A.
1) Le document 1 montre que la concentration de l'ATP reste constante au cours de cette
expérience. En effet l'amplitude des pics de ce composé est la même pendant cette expérience.
2) Avant l'effort la quantité de phosphocréatine est plus importante que celle de Pi.
- Pendant la récupération, la quantité de Pi diminue alors que celle de phosphocréatine augmente. En effet ces composés retrouvent leurs valeurs initiales lors de la phase de récupération.
3) L'ATP est la source d'énergie directement utilisée par le muscle en activité. La constance
de sa quantité s'explique par sa régénération rapide grâce à l’hydrolyse de la phosphocréatine. Cette hydrolyse est à l'origine de la baisse du taux de ce composé pendant l'effort, pendant que le taux de Pi, (résultant de l’hydrolyse), augmente.
Pendant la phase de récupération, on assiste à une régénération de la phosphocréatine aux dépens du Pi. Chacun d’eux revient à son taux initial.
B.
Le document 2 montre que durant l'activité musculaire, l'énergie nécessaire provient des réactions métaboliques, chronologiques, suivantes :
- Il y a d'abord la voie de la créatine phosphate qui permet une importante production d'énergie mais de façon brève.
- Ensuite nous avons la voie de la glycolyse anaérobie qui permet une plus faible production d'énergie que la première voie, mais qui est plus durable que celle-ci.
- Enfin, nous avons la voie de l'oxydation aérobie qui produit une plus faible quantité d'énergie que les deux premières voies mais qui se poursuit durant toute la durée de l’exercice
Le système nerveux central commande l’activité des muscles squelettiques par l’intermédiaire des fibres nerveuses motrices. Ces dernières communiquent avec les cellules musculaires ou fibres musculaires par l’intermédiaire de synapses dites neuro-musculaires ou plaques motrices. Le fonctionnement d’une telle synapse ; aux caractéristiques particulières, aboutit à la naissance d’un potentiel d’action (PA)
postsynaptique (potentiel d’action musculaire) qui déclenche la contraction de la fibre musculaire.
Nous nous proposons de mettre en relief les caractéristiques de la plaque motrice puis de préciser la succession des évènements allant du PA musculaire au raccourcissement de la fibre musculaire. (0,5 point)
1. Les caractéristiques de la plaque motrice :
La plaque motrice est, à l’image de la synapse neuro-neuronique à transmission chimique, constituée de l’axone moteur présynaptique et de la fibre musculaire qui ici est la cellule postsynaptique.
L’extrémité renflée de l’axone moteur ou bouton synaptique contient de nombreuses vésicules synaptiques remplies d’un neurotransmetteur excitateur correspondant à l’acétylcholine. La membrane postsynaptique d’une telle synapse est celle de la fibre musculaire, également appelée sarcolemme. Ce dernier présente de nombreux replis qui forment un appareil sous-neural dont l’intérêt est d’augmenter le nombre de récepteurs spécifiques à acétylcholine. La plaque motrice est donc une synapse excitatrice à acétylcholine dont le fonctionnement aboutit toujours à la genèse d’un PA musculaire. (01 point)
2. Du PA musculaire à la contraction de la fibre musculaire
La présence de l’appareil sous-neural favorise la naissance du PA musculaire. En effet, au niveau de la plaque motrice, tout PA présynaptique est transmis à la fibre musculaire où il devient alors un PA musculaire. Ce dernier se propage le long du
sarcolemme ainsi qu’au niveau de la membrane du R.E.L, particulièrement développé dans cette cellule ; ceci grâce aux tubules transverses. Il s’en suit alors une ouverture des canaux calciques voltage dépendants de la membrane du R.E.L, et une sortie massive des ions dans le sarcoplasme où ils déclenchent au niveau des myofibrilles un glissement des filaments d’actine sur ceux de myosine. Ce phénomène est à l’origine du raccourcissement des sarcomères des myofibrilles de la fibre musculaire ; c’est-à-dire sa contraction. (01 point)
Phénomènes ultra structuraux de la contraction (0,5 point)
CONCLUSION
Les particularités structurales de la plaque motrice font que son fonctionnement aboutit toujours à la naissance d’un PA postsynaptique : on dit alors qu’elle fonctionne au coup par coup. Le PA musculaires en résultant provoque une série d’évènements qui entraînent le raccourcissement de la fibre musculaire correspondant à sa contraction. (0,5 point)
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