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EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 1 ENONCE Le 26 avr

EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 1 ENONCE Le 26 avril 1986 un réacteur de la centrale nucléaire de Tchernobyl s’emballe et explose. Le panache ainsi rejeté dans l’atmosphère a disséminé des radionucléides importants sur le plan sanitaire tels que l’iode 131 et le césium 137. Données : - constante d’Avogadro : NA = 6,02.1023 mol-1 - équivalent énergétique de l’unité de masse atomique : 1 u = 931,5 MeV/c2 - 1 an = 365,25 jours - numéro atomique de quelques éléments : Z 51 52 53 54 55 56 Symbole Sb Te I Xe Cs Ba Nom antimoine tellure iode xénon césium baryum QUESTION N° 1 : L’iode 131 est un émetteur - de période radioactive T = 8,0 jours qui se désintègre selon l’équation : 131 A 0 0 53 Z 1 0 e I Y    Y représente le noyau formé dans son état fondamental. a) Préciser le nombre de masse A, le numéro atomique Z et le nom du noyau Y. b) Calculer, en MeV, l’énergie cinétique maximale max E   emportée par le rayonnement . On donne les masses des atomes 131 53 M( I) 130,906114 u  et A Z M( Y) 130,905072 u  et l’énergie E = 0,364 MeV du rayonnement  émis lors du retour à l’état fondamental du noyau Y. c) Calculer la constante radioactive  enj-1, de l’iode 131. Donner sa signification physique. d) L’activité de l’iode 131 rejetée lors de l’explosion de Tchernobyl est évaluée à A0 = 1,76.109 GBq. Au bout de combien de jours cette activité est-elle devenue inférieure à 1 Bq ? QUESTION N° 2 : Le césium 137 est également un émetteur - mais de période radioactive T = 30,1 ans. La contamination des sols à la suite de l’explosion est principalement due à ce radionucléide. Selon le comité scientifique des Nations Unies pour l’étude des effets des rayonnements atomiques (UNSCEAR), une surface d’aire S = 10 000 km2 de territoire de l’ex-Union Soviétique a été contaminée en 1986 avec du césium 137 produisant une radioactivité surfacique de 555 kBq.m-2. - 24 - - EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 1 (suite) a) Calculer le nombre de noyaux de césium 137 qui correspondent à une activité de 555 kBq. b) Calculer la masse, en kg, de césium 137 qui a été déposée sur les territoires contaminés de l’ex-Union Soviétique d’aire S = 10 000 km2. c) Si on suppose que la décroissance radioactive est la seule cause de décontamination et qu’il n’y a pas de nouvel apport de césium 137, au bout de combien d’années la radioactivité surfacique des territoires contaminés passera-t-elle de 555 kBq.m-2 à 37 kBq.m-2, limite inférieure de contamination selon l’UNSCEAR. d) Après ingestion accidentelle, le césium 137 se répartit de manière homogène dans tout l’organisme. Sachant que la constante d’élimination effective est e = 0,01007 j-1 chez un adulte, calculer la période biologique (en jours) du césium pour l’organisme entier. EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 2 ENONCE La droite A est une représentation des variations de la vitesse initiale d’une réaction catalysée par une enzyme E en présence de concentrations variables de son substrat S, le reste des conditions opératoires étant parfaitement défini. QUESTION N° 1 : a) A partir de l’équation de Michaelis, démontrer l’équation de la droite A. En déduire les expressions de la pente de la droite et des intersections avec les axes des ordonnées et des abscisses. b) Calculer la vitesse maximale correspondant à la concentration d’enzyme des conditions opératoires. c) Calculer la constante de Michaelis de l’enzyme pour son substrat. La droite B est une représentation des variations de la vitesse initiale de la même réaction dans les mêmes conditions opératoires mais en présence d’un inhibiteur I dont la concentration est de 16.10-5 M. QUESTION N° 2 : a) Quel est le type d’inhibition le plus probable ? (justifier votre réponse) b) Calculer les constantes de dissociation et d’affinité de l’inhibiteur pour l’enzyme. c) En partant de l’expression 0 /( )t v E et en exprimant 0 et ( )t v E en fonction des concentrations des entités enzymatiques dont elles dépendent (E et/ou ES et/ou EI et /ou ESI…), démontrer l’équation de Michaelis s’appliquant à ce type d’inhibition. NB : la démonstration sera faite en prenant l’hypothèse de l’équilibre rapide pour la formation des complexes entre l’enzyme et le substrat ou l’inhibiteur. 0 2 4 6 8 10 12 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 v0 / (S) v0 B A en 10-6 M / min en 10-2 min-1 EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 3 ENONCE Le graphe ci-dessous représente les concentrations d’un médicament, M, chez un patient traité par perfusion intraveineuse continue pendant 24 heures. La dose totale administrée a été de 2 g. Les urines ont été recueillies durant les quatre dernières heures de perfusion. La concentration en médicament sous forme inchangée dans ce recueil a été de 453 mg/L pour un recueil d’urine de 180 mL. QUESTION N°1 : Calculer la clairance d’élimination et le volume de distribution plasmatiques de M chez ce patient. QUESTION N°2 : Commenter la valeur du volume de distribution en indiquant ce que l’on peut penser de la pénétration intracellulaire de ce médicament dans l’organisme. QUESTION N°3 : Calculer la clairance rénale de M chez ce patient. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Temps (heures) Conc. plasmatique (mg/L) EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 3 (suite) QUESTION N°4 : Déterminer l’aire sous la courbe des concentrations plasmatiques correspondant aux intervalles de temps suivants : a) fin de perfusion à l’infini b) fin de perfusion à 4 heures après la fin de la perfusion. QUESTION N°5 : Calculer la quantité de médicament présent dans l’organisme : a) à la fin de la perfusion (t = 24 heures) b) 4 heures après la fin de la perfusion (t = 28 heures) QUESTION N°6 : Calculer la quantité de médicament éliminée dans les urines pendant les 4 heures suivant la fin de la perfusion. EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 4 ENONCE On dispose : - d'une solution d'acide formique 0,5 M - d'une solution d'acide acétique 0,5 M - d'une solution d'hydroxyde de potassium 0,2 M - d’une solution d’acide chlorhydrique 0,2 M 3,75 HCOOH/HCOO pKa 4,75 COO COOH/CH CH pKa 3 3     QUESTION N°1 : On ne mélangera que deux de ces solutions. Comment préparer 500 mL de solution tampon décimolaire de pH = 3,50 ? QUESTION N°2 : Soit A cette solution tampon. Quelles sont les concentrations molaires respectives de chacune des formes constitutives du tampon ? QUESTION N°3 : Définir la capacité tampon. QUESTION N°4 : Quelle est la capacité tampon vis à vis des ions hydroxydes, de la solution A ? QUESTION N°5 : Quelle quantité, en mole, de base forte doit-on ajouter à 100 mL de la solution A pour obtenir la valeur limite du pH, acceptable pour ce tampon ? QUESTION N°6 : Si la concentration de la solution de base forte est 0,10 M, quel sera en mL le volume de la solution à introduire pour répondre à la question 5) ? Quel sera le volume final de la solution ? Quel est le pH ? EPREUVE D’EXERCICES D’APPLICATION - 2011- ZONE NORD Exercice 5 ENONCE Pour tous les tests choisir un risque  = 0,05. On étudie l’effet de 2 médicaments A et B sur la concentration d’une enzyme. 100 sujets ont été répartis par tirage au sort en 2 groupes de traitement de 50 sujets. Les résultats de la mesure des concentrations de l’enzyme, exprimées en U/L, avant et après traitement par les 2 médicaments sont les suivants : Médicament A Médicament B Avant Après Avant Après Moyenne 15,6 14,2 16,2 14,8 Variance estimée 7,3 6,8 8,5 6,4 QUESTION N°1 : Doit-on remettre en cause le tirage au sort au vu de ces données ? QUESTION N°2 : Le coefficient de corrélation entre la mesure avant traitement et la mesure après traitement, calculé pour l’ensemble des 100 sujets, est égal à 0,68. Est-il judicieux de s’intéresser à la variation  (après – avant) de la concentration de l’enzyme ? QUESTION N°3 : L’effet (baisse de la concentration de l’enzyme) des 2 médicaments est-il significatif ? Les estimations des variances de  pour les 2 groupes A et B sont respectivement 7,8 et 8,6. QUESTION N°4 : On constate que 28 sujets du groupe A et 16 sujets du groupe B ont présenté des effets secondaires légers. Y a-t-il une différence significative entre les 2 médicaments vis-à-vis des effets indésirables ? QUESTION N°5 : En tenant compte des résultats obtenus aux questions 3 uploads/Sante/ 2011-nord-exercices.pdf