «cut-off» membranaire, le débit molaire diffusif de solutés est égal au débit molaire convectif de solutés F. Une membrane dialysante est inégalement perméable aux divers solutés G. Le gradient d osmolarité se dirige de l endroit où la concentration en soluté est basse vers l endroit où la concentration en soluté est grande

11 Réponse : D A : VRAI. Il faut avoir ce schéma en tête : M est la masse moléculaire des solutés et J le débit. (Jc débit convectif, Jd débit diffusif) B : VRAI C : VRAI D : FAUX, c est le transfert convectif qui s occupe plutôt des grosses molécules, car même pour une grande masse moléculaire proche du cut-off (tout en restant inférieure) le débit est grand. E : VRAI, Au-delà du point de «cut-off» membranaire, Jc et Jd sont nuls. F : VRAI G : VRAI, c est la direction des gradients : «de l endroit où il y en a le moins vers l endroit où il y en a le plus». Donc on peut aisément comprendre que le transfert diffusif de soluté se fasse dans le sens inverse du gradient d osmolarité (ou gradient de concentration en solutés), afin d équilibrer les concentrations.

12 Question 4. Quelle est la proposition exacte? A. le transfert diffusif de solutés se fait dans le sens du gradient d osmolarité B. L osmose se fait dans le même sens que le transfert diffusif de solutés C. Le transfert convectif de solvant se fait selon une différence de concentration osmolale D. Les transferts diffusif et convectif sont égaux quand la masse molaire est supérieure au cut-off membranaire E. Le transfert convectif de solutés est d autant plus prononcé que la charge électrique des molécules est importante F. Si une membrane hémiperméable sépare 2 compartiments de volume variable strictement égaux, alors une différence de concentration initiale de solutés dans un compartiment entraînera à l état final une différence de pression entre les 2 compartiments G. Il peut y avoir transfert diffusif de solutés au travers d une membrane hémiperméable

13 Réponse : D A : FAUX, il se fait du compartiment le plus concentré en solutés vers le compartiment le moins concentré en solutés, donc dans le sens inverse du gradient d osmolarité. B : FAUX ; l osmose est le transfert diffusif de solvant (d eau), afin d équilibrer les concentrations ; elle se fait donc du moins concentré en solutés vers le plus concentré en solutés, donc dans le sens inverse du transfert diffusif de solutés. C : FAUX, la filtration d eau (transfert convectif de solvant) dépend de la pression et non pas d une concentration. D : VRAI, au-delà du cut-off il n y a plus aucun soluté qui passe : les débits diffusif et convectif sont nuls et donc égaux. E : FAUX ; la charge électrique n influence ni la diffusion, ni la convection. C est indépendant. F : FAUX, ce serait vrai si c était «sépare 2 compartiments de volume fixe». En effet, il y aura diffusion de l eau vers le compartiment le plus concentré en soluté, et puisque le volume est fixe alors la pression dans ce compartiment plus concentré va augmenter. Cela va entraîner une convection de l eau dans le sens opposé à la diffusion de l eau. (C est important à visualiser, puisque c est comme cela qu on introduit la pression osmotique au cours d après). G : FAUX, les solutés ne passent pas les membranes hémiperméables (qui ne laisse passer que l eau).

14 Question 5. Une membrane perméable à un soluté s sépare deux compartiments A et B de volumes fixes tels que le volume de B est supérieur à celui de A. Initialement, la concentration de s est plus importante dans le compartiment A. Le débit molaire diffusif des molécules de s à travers la membrane peut s écrire : J d = - D.S.grad C avec D le coefficient de diffusion membranaire, S la surface de diffusion et grad C le gradient de concentration des solutés à travers la membrane. A. Si la température passe de 300 K à 150 K, alors le débit molaire diffusif de S est divisé par 2 B. À température constante, si les molécules de s sont plus petites, le coefficient D est plus grand et donc le transfert diffusif de s est plus rapide C. L équilibre sera atteint quand il y aura la même concentration de s dans chaque compartiment D. La diffusion ne nécessite pas d énergie extérieure, contrairement au transport actif où la cellule doit fournir de l énergie E. Le coefficient de diffusion membranaire dépend entre autre de la pression F. Le signe «moins» dans l expression de J d indique que le transfert diffusif de soluté s effectue dans le sens opposé au gradient de concentration, c est-à-dire de A vers B

15 Réponse : C A : VRAI, si on regarde le formulaire on voit que J d = RTb.S.grad C, donc ici D est égal à RTb. Donc si la température (toujours en Kelvin) est divisée par 2 alors J d est divisé par 2. B : VRAI, si les molécules de s sont plus petites, b (mobilité mécanique molaire) est plus grand et donc le transfert diffusif est plus rapide C : VRAI, lorsque les concentrations sont égales il n y a plus de diffusion et donc l équilibre est atteint D : VRAI, la diffusion est un phénomène passif qui ne nécessite pas d énergie. Le transport actif nécessite par contre toujours de l énergie. E : FAUX, il n y a pas d idée de pression dans le transfert diffusif, qui est uniquement dû à une différence de concentration. F : VRAI, le gradient étant dirigé du compartiment B (où la concentration en solutés est plus faible) vers le compartiment A (où la concentration en solutés est plus grande).