QCM : Canaux ioniques et membrane (29 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété définit un canal ionique dans une membrane ?

Ses changements de conformation permettent le passage passif d’ions spécifiques.
Il forme une bicouche lipidique qui laisse diffuser passivement les ions.
Ses changements de conformation permettent le passage de toutes les molécules.
Il utilise de l’énergie pour transporter des ions spécifiques contre leur gradient.

Ses changements de conformation permettent le passage passif d’ions spécifiques.

Explication

Un canal ionique est une protéine membranaire dont les changements de conformation autorisent le passage passif d’ions spécifiques. Le transport contre le gradient relève d’un transport actif, tandis que le passage de toutes les molécules et la formation d’une bicouche ne définissent pas un canal.

2. Dans une cellule de muscle squelettique de mammifère, quelle paire de concentrations correspond à Na⁺, de l’extérieur vers l’intérieur ?

4 mmol/L à l’extérieur et 150 mmol/L à l’intérieur.
114 mmol/L à l’extérieur et 3 mmol/L à l’intérieur.
20 mmol/L à l’extérieur et 145 mmol/L à l’intérieur.
145 mmol/L à l’extérieur et 20 mmol/L à l’intérieur.

145 mmol/L à l’extérieur et 20 mmol/L à l’intérieur.

Explication

Pour Na⁺, la concentration est de 145 mmol/L dans le milieu extracellulaire et de 20 mmol/L dans le milieu intracellulaire. L’inversion échange les compartiments, tandis que les valeurs 4/150 et 114/3 correspondent respectivement à K⁺ et Cl⁻.

3. Une molécule apolaire est dispersée dans l’eau : quelle propriété explique sa faible interaction avec ce solvant ?

Elle attire les charges partielles de l’eau et se comporte comme une molécule hydrophile.
Elle n’interagit pas avec l’eau et se comporte comme une molécule hydrophobe.
Elle s’entoure d’une couche d’hydratation et se comporte comme une molécule hydrophile.
Elle se dissout dans l’eau en raison de ses interactions polaires avec le solvant.

Elle n’interagit pas avec l’eau et se comporte comme une molécule hydrophobe.

Explication

Les molécules apolaires n’interagissent pas avec l’eau et sont hydrophobes. L’attraction des charges partielles et la couche d’hydratation caractérisent plutôt les ions et les molécules polaires, tandis qu’une bonne solubilité dans l’eau ne correspond pas à l’hydrophobie.

4. Quelle description correspond à la structure amphiphile d’un phospholipide ?

Une tête polaire hydrophile portant un phosphate et une queue d’acide gras apolaire hydrophobe.
Une tête apolaire hydrophobe portant un phosphate et deux queues d’acides gras polaires hydrophiles.
Une tête polaire hydrophile portant un phosphate et deux queues d’acides gras apolaires hydrophobes.
Une tête polaire hydrophobe portant un phosphate et deux queues d’acides gras apolaires hydrophiles.

Une tête polaire hydrophile portant un phosphate et deux queues d’acides gras apolaires hydrophobes.

Explication

Le phospholipide associe une tête polaire hydrophile portant un groupement phosphate à deux queues d’acides gras apolaires hydrophobes. Inverser les propriétés des parties, réduire à une queue ou déplacer l’hydrophilie vers les queues déforme cette organisation.

5. Une classification des canaux ioniques doit distinguer les quatre types présentés : lesquels faut-il y inclure ?

Ligand-dépendants, deux types voltage-dépendants et mécanosensibles.
Ligand-dépendants, gradient-dépendants, canaux de fuite et mécanosensibles.
Ligand-dépendants, voltage-dépendants, canaux actifs et mécanosensibles.
Ligand-dépendants, voltage-dépendants, canaux de fuite et mécanosensibles.

Ligand-dépendants, voltage-dépendants, canaux de fuite et mécanosensibles.

Explication

Les quatre catégories sont les canaux ligand-dépendants, voltage-dépendants, de fuite et mécanosensibles. Les canaux actifs et gradient-dépendants ne remplacent pas les catégories de la classification, et compter deux fois les canaux voltage-dépendants ne donne pas les quatre types.

6. Une cellule reçoit une hormone qui se fixe à un récepteur spécifique associé à un canal : quel événement déclenche l’ouverture de ce canal ligand-dépendant ?

La variation du potentiel de membrane autour du canal.
La fixation de l’hormone sur son récepteur spécifique.
La fixation d’un ion sur le récepteur spécifique du canal.
Le déplacement de l’ion selon son gradient de concentration.

La fixation de l’hormone sur son récepteur spécifique.

Explication

Un canal ligand-dépendant s’ouvre lorsque son ligand, par exemple une hormone, se fixe à un récepteur spécifique. Une variation du potentiel déclenche l’ouverture d’un canal voltage-dépendant, tandis que le gradient détermine le sens du déplacement de l’ion une fois le canal ouvert.

7. Un canal voltage-dépendant est ouvert pendant une dépolarisation. Que lui arrive-t-il lorsque la membrane se repolarise ?

Il revient à l’état fermé
Il s’ouvre davantage
Il se ferme lorsque le gradient s’annule
Il reste dans l’état ouvert

Il revient à l’état fermé

Explication

La dépolarisation ouvre le canal, tandis que la repolarisation le ramène à l’état fermé. L’ouverture accrue inverse ces rôles, et la fermeture décrite n’est pas attribuée à l’annulation du gradient.

8. Dans une expérience, deux ions traversent des canaux ouverts, mais leurs charges diffèrent et le potentiel de membrane influence leur mouvement. Quel ensemble de facteurs détermine le sens du déplacement de chaque ion ?

Le gradient de concentration et le potentiel de membrane
Le gradient de concentration et la charge
Le gradient de concentration, la charge et le potentiel de membrane
La charge et le potentiel de membrane

Le gradient de concentration, la charge et le potentiel de membrane

Explication

Le sens du déplacement dépend conjointement du gradient de concentration, de la charge de l’ion et du potentiel de membrane, qui composent le gradient électrochimique. Chaque réponse partielle omet l’un de ces facteurs.

9. Pour un ion donné, que caractérise son potentiel d’équilibre ?

Le potentiel où son flux net transmembranaire est nul
Le potentiel où ses canaux sont fermés
Le potentiel de membrane au repos de la cellule
Le potentiel où chaque ion cesse individuellement de se déplacer

Le potentiel où son flux net transmembranaire est nul

Explication

Le potentiel d’équilibre est le potentiel pour lequel le flux net transmembranaire de l’ion est nul. Cela ne signifie pas que chaque ion cesse de bouger, ni que les canaux sont fermés ou que ce potentiel correspond nécessairement au repos.

10. Une étudiante veut calculer le potentiel d’équilibre d’un ion à partir de sa charge et de ses concentrations de part et d’autre de la membrane. Quelle relation doit-elle utiliser ?

Eion=2,303RTzF([ion]e−[ion]i)E_{ion}=\frac{2{,}303RT}{zF}\left([ion]_e-[ion]_i\right)
Eion=2,303RTzFlog⁡([ion]e[ion]i)E_{ion}=\frac{2{,}303RT}{zF}\log\left(\frac{[ion]_e}{[ion]_i}\right)
Eion=2,303RTFlog⁡([ion]e[ion]i)E_{ion}=\frac{2{,}303RT}{F}\log\left(\frac{[ion]_e}{[ion]_i}\right)
Eion=2,303RTzFlog⁡([ion]i[ion]e)E_{ion}=\frac{2{,}303RT}{zF}\log\left(\frac{[ion]_i}{[ion]_e}\right)

$$E_{ion}=\frac{2{,}303RT}{zF}\log\left(\frac{[ion]_e}{[ion]_i}\right)$$

Explication

L’équation de Nernst utilise le logarithme du rapport de la concentration extracellulaire à la concentration intracellulaire, avec le facteur 2,303RTzF\frac{2{,}303RT}{zF}. Inverser le rapport, omettre zz ou remplacer le logarithme par une différence modifie la relation.

11. Dans une cellule, on indique que le potentiel d’équilibre du potassium vaut −80 mV. Quelle valeur correspond au potentiel d’équilibre du sodium dans le même ensemble de valeurs ?

+62 mV
+130 mV
−80 mV
−65 mV

+62 mV

Explication

La valeur indiquée pour le sodium est +62 mV. −65 mV correspond au chlorure, +130 mV au calcium et −80 mV au potassium.

12. Lors d’une expérience, un canal reste ouvert alors qu’aucun ligand ne se fixe et que le potentiel de membrane ne varie pas. De quel type de canal s’agit-il ?

Un canal ligand-dépendant
Un canal voltage-dépendant
Un canal de fuite
Un canal mécanosensible

Un canal de fuite

Explication

Un canal de fuite reste ouvert indépendamment de la fixation d’un ligand ou d’une variation de potentiel. Un canal ligand-dépendant requiert un ligand, un canal voltage-dépendant répond au potentiel et un canal mécanosensible à une force physique.

13. L’étirement d’une membrane met celle-ci sous tension et provoque l’ouverture d’un canal. Quelle catégorie décrit ce mécanisme ?

Un canal mécanosensible
Un canal de fuite
Un canal ligand-dépendant
Un canal voltage-dépendant

Un canal mécanosensible

Explication

Un canal mécanosensible s’ouvre sous l’effet d’une force physique, comme un étirement qui met la membrane sous tension. Un canal voltage-dépendant répond à une variation de potentiel, un canal ligand-dépendant à un ligand, tandis qu’un canal de fuite est ouvert en permanence.

14. Une équipe veut étudier les canaux ioniques par une approche électrique, une approche chimique et des approches indirectes. Quelle proposition rassemble des méthodes appartenant à ces catégories ?

Patch-clamp et méthodes chimiques ; potentiel imposé ; knockout et imagerie seule
Potentiel imposé et séquençage ; méthodes chimiques ; patch-clamp et traceurs
Potentiel imposé et patch-clamp ; méthodes chimiques ; électrodes de mesure et d’injection
Potentiel imposé et patch-clamp ; méthodes chimiques ; knockout, omiques, séquençage et traceurs

Potentiel imposé et patch-clamp ; méthodes chimiques ; knockout, omiques, séquençage et traceurs

Explication

Les méthodes électriques comprennent le potentiel imposé et le patch-clamp, auxquelles s’ajoutent les méthodes chimiques et les méthodes indirectes telles que knockout, transcriptomique, protéomique, séquençage et traceurs. Le séquençage n’est pas une technique électrique, le patch-clamp n’est pas chimique et les électrodes décrivent le dispositif de potentiel imposé, non une catégorie de méthodes indirectes.

15. Un expérimentateur impose différentes valeurs au potentiel de membrane et mesure un courant afin de déterminer si un canal s’ouvre ou se ferme et si des ions passent. Quelle technique applique-t-il ?

La technique du patch-clamp
Une méthode indirecte de séquençage
La technique du potentiel imposé
Une méthode chimique

La technique du potentiel imposé

Explication

Le potentiel imposé relie une variation commandée du potentiel membranaire à l’ouverture ou à la fermeture d’un canal, le passage ionique étant détecté comme un courant. Le patch-clamp isole un fragment de membrane, tandis que les méthodes chimiques et le séquençage ne correspondent pas à ce protocole électrique.

16. Pour enregistrer l’activité d’un canal individuel, une chercheuse utilise une micropipette qui isole un petit fragment de membrane. Quelle technique utilise-t-elle ?

Le patch-clamp
Le potentiel imposé
La transcriptomique
Une méthode chimique

Le patch-clamp

Explication

Le patch-clamp isole, à l’aide d’une micropipette, un fragment de membrane pour enregistrer l’activité d’un seul canal, qu’il soit ouvert ou fermé. Le potentiel imposé relie le potentiel membranaire au courant, la transcriptomique étudie les transcrits et une méthode chimique ne désigne pas cette technique d’enregistrement.

17. Lors de l’enregistrement d’un potentiel d’action, un canal Na⁺ s’ouvre pendant la dépolarisation, puis s’inactive. Quel état retrouve-t-il lorsque la membrane revient au potentiel de repos ?

Ouvert
Perméable au K⁺
Fermé
Inactivé

Fermé

Explication

Après l’ouverture et l’inactivation pendant le potentiel d’action, le canal Na⁺ redevient fermé au retour au potentiel de repos. « Ouvert » confond l’état pendant la dépolarisation avec le repos, « inactivé » omet le retour à l’état fermé, et « perméable au K⁺ » confond les canaux sodiques et potassiques.

18. Dans une cellule excitable, les canaux Na⁺ se ferment tandis que les canaux K⁺ s’ouvrent après la dépolarisation. Vers quel potentiel la membrane tend-elle alors ?

Vers un potentiel plus proche de celui de la dépolarisation
Vers le potentiel de repos sans contribution du potassium
Vers le potentiel d’équilibre du sodium, ENa+E_{Na^+}
Vers le potentiel d’équilibre du potassium, EK+E_{K^+}

Vers le potentiel d’équilibre du potassium, $$E_{K^+}$$

Explication

L’ouverture des canaux K⁺ accroît la perméabilité au potassium et ramène le potentiel vers EK+E_{K^+}. ENa+E_{Na^+} correspond à la tendance associée à l’entrée de sodium; le retour sans rôle du K⁺ et la poursuite de la dépolarisation méconnaissent la repolarisation décrite.

19. Dans un potentiel d’action ventriculaire, quelle séquence suit la dépolarisation rapide initiale ?

Repolarisation précoce par Ca²⁺, plateau par entrée de K⁺, puis repolarisation par sortie de Na⁺
Repolarisation précoce par K⁺, plateau par entrée de Ca²⁺, puis repolarisation par sortie de K⁺
Plateau par entrée de Ca²⁺, repolarisation précoce par K⁺, puis repolarisation par sortie de K⁺
Repolarisation précoce par K⁺, plateau par entrée de Na⁺, puis repolarisation par sortie de Ca²⁺

Repolarisation précoce par K⁺, plateau par entrée de Ca²⁺, puis repolarisation par sortie de K⁺

Explication

Après la dépolarisation rapide, une brève repolarisation par les canaux K⁺ précède le plateau dû à l’entrée de Ca²⁺, puis la sortie de K⁺ assure la repolarisation. L’option avec le plateau en premier inverse l’ordre, celle qui attribue le plateau au K⁺ confond les ions, et la dernière échange les ions responsables des phases.

20. Dans une cellule, l’ouverture d’un canal calcique augmente le Ca²⁺ cytosolique. Quel enchaînement peut alors conduire à une réponse cellulaire ?

Fixation du Ca²⁺ à la calmoduline et à d’autres protéines, puis réponses cellulaires
Stockage du Ca²⁺ dans les réserves, puis diminution des réponses cellulaires
Fixation du Ca²⁺ à la calmoduline avant la hausse cytosolique, puis réponses cellulaires
Fixation du Ca²⁺ à la phospholipase C, puis formation de calmoduline

Fixation du Ca²⁺ à la calmoduline et à d’autres protéines, puis réponses cellulaires

Explication

La hausse du Ca²⁺ cytosolique permet sa fixation à la calmoduline et à d’autres protéines, ce qui déclenche des réponses cellulaires. Placer la fixation avant la hausse inverse l’enchaînement; la phospholipase C n’est pas la protéine de liaison visée ici; le stockage et la diminution du calcium ne décrivent pas la voie indiquée.

21. Un potentiel d’action se propage dans un axone myélinisé. Comment la dépolarisation progresse-t-elle le long de cet axone ?

Par courants locaux, avec une conduction saltatoire de nœud en nœud
Par courants locaux, avec une conduction continue sur toute la membrane
Par repolarisation des régions voisines, sans courants locaux
Par diffusion du neuromédiateur, de nœud en nœud

Par courants locaux, avec une conduction saltatoire de nœud en nœud

Explication

Le potentiel d’action d’une région active dépolarise la région voisine grâce aux courants locaux; dans un axone myélinisé, la conduction est saltatoire, de nœud en nœud. La conduction continue néglige la myélinisation, la diffusion du neuromédiateur confond propagation axonale et transmission synaptique, et la repolarisation ne remplace pas les courants locaux.

22. Quelle description caractérise la mucoviscidose ?

Une maladie héréditaire récessive due à un défaut du canal Na⁺ des épithéliums
Une maladie héréditaire récessive due à un défaut du canal Cl⁻ CFTR des épithéliums
Une maladie héréditaire dominante due à un défaut du canal Cl⁻ CFTR des épithéliums
Une maladie héréditaire récessive due à un défaut du canal Cl⁻ CFTR des neurones

Une maladie héréditaire récessive due à un défaut du canal Cl⁻ CFTR des épithéliums

Explication

La mucoviscidose est une maladie héréditaire récessive causée par un défaut du canal chlore CFTR dans les épithéliums. La transmission dominante, le canal Na⁺ et la localisation neuronale correspondent chacun à une confusion différente.

23. Chez une personne atteinte de mucoviscidose, quel ensemble de conséquences correspond à la maladie ?

Mucus fluide, infections bronchiques et obstruction des canaux pancréatiques
Mucus épais, infections urinaires et obstruction des canaux pancréatiques
Mucus épais, infections bronchiques et obstruction des canaux pancréatiques
Mucus épais, infections bronchiques et obstruction des canaux biliaires

Mucus épais, infections bronchiques et obstruction des canaux pancréatiques

Explication

La mucoviscidose entraîne un mucus anormalement épais, des infections bronchiques et l’obstruction des canaux pancréatiques. La fluidification, les infections urinaires et l’obstruction biliaire remplacent chacune une conséquence caractéristique par une autre.

24. Après l’administration de curare à un patient, quelle chaîne d’effets explique l’apparition d’une paralysie musculaire ?

Blocage des récepteurs de l’acétylcholine, absence d’ouverture des canaux Na⁺, puis paralysie
Blocage des récepteurs de l’acétylcholine, ouverture des canaux Na⁺, puis paralysie
Fermeture des canaux K⁺-ATP, ouverture des canaux Na⁺, puis paralysie
Blocage des canaux K⁺, absence d’ouverture des canaux Na⁺, puis paralysie

Blocage des récepteurs de l’acétylcholine, absence d’ouverture des canaux Na⁺, puis paralysie

Explication

Le curare bloque les récepteurs de l’acétylcholine, empêchant ainsi l’ouverture des canaux Na⁺ et entraînant une paralysie musculaire. Le blocage des canaux K⁺ et la fermeture des canaux K⁺-ATP confondent son mécanisme avec celui d’autres agents.

25. Un patient reçoit un médicament qui ferme les canaux K⁺-ATP des cellules concernées : quel effet est attendu sur la sécrétion d’insuline ?

Une augmentation de la dépolarisation sans changement de sécrétion
Une diminution de l’activité cardiaque sans changement de sécrétion
Une diminution de la sécrétion d’insuline
Une augmentation de la sécrétion d’insuline

Une augmentation de la sécrétion d’insuline

Explication

La fermeture des canaux K⁺-ATP par les sulfonylurées favorise la sécrétion d’insuline. Une diminution de cette sécrétion inverse l’effet, tandis que la variation de l’activité cardiaque relève d’un autre mécanisme pharmacologique.

26. Dans une synapse, un neurotransmetteur se fixe à un récepteur GABA-A et provoque une hyperpolarisation postsynaptique. Quel type de canal est activé par cette fixation ?

Un canal voltage-dépendant
Un canal de fuite
Un canal mécanosensible
Un canal ligand-dépendant

Un canal ligand-dépendant

Explication

La fixation d’un ligand, tel que le GABA, ouvre un canal ligand-dépendant et peut contribuer à l’hyperpolarisation. Un canal voltage-dépendant répond à une variation de potentiel, un canal de fuite reste ouvert et un canal mécanosensible répond à une force physique.

27. Une pression exercée sur la peau déforme la membrane d’une terminaison nerveuse et déclenche l’ouverture d’un canal. De quel type de canal s’agit-il ?

Un canal mécanosensible
Un canal ligand-dépendant
Un canal de fuite
Un canal voltage-dépendant

Un canal mécanosensible

Explication

Les canaux mécanosensibles s’ouvrent sous l’effet d’une force physique, comme la pression exercée sur les mécanorécepteurs cutanés. La fixation d’un ligand, la variation du potentiel et l’ouverture permanente correspondent respectivement aux canaux ligand-dépendants, voltage-dépendants et de fuite.

28. Un canal ligand-dépendant s’ouvre après la fixation de son ligand. Dans quel sens l’ion concerné se déplace-t-il alors ?

Dans le sens dicté par son gradient électrochimique
Vers le côté où la concentration ionique est la plus élevée
Dans le sens imposé par le ligand fixé
De l’extérieur vers l’intérieur de la cellule

Dans le sens dicté par son gradient électrochimique

Explication

Une fois le canal ligand-dépendant ouvert, le déplacement de l’ion suit son gradient électrochimique, qui détermine le sens du flux. L’entrée depuis l’extérieur n’est pas systématique, et le ligand déclenche l’ouverture sans imposer le sens du déplacement.

29. Une variation du potentiel de membrane ouvre un canal voltage-dépendant. Que se passe-t-il ensuite pour l’ion qui traverse ce canal ?

Il se déplace selon son gradient électrochimique
Il se déplace dans le sens de la variation du voltage
Il se déplace nécessairement vers l’intérieur de la cellule
Il reste immobile malgré l’ouverture du canal

Il se déplace selon son gradient électrochimique

Explication

La variation du potentiel de membrane ouvre le canal voltage-dépendant, puis l’ion se déplace selon son gradient électrochimique. Le changement de voltage déclenche l’ouverture, mais ne fixe pas à lui seul le sens du flux.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 78 flashcards sur Canaux ioniques et membrane.

Qu’est-ce qu’un canal ionique ?

Une protéine membranaire permettant le passage passif d’ions spécifiques grâce à ses changements de conformation.

Quelles sont les concentrations extracellulaire et intracellulaire de Na⁺ dans le muscle squelettique de mammifère ?

145 et 20 mmol/L, respectivement.

Pourquoi les ions et molécules polaires sont-ils hydrophiles ?

Ils interagissent avec l’eau et s’entourent d’une couche d’hydratation.

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