Projet TPE pour le bac.

[BelialL]

Salut à tous,

J'aurais besoin de quelques précision concernant les mécanismes de diffusion des ions à travers la membrane.
Je suis en train d'étudier le potentiel membranaire et le potentiel d'équilibre afin de rendre compte des mouvements d'ions.
Je vais tenter d'expliciter pour que puissiez me corriger.

Alors, les ions sont soumis à la force osmotique et à la force électrique.
Le potentiel membranaire (Em) est liée à la force électrique car il s'agit de la différence de charges entre extérieur et intérieur.
Le potentiel d'équilibre de l'ion est liée à la force osmotique, il est défini par : Eeq = (RT/zF) * ln(Cint/Cext) avec R : 8.314/ T : température en Kelvin / z : valence de l'ion / F : 96500Coulombs/mol et C : concentration de l'ion.

On a donc la différence (Em - Eeq), si cette différence est nulle, il n'y a aucun mouvement de l'ion. Les deux forces s'annulent.
Cependant, j'ai du mal à comprendre ce qui se passe lorsque le résultat est positif ou négatif, il y a mouvement d'ion, mais dans quel sens ? Cela dépend de l'ion considéré non, car pour le potentiel d'équilibre, on trouve soit une valeur positive, soit une valeur négative.
Encore, une question, comment obtient-t-on le potentiel membranaire, car je sais calculer la charge électrique en Coulomb mais comment on fait pour passer des Coulomb aux mVolts ?

A noter que je ne vais peut-être pas le mettre dans mon TPE mais c'est pour ma culture personnelle déjà.

Merci d'avance pour votre aide.

[baguette]

Bonjour,

On ne passe pas des Coulombs aux volts, mais des Newton/Coulombs aux Volts par metre : N/C -> V/m

[Eddy]

Bonjour !

Le potentiel d'équilibre de l'ion est liée à la force osmotique, il est défini par : Eeq = (RT/zF) * ln(Cint/Cext)

C'est la bien connue équation de Nernst, très utilisée (entre autres) en électrophysiologie, qui mesure les effets combinés du gradient chimique et du gradient électrique. Attention à l'interprétation du cas d'équilibre (voir ci-dessous).

On a donc la différence (Em - Eeq), si cette différence est nulle, il n'y a aucun mouvement de l'ion

On peut aussi avoir une situation dans laquelle autant d'ions entrent que d'ions sortent (équilibre dynamique). Il serait donc plus prudent d'écrire : quand Em - Eeq = 0, le flux d'ions apparent est nul.

Cordialement,
Eddy

[Cichlidaelevage]

J'avais fait un petit résumé de ce que j'avais trouvé.

voici le résumé

Le cycle de L'Azote.

L'azote est une molécule diatomique (N2) que lon retrouve à environs 80% dans la composition de l'air , c'est un gaz inodore, incolore , insipide.

Dans les milieux aquatiques, il provient généralement des déchets organiques, on le retrouve alors après décomposition de ceux-ci, sous la forme de deux gaz dissous dans l'eau dont leur proportionnalité varie principalement avec le PH et la température.

1/ Ammonium ( NH4 )
2/ Ammoniac ( NH3 )

En eau douce l'ammonium n'est pas nocif, par contre dans les eaux marines il provoque une hausse du PH ce qui peux poser problèmes.

L'ammoniac est lui très nocif, il est un gaz irritant des voies respiratoires, comme il se dissous dans l'eau et que cette toxicité s'accentue avec l'augmentation du PH, il brûle les voies respiratoires et causes une mortalité totale en cas de trop forte concentration, il devient dangereux à partir de 20mg/l.

Nos filtrations dite " Biologique " permettent un procédé enzimique des milieux aqueux qui développent certaines bactéries aérobiques, tels les Nitrosomonas, ces dernières oxygènent l'ammoniac pour le transformer en protoxyde d'azote mieux connu sous le nom de nitrite ( NO2 ) qui lui est déjà dangereux à partir de 1mg par litres, il est un gaz hilarant et oxydant.
Ensuite interviennent d'autres bactéries, les Nitrobacters qui elles oxydent le NO2 pour en faire des nitrates NO3, ce dernier est un sel dissous dans l'eau, il est peu dangereux sauf à forte concentration ou pour les invertébrés, eux ne le supporte pas du tout.
Les nitrates ne sont pas recyclés par nos filtrations.

Avis Importants.

D'abord ne pas confondre filtration mécanique et biodégradation des déchets.
Pour la biodégradation, les enzymes ont besoins d'oxygènes pour oxyder le cycle de l'Azote, elles ne vivent par exemples dans les mousses bleues de filtration des étangs que sur 1cm c'est la raison pour laquelle on laisse toujours un écart entre ces mousses, il est donc vraiment déconseillé de surcharger les petits filtres de masses filtrantes, on diminue leur capacité de fonctionnement. Pour ces petits filtres je préconise les petits morceaux de tubes céramiques, le trou interne permet l'oxygénation et leur porosité le développement des bactéries.

DANGERS.

Les Nitrates ne s'éliminant pas automatiquement de nos aquariums, certaines enzymes dites anaérobiques, appelées bactéries nitrato-réductrice, peuvent transformer les nitrates en nitrites, et donc provoquer une hausse très rapide de nitrites donc mortalités assurées pour le milieu aquatique, il faut dès lors effectuer un changement d'au moins 50% d'eau et oxygéner fortement pour développer les nitrobacters.
Il est donc important de conserver une eau avec moins de 10mg/l de nitrates.

Il faut donc supprimer les nitrates!

Le plus facile étant les changement d'eau, la règle proportionnelle est dans ce cas d'application.

EX :100 litre d'H²O nitrates 34mg/l, eau neuve 2mg/l

pour abaisser le taux à 10 mg / L on fait 100*34 - 100*10 / (34-2) = 75 soit 3/4 d' l'aquarium!!!!

La dénitratations se fait aussi par l'absorption, des plantes qui s'en nourrissent, on retrouve cela dans les lagunes et bacs hollandais, certains ont même fabriqué des filtres gouttières plantés.

La dénitratation chimique, se fait à l'aide de bactéries anaérobiques tels les Parracocsus et Pseudomonas et bien d'autres encore, les exemples les plus connus des aquariophiles est le dénitrateur sur souffre, cela se solde par une augmentation des sulfates (sel) et une production d'Azote ce qui ferme le cercle du cycle de l'azote, mais de nouveaux sels ( sulfates) ne seront éléminés que par changement d'eau.

[BelialL]

Merci à vous.
Au repos, il y donc d'après ce que je lis un potentiel membranaire d'environ -70mV, si on fait le calcul pour le potassium avec les valeurs trouvées sur Wiki, on trouve environ -90mV avec l'équation de Nernst.
on a -70 - (-90mV) = 20mV donc la force électrique est inférieure à la force osmotique et les ions K+ vont avoir tendance à sortir.

Il y a donc besoin d'une pompe qui fait entrer les ions K+ pour maintenir le flux apparent nul.

C'est bien ça ?

[Eddy]

Re,

C'est la pompe NaKATPase qui participe au maintien du potentiel de repos (lien). Elle fait sortir 3 ions sodium (Na+) et entrer 2 ions potassium (K+). Ce transport s'accompagne de la dégradation d'une molécule d'ATP.

Cordialement,
Eddy

[BelialL]

Merci Eddy.

[BelialL]

Bonjour à tous,

je reviens pour vous montrer un peu l'avancement du dossier, j'ai pratiquement terminer, faut que je paufine encore mais le plus gros est fait je pense.
Maintenant faut que je réfléchisse à quelques expériences et quelques démonstrations pour l'oral, histoire de montrer que je raconte pas trop de bêtises !

extrait_dossier_01.pdf

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Voilà, voilà, bon je vous laisse, je retourne regarder les épisodes de Nicky Larson...

[Eddy]

Bonjour !

J'ai jeté un coup d'œil rapide : d'abord, je tiens à dire que je trouve ça bien ficelé. Quelques petites remarques :

• Les aquaporines, les canaux ioniques et les pompes à proton ne sont pas des mécanismes (page 3). J'ai bien compris ce que tu veux dire, mais il serait peut-être sage de reformuler.
• Attention, le potentiel d'équilibre peut s'expliquer aussi bien par un flux d'ions nul que par un flux d'ions apparent nul. L'expression « annuler le mouvement d'un ion » peut prêter à confusion (page 4). D'ailleurs tu le dis toi-même quelques lignes plus loin.
• Attention le NAD(P)H n'est pas une enzyme (page 6) mais un coenzyme, c'est-à-dire une molécule de nature non protéique qui intervient dans une réaction enzymatique.
• Le dilemme entre la nécessité du dioxygène et son rôle inactivateur de la nitrogénase peut être résolu en faisant intervenir une respiration nitrates-NO (monoxyde d'azote), mais il n'est peut-être pas nécessaire de l'évoquer.
• De façon générale, le verbe voyager, bien qu'évocateur, est à éviter. Les solutés sont transportés vers les parties aériennes grâce au xylème.

Je pense que les derniers changements à apporter concernent la formulation des phrases. Pour le fond ça me semble très bien.

Cordialement,
Eddy

[BelialL]

Merci à toi Eddy, je vais corriger tout ça.