Qcm 12-13 déplacement moléculaire

[pass_partout]

Bonsoir, je n’arrives pas à comprendre comment peut on déterminer dans quelle compartiment se trouve la protéine, et comment définir sa charge ?

Merci d’avance à la personne qui me répondra 

bon week-end 

[YannickCouNiTat]

Coucou @pass_partout ! J'espère que tu vas bien :)

 

Alors, les QCMs de déplacements moléculaires, ils seront de deux types le jour de l'examen : calcul d'un débit diffusif de solvant (à l'aide de la formule de jd) et calcul des concentrations de soluté suite à des mouvements diffusifs et migratifs (comme celui là). C'est donc super important de s'entrainer et se rentraîner sur ce type de QCMs, car tu peux être quasiment sûr que l'un des deux tombera le jour J (et aussi parce que, dans le cas de ce type d'exercices, la résolution peut s'avérer un peu rigoureuse).

 

Donc, pour résoudre ce QCM, tu dois raisonner par étapes :

 

- D'abord, il faut définir l'équation de Donnan, alias la formule de condition de diffusion (qui ne s'applique que pour les ions diffusibles, donc ici, tu ne prendras pas en compte la macromolécule P car on te dit qu'elle ne diffuse pas à travers la membrane).

Révélation

Cette formule prend ici la forme de : [Na+]1 * [Cl-]1 = [Na+]2 * [Cl-]2.

 

- A partir de cette formule maintenant, et des données qui te sont citer dans l'énoncé, tu dois pouvoir être capable de calculer une des concentrations présente dans ton équation.

Révélation

Ici, on te donne [Na+]1 * [Cl-]1 = 0,81 (mol/L)^2 et [Cl-2] = 3 mol/L, donc : [Na+]2 = [Na+]1 * [Cl-]1 / [Cl-]2 = 0,81/3 = 0,27 mol.L-1.

 

- Une fois que c'est fait, tu as une étape un peu délicate qui s'intéresse aux valeurs algébriques de tes concentrations et qui vont te permettre de déterminer la position de ta macromolécule : si dans un compartiment, tu trouves qu'il y a des concentrations en anions et en cations qui ne sont pas égales, cela veut dire qu'il existe également dans ce compartiment une espèce ionisée qui, de part sa charge, va venir créer un déséquilibre en terme de concentration : c'est la macromolécule. Ainsi, tu es capable de déterminer que dans l'autre compartiment, la concentration en ions est égale, car il n'y aura pas la protéine. C'est à partir de cette étape que tu vas pouvoir définir tes conditions d'électroneutralité, maintenant que tu connais la position de P.

Révélation

On observe bien que [Na+]2 ≠ [Cl-]2, ce qui signifie qu'il existe une espèce dans le compartiment 2 qui exerce une charge qui va venir créer une inégalité dans les espèces ioniques du compartiment : c'est P. Maintenant que l'on sait ça, on peut dire que, d'après les conditions d'électroneutralité :

- [Na+]2 + 10[P10+]2 = [Cl-]2 (si la valence de la macromolécule est positive) ou [Na+]2 = [Cl-]2 + 10[P10-]2 (si la valence la macromolécule est négative). On observe qu'il faut ajouter un coefficient à la concentration de [P10±]2 qui correspond à la valence de la macromolécule. On va définir la charge de P juste après et donc confirmer la bonne condition d'électroneutralité dans le compartiment 2.

- [Na+]1 = [Cl-]1, or,  [Na+]1 * [Cl-]1 = 0,81 (mol/L)^2 = [Na+]1 * [Na+]1 = 0,81 (mol/L)^2 <=> [Na+]1 = √(0,81) = 0,9 mol/L-1 = [Cl-]1.

 

- Enfin (c'est la dernière étape promis mdrrr), il faut définir la charge de ta protéine. Pour ça, on va s'intéresser à la concentration ionique prépondérante dans le compartiment de ta macromolécule : il faut comparer les concentrations en anions et en cations dans ce compartiment, et raisonner en gardant en tête que la charge totale de celui-ci est neutre. Ainsi, si tu as [A-] > [C+], cela signifie que ta macromolécule possède une charge positive afin de contrebalancer l'excès de charges négatives dissoutes dans ton compartiment et assurer la neutralité électrique. A l'inverse, si tu as [C+] > [A-], la macromolécule va avoir une charge négative pour contrebalancer l'excès de charges positives et assurer la neutralité électrique.

Révélation

On voit que [Cl-]2 > [Na+]2 : il y a une prépondérance de charges négatives, ce qui signifie que P va être chargé positivement. La bonne condition d'électroneutralité est donc [Na+]2 + 10[P10+]2 = [Cl-]2. Tu peux déterminer [P10-]2 en réorganisant ta formule, comme : 

[P10-]2 = ([Cl-]2 - [Na+]2) / 10 = (3 - 0,27) / 10 = 0,273 mol/L.

 

Et voilà pour ce type de QCM ! Ces résolutions peuvent te paraître compliquées, mais à force de t'entrainer sur ceux-ci, ça devient vraiment automatique. Si tu as d'autres questions, n'hésite surtout pas !

 

Bon courage :)

[pass_partout]

Merci beaucoup d’avoir détailler ton explication. Je vais essayer d’appliquer les différentes étapes sur un autre qcm de ce type.

Bonne journée Yannick