SVT- Muscle squelettique- Série Avec correction

Pour chacun des items suivants, il y a une ou deux affirmation (s) exacte (s). Relevez la (ou les) lettre(s) qui correspond (ent) à l’ (ou les) affirmation (s) exacte (s).

\begin{tabular}{|c|c|}
\hline \begin{tabular}{l}
1- De point de vue structural, les synapses neuro- \
neuroniques et neuro-musculaires ont en \
commun: \
a- un élément pré synaptique nerveux; \
b- un élément postsynaptique musculaire; \
c- des canaux voltage dépendants au niveau de la \
membrane postsynaptique; \
d- une membrane postsynaptique fortement \
plissée.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
3- La fibre musculaire est dite striée en raison de: \
a- de sa forme en fuseau; \
b- la correspondance des disques clairs et des \
disques sombres au niveau des myofibrilles; \
c- l’alternance des disques sombres et des disques \
clairs au niveau d’une myofibrille; \
d- de l’abondance des mitochondries dans son \
cytoplasme.
\end{tabular} \
\hline \begin{tabular}{l}
2- Un sarcomère comprend: \
a- Une bande sombre et une bande claire; \
b- Une bande sombre et deux bandes claires; \
c- Une bande claire et deux demi- bandes sombres; \
d- Une bande sombre et deux demi-bandes claires.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
4- Parmi les caractéristiques structurales de la fibre \
musculaire striée et du muscle squelettique, on \
cite: \
a- la présence de plusieurs noyaux; \
b- l’existence de tubules transverses; \
c- la présence de l’hémoglobine; \
d- l’absence de mitochondries.
\end{tabular} \
\hline \begin{tabular}{l}
5- Le potentiel de plaque motrice: \
a- est toujours excitateur; \
b- peut être excitateur ou inhibiteur; \
c- n’est pas propageable; \
d- doit être sommé avec d’autres potentiels de \
plaque pour créer un potentiel d’action \
musculaire.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
6- Le fonctionnement de la plaque motrice: \
a- se manifeste toujours par la libération \
d’acétylcholine.; \
b- nécessite un potentiel d’action; \
c- est suivi par la pénétration d’ions Ca2+ dans le \
bouton synaptique; \
d- est à l’origine d’une hyperpolarisation du \
sarcolemme.
\end{tabular} \
\hline
\end{tabular}

1- Au cours de la contraction musculaire:

a- les myofilaments d’actine glissent entre les myofilaments de myosine;

b- les myofilaments de myosine glissent entre les myofilaments d’actine;

c- le sarcomère se raccourcit par raccourcissement des disques clairs;

d- le sarcomère se raccourcit par raccourcissement des disques sombres.

2- Au niveau de la bande $\mathbf{H}$ d’un sarcomère, on trouve:

a- des filaments d’actine et de myosine ;

b- des filaments de myosine;

c- des filaments d’actine;

d- une strie $Z$.
3- La fibre musculaire striée est caractérisée par :

a- la contractibilté ;

b- la présence d’un noyau central;

c- un sarcoplasme pauvre en mitochondries;

d- l’alternance de bandes claires et bandes

sombres au niveau de ses myofibrilles.

4- L’énergie nécessaire à la contraction musculaire provient de:

a- I’hydrolyse de I’ADP;

b- I’oxydation du glucose;

c- l’hydrolyse de I’ATP;

d- I’oxydation de l’ATP.

5- La formation de l’acide lactique dans la fibre musculaire montre que :

a- le travail est intense;

b- la respiration ne satisfait pas les besoins énergétique du travail musculaire;

c- la fibre musculaire ne consomme pas l’oxygène;

d- les réserves glucidiques sont épuisées.
6- Le temps de latence de la secousse musculaire se caractérise par la succession suivante:

a- un PA musculaire $\rightarrow$ une libération $\mathrm{de}^{2+} \rightarrow$ une hydrolyse de l’ATP;

b- un PA musculaire $\rightarrow$ une hydrolyse de

I’ATP $\rightarrow$ une libération de $\mathrm{Ca}^{2+}$;

$\mathrm{c}$ – une hydrolyse de l’ATP $\rightarrow$ un PA musculaire $\rightarrow$ une libération de $\mathrm{Ca}^{2+}$;

$d$ – une libération de $\mathrm{Ca}^{2+} \rightarrow$ un PA musculaire $\rightarrow$ une hydrolyse de l’ATP.

7- Le document ci-contre montre

a. une synapse neuro-neuronique

b. une plaque motrice

c. une unité motrice

d. une structure intervenant dans le réflexe rotulien

\section*{EXERCICE Nำ:}

A/ Le muscle est un effecteur, il se contracte à la suite de l’arrivée d’un message nerveux.

1) Les documents 1 et $\mathbf{2}$ représentent des coupes de l’unité fonctionnelle correspondant à 2 états différents du muscle :

a- Comparez les coupes des deux documents puis déduisez le mécanisme permettant le passage de l’état du document 1 à l’état du document 2.

b- Faites un ou deux schémas avec titre et légende pour illustrer votre réponse en a.

2) La contraction musculaire s’observe avec une certaine latence sur le moment d’arrivée du message nerveux à la fibre musculaire.

Expliquez le décalage entre les phénomènes électriques et les phénomènes mécaniques de la fibre musculaires

B/ Les figures du document 3 suivant montrent les différentes étapes en désordre du fonctionnement d’un sarcomère à l’échelle moléculaire.

2) Classez les figures dans l’ordre chronologique

3) Donnez un titre pour chaque figure

4) Quelle est la condition de réalisation de l’étape de la figure $\mathbf{A}$ ?.

\section*{EXERCICE $N^{\circ} 3$ :}

Complétez les phrases suivantes par ce qui convient :

$\because ;$ : Le muscle squelettique est constitué de cellules géantes plurinucléées :

$\because$ Chaque fibre musculaire contient des myofibrilles formées chacun par une répétition d’unité fonctionnelle,

$\because$ Chaque sarcomère est constitué par deux types de filaments et

$\because$ Le sarcoplasme présente de nombreux mitochondries, du glycogène, des molécules phosphoré (ATP) et .très développé formé par des canaux qui s’infiltrent entre les myofibrilles, capables d’accumuler du calcium dans des cavités appelées Le sarcolemme présente des replis appelées (ou système T) pénétrant à l’intérieur de la fibre et entrant en contact avec le réticulum endoplasmique.

EXERCICE N ${ }^{\circ} 4$ :

Afin d’étudier la transmission du message nerveux à travers la synapse neuromusculaire, on a réalisé différentes expériences sur une fibre musculaire et la fibre nerveuse motrice qui la commande dans différentes conditions comme le montre le dispositif suivant (document 1):

\section*{1) Expérience 1:}

\section*{Document 1}

En portant une stimulation efficace en $\mathbf{S}{1} \mathbf{S}{2}$, on obtient les enregistrements représentés par le document 2 et une contraction de la fibre musculaire

\begin{tabular}{|l|c|c|}
\cline { 2 – 4 } \multicolumn{1}{c|}{ Oscilloscope $\mathrm{O}{1}$} & \multicolumn{1}{c|}{ Oscilloscope $\mathrm{O}{2}$} \
Enregistrements & ddp (mv) \
obtenus & Ddp (mv) & \
\hline
\end{tabular}

\section*{2) Expérience 2:}

On ajoute au liquide physiologique contenu dans la cuve une substance $S$ et on porte la même stimulation efficace en $\boldsymbol{S}{1} \boldsymbol{S}{2}$, on constate que la fibre musculaire ne se contracte pas.

Pour expliquer ce résultat, on propose les trois hypothèses suivantes:

  • La substance $\boldsymbol{S}$ agit au niveau de la fibre nerveuse en empêchant la propagation du message nerveux.
  • La substance $S$ agit au niveau de la jonction neuromusculaire en empêchant la transmission du message nerveux.
  • La substance $\mathbf{S}$ agit au niveau de la fibre musculaire en empêchant sa contraction.

Afin de vérifier la validité de ces hypothèses, on procède à l’enregistrement de l’activité électrique de la fibre nerveuse et de la fibre musculaire avec les mêmes oscilloscopes $\mathbf{0}{\mathbf{1}}$ et $\mathbf{0}{\mathbf{2}}$, dans les conditions de l’expérience 2 Le document 3 montre les résultats obtenus.

\section*{- Expérience 3 :}

Une stimulation appliquée directement sur la fibre musculaire dans les conditions de l’expérience 2 , provoque la contraction de cette fibre.

a- En tenant compte des résultats apportés par le document 3, de l’expérience 2 et du résultat de l’expérience 3, laquelle des hypothèses proposées précédemment est à retenir? Justifiez votre réponse.

EXERCICE N 11 QCM $(1, b, d)-(2, b)-(3, a)-(4, a, c)-(5, d)-(6, c)-(7, a, c)-(8, b, d)$

$$
(1, c, d)-(2, c, d)-(3, a, d)-(4, a)-(5, d)-(6, c)-(7, b)-(8, d)
$$

\section*{EXERCICE $N^{\circ} 2$}

A/

1.

\begin{tabular}{|l|l|l|}
\hline & \multicolumn{1}{|c|}{ PA en 01 } & \multicolumn{1}{c|}{ PA en 02 } \
\hline Similitudes & Les deux enregistrements (PA) présentent la même amplitude (100 mv) \
\hline Différences & \begin{tabular}{l}
Présence de PL. \
Pas de temps de latence.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
Absence de PL. \
Présence de temps de latence.
\end{tabular} \
\hline
\end{tabular}

Déduction : le PL est non propageable et le PA est propageable.

2.

a- $\mathrm{V}=\Delta \mathrm{d} / \Delta \mathrm{t} \quad \mathrm{V}=5 \times 10^{-3} / 4 \times 10^{-3}=1,25 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$

b- Il s’agit d’une vitesse lente, et ceci est en accord avec la structure du neurone $D$ qui est amyélinisé. On déduit donc que le mode de propagation du message nerveux est continu de proche en proche.

  1. En $\mathrm{O} 3$ on enregistre une légère dépolarisation de la membrane post synaptique d’amplitude $18 \mathrm{mv}$, il s’agit d’un PPSE. Le neurone D à un rôle excitateur et la synapse D-L est excitatrice. ( 0,5 point)

\begin{tabular}{|c|l|l|l|}
\hline \begin{tabular}{c}
Substance \
appliquée
\end{tabular} & \multicolumn{1}{|c|}{ Exploitation } & \multicolumn{1}{c|}{ Effets } & \multicolumn{1}{c|}{\begin{tabular}{c}
Lieu \
d’action
\end{tabular}} \
\hline E & \begin{tabular}{l}
On enregistre en O3 une \
hyperpolarisation de la membrane \
post synaptique de D, il s’agit d’un \
PPSI.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
La substance E est un \
neurotransmetteur \
inhibiteur
\end{tabular} & Jonction I-D \
\hline P & \begin{tabular}{l}
On enregistre en O4 une \
dépolarisation de la membrane du \
neurone L, il s’agit d’un PPSE.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
La substance P est un \
neurotransmetteur \
excitateur.
\end{tabular} & Jonction D-L \
\hline S & \begin{tabular}{l}
On enregistre au niveau d’O1, un \
PA.
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
La substance S est \
excitatrice.
\end{tabular} & Jonction L-I \
\hline
\end{tabular}

2.

Expérience 4 : La stimulation du récepteur $\mathrm{D}$, a engendré $2 \mathrm{PA}$ enregistrés en 02 et en 03 . En 04 on a enregistré un PPSE global produit en deux vagues, atteint le seuil et déclenche un PA par sommation de deux PPSE successifs. Le neurone $L$ a joué donc un rôle intégrateur en effectuant une sommation temporelle. On enregistre PR en OI puisque, d’une part, le message ne circule pas du neurone post synaptique (D) vers le neurone pré synaptique (I) et d’autre part, le PA enregistré en O4 donne un PPSE en I inférieur au seuil incapable de déclencher un PA en I.

3.

EXERCICE N³

1) * Le fuseau neuromusculaire est un mécanorécepteur sensible à l’étirement, il comprend deux sites :

  • un site transducteur qui convertit l’énergie mécanique de l’étirement en potentiel de récepteur.
  • Iorsque le potentiel de récepteur atteint ou dépasse le seuil au niveau du site générateur ( $1^{\text {er }}$ nœud de Ranvier), il donne naissance à un message nerveux sensitif formé d’un train de potentiel d’action.

2) a- Substance $A$ : La myéline

b- La myéline est un isolant électrique. Les courants locaux sautent d’un nœud dépolarisé au nœud voisin au repos, ce qui assure une propagation saltatoire.

3) a- Structure $B$ : Interneurone inhibiteur

b- L’activation de l’interneurone inhibiteur sous l’effet du message nerveux sensitif issu du fuseau neuromusculaire entraine l’inhibition du motoneurone innervant le muscle antagoniste d’où la diminution de son tonus musculaire : relâchement.

\section*{EXERCICE $\mathbf{N}^{\circ} \mathbf{4}$}

\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
\hline & Tracé 1 & Tracé 2 & Tracé 3 \
\hline Nom & PPSE & PPSI & PA \
\hline \begin{tabular}{l}
Lieux \
d’enregistrement
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
\& Cône axonique \
\&Membrane \
postsynaptique
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
\& Cône axonique \
Membrane \
postsynaptique
\end{tabular} & Cône axonique \
\hline \begin{tabular}{l}
Canaux ioniques \
mis en jeu
\end{tabular} & * $\mathrm{CCD}$ à $\mathrm{Na}^{+}$ & \& $\mathrm{CCD}^{2} \mathrm{~K}^{+}$et ou $\mathrm{Cl}^{-}$ & \begin{tabular}{l}
$\underset{K^{+}}{C}$ \
\end{tabular} \
\hline \begin{tabular}{l}
Propriétés (se \
limiter à deux)
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
*Graduable \
*Sommable \
\& Non propageable
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}
Graduable \
\&Sommable \

  • Non propageable
    \end{tabular} & \begin{tabular}{l}
    \& Obéit à la loi du tout \
    ou rien \
    $\&$ Propageable
    \end{tabular} \
    \hline
    \end{tabular}

\title{
Correction de la série $n^{\circ} 1$ trimestre 3
}

EXERCICE N1 1 : $1^{\text {ère }}$ série de QCM $(1, \mathbf{a})-(2, d)-(3, b)-(4, a, b)-(5, a, c)-(6, a, b)$

$2^{\text {ème }}$ série de $O C M(1, a, c)-(2 b)-(3, a, d)-(4, c)-(5, a, b)-(6, a)-(7, b, d)$

\section*{EXERCICE $N^{\circ} 2$ :}

\begin{tabular}{|l|l|l|}
\hline 1) a- & \multicolumn{1}{|c|}{ Coupes du doc. 1} & \multicolumn{1}{c|}{ Coupes du doc. 2} \
\hline \begin{tabular}{l}
Points \
communs
\end{tabular} & \begin{tabular}{l}

  • Toutes les coupes montrent des myofilaments. \
  • Pas de changement au niveau des coupes 1 (présence d’un seul type de myofilaments fins) \
    et 2 (présence des deux types de myofilaments fins et épais)
    \end{tabular} \
    \hline Différences & \begin{tabular}{l}
    La coupe $3:$ Présence des myofilaments \
    épais seuls.
    \end{tabular} & \begin{tabular}{l}
    La coupe $3:$ Présence des myofilaments épais \
    et des myofilaments fins
    \end{tabular} \
    \hline \begin{tabular}{l}
    Déduction : Le passage des myofibrilles de l’état du doc1 à l’état du doc2 est dû au glissement des \
    myofilaments fins d’actine entre les myofilaments épais de myosine : C’est ce qui caractérise la contraction ; \
    d’où: \
    -l’état 1 correspond à une fibre musculaire au repos (relâchement) \
  • l’état 2 correspond à une fibre musculaire contractée.
    \end{tabular} \
    \hline
    \end{tabular}

b-

2) – Naissance et propagation du PA le long du sarcolemme et des tubules transverses (phénomène électrique du muscle);

  • libération du $\mathrm{Ca}^{2+}$ dans le sarcoplasme
  • Libération des sites d’actine ;
  • fixation des têtes de myosine sur les sites d’actine (formation du complexe acto-myosine) et activation de la fonction ATPasique de la myosine :
  • hydrolyse d’ATP et libération d’énergie.
  • pivotement des têtes de myosine et glissement des myofilaments d’actine entre les myofilaments de myosine correspondant à la contraction (phénomène mécanique du muscle). $\rightarrow D^{\prime}$ où le décalage entre les phénomènes électriques et mécaniques du muscle est dû aux phénomènes chimiques.

B- 1)

\begin{tabular}{|l|l|l|l|l|}
\hline 1-Molécule d’ATP & 2-Tête de myosine & 3-myosine & 4-Site de fixation de la tête de myosine & 5-actine \
\hline
\end{tabular}

2) C-A-D-B

3) C : repos, A : attachement, D : glissement, B : détachement puis repos

4) arrivé de $\mathrm{Ca}^{2+}$ pour démasquer les sites de fixation de têtes de myosine

\section*{EXERCICE N ${ }^{\circ} 3$ :}

$:$, Le muscle squelettique est constitué de cellules géantes plurinucléées : fibre musculaire

$\therefore$ Chaque fibre musculaire contient des myofibrilles formées chacun par une répétition d’unité fonctionnelle, les sarcomères

$\because$ Chaque sarcomère est constitué par deux types de filaments, l’actine et la myosine

$\because$ :- Le sarcoplasme présente de nombreux mitochondries, du glycogène, des molécules phosphoré (ATP) et réticulum sarcoplasmique très développé formé par des canaux qui s’infiltrent entre les myofibrilles, capables d’accumuler du calcium dans des cavités appelées citernes. Le sarcolemme présente des replis appelées tubules transverses (ou système T) pénétrant à l’intérieur de la fibre et entrant en contact avec le réticulum endoplasmique.

\section*{EXERCICE N ${ }^{\circ}$ :}

$1^{\circ}$ – $L_{2}>L_{1}$; cette différence est due à la distance supplémentaire entre $O_{1}$ et $O_{2}$ et au temps nécessaire pour la transmission neuromusculaire.

$2^{\circ}$ a)

\begin{tabular}{|l|l|l|}
\hline Hypothèses & Arguments & Validité \
\hline Hypothèse $\mathbf{1}$ & \begin{tabular}{l}
Document 3 $\rightarrow$ existence d’un PA à rejeter \
présynaptique (au niveau du \
neurone)
\end{tabular} \
\hline Hypothèse 2 & \begin{tabular}{l}
Document 3 $\rightarrow$ absence de potentiel de à retenir \
plaque motrice et de PA \
au niveau de la fibre musculaire
\end{tabular} \
\hline Hypothèse 3 & \begin{tabular}{l}
Expérience 3 $\rightarrow$ naissance d’un PA au niveau à rejeter \
de la fibre musculaire, suite à la stimulation \
appliquée sur cette fibre, malgré la présence \
de la substance S.
\end{tabular} \
\hline
\end{tabular}
b)

Expérience proposée:

  • injection de la substance $S$ au niveau de la jonction neuromusculaire $\rightarrow$ pas de contraction de la fibre musculaire suite à la stimulation efficace de la fibre nerveuse.

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