BIOF. Science PC / SVT U1 /CONSOMMATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ET FLUX D’ENERGIE
Table de matière
A. Analyse de quelques données……………………………………………………………………..2
B. Quelques questions………………………………………………………………………………..2
I. Étude expérimentale de la contraction musculaire…………………………………………………... 2
A. Enregistrement des contractions musculaires……………………………………………………. 2
1 Protocol expérimental………………………………………………………………………….. 2
2 Conditions d’excitabilité……………………………………………………………………….. 3
B. Analyse de quelques myogrammes………………………………………………………………. 3
1 Notion de secousse musculaire………………………………………………………………… 3
2 La loi de recrutement…………………………………………………………………………... 3
3 Notion de sommation des secousses…………………………………………………………… 4
4 Notion de tétanos………………………………………………………………………………. 4
II. Les phénomènes thermiques et chimiques accompagnant la contraction musculaire……………… 5
A. Les phénomènes thermiques accompagnant la contraction musculaire…………………………. 5
1 Rappel………………………………………………………………………………………….. 5
2 Mesure de la quantité de chaleur produite lors de la contraction musculaire………………….. 5
B. Les phénomènes chimiques accompagnant la contraction musculaire…………………………... 6
1 Quelle est la source d’énergie nécessaire à la contraction musculaire ?..................................... 6
2 Conclusion……………………………………………………………………………………... 7
III. Structure et ultrastructure du muscle strié squelettique………………………………………….... 7
A. Observation d’une coupe transversale d’un muscle strié squelettique………………………….. 7
B. B. Étude de la structure des fibres musculaires…………………………………………………...7
1 1. Observations microscopiques……………………………………………………………….. 7
C. Étude de la structure moléculaire des myofilaments……………………………………………...9
1 Observations microscopiques…………………………………………………………………...9
2 Constatations………………………………………………………………………….………..10
IV. Mécanisme de la contraction musculaire………………………………………………………….10
A. Comment se fait la contraction musculaire ?…………………………………….……………….10
B. Mise en évidence du rôle de l’ATP et du Ca++ dans la contraction musculaire……….……………………..10
C. Quelques modèles explicatifs du mécanisme de la contraction musculaire…….……………….12
1 Premier modèle……………………........................................................................................................12
2 Deuxième modèle……………………..............................................................................................................13
IV. La régénération de l’ATP………………………………………………………………………………………………………………………………14
A. Exercices………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………..14
1 Exercice 1…………………………………………………………………................................14
2 Exercice 2………………………………………………………………………………............ 15 .
B. Conclusion : les voies de la régénération de l’ATP……………………………………................16
1 La voie rapide anaérobie ou voie anaérobie alactique……………………….………………..16
2 La voie lente anaérobie ou voie anaérobie lactique……………………....................................16
3 La voie lente aérobie………………………………………………………………………………………………………………………………… 17 .
Prof. Monssif el Kaoune Chap2: Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie 1
,BIOF. Science PC / SVT U1 /CONSOMMATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ET FLUX D’ENERGIE
(13h)
A. Analyse de quelques données (doc.1)
Document 1:
Grace aux réactions métaboliques de la respiration et la fermentation, les cellules libèrent l’énergie contenue dans les
métabolites organiques consommés et convertissent cette énergie en ATP.
Les cellules utilisent l’énergie de l’ATP dans la réalisation d’activités diverses. Parmi ces activités, il y a le
mouvement mécanique qui résulte de la contraction des muscles striés squelettiques. Ces derniers qui sont reliés aux os du
squelette permettent aussi le maintien de la posture et la stabilisation de l’articulation.
Le but d’une contraction musculaire est aussi la production d’une force (tension musculaire) qui sera opposée à une
force externe (la charge). On distingue deux types de contractions musculaires :
La contraction isométrique : la tension du muscle augmente alors que sa longueur reste constante.
La contraction isotonique : le muscle se raccourcit mais la tension qu’il développe reste constante.
Au cours de la contraction musculaire, l’énergie chimique de l’ATP est convertie en énergie mécanique.
B. Quelques questions
Quel est le mécanisme de la contraction musculaire et qui en sont les structures cellulaires responsables ?
Comment l’énergie chimique de l’ATP est convertie en énergie mécanique au cours de la contraction musculaire ?
I. Étude expérimentale de la contraction musculaire
A. Enregistrement des contractions musculaires
1 Protocol expérimental (doc.2)
Document 2:
La figure ci-dessous représente un exemple du matériel utilisé pour l’étude expérimental de la contraction musculaire.
On soumet une grenouille aux manipulations suivantes :
décérébration (destruction du cerveau) et démédullation (destruction de la moelle épinière) pour inhiber les mouvements
volontaires et les réflexes;
fixation sur une planchette en bois ;
dégagement par dissection du muscle gastrocnémien et du nerf sciatique qui l’innerve au niveau de l’un des membres
inférieurs ;
le muscle gastrocnémien est détaché du tendon puis relié à un myographe constitué essentiellement d’un stylet et d’un
cylindre ;
deux électrodes liées à un stimulateur électriques sont placées à la surface du nerf sciatique.
Prof. Monssif el Kaoune Chap2: Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie 2
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2 Conditions d’excitabilité
On applique sur le nerf sciatique plusieurs stimulations dont l’intensité augmente progressivement ; lorsque l’intensité
d atteint une valeur bien déterminée appelée rhéobase, le muscle gastrocnémien répond par des contractions qui sont
enregistrées sur le cylindre du myographe sous forme de tracés appelés myogrammes.
Constatations :
Le muscle se caractérise donc par son excitabilité et sa contractilité.
la rhéobase (appelée aussi seuil d’excitation ou intensité liminaire) est l’intensité d’excitation minimale qui donne une
réponse musculaire. les intensités inférieures à la rhéobase (intensités infraliminaires) sont inefficaces (elles ne
provoquent pas de contraction musculaire), alors que les intensités supérieures à la rhéobase (intensités supraliminaires)
sont inefficaces.
Remarque : On peut obtenir une contraction musculaire par excitation mécanique, chimique, thermique ou électrique.
B. Analyse de quelques myogrammes
1 Notion de secousse musculaire (doc.3)
Document 3:
Le myogramme du document 3 représente la réponse d’un muscle à une excitation unique et efficace. Il s’agit de
ce qu’on appelle une secousse musculaire isolée, celle-ci est divisée en trois phases :
Phase de latence : temps qui s’écoule entre l’instant de la stimulation et le début de la réponse musculaire ;
Phase de contraction: elle se caractérise par raccourcissement du muscle ou l’augmentation de sa tension ;
Phase de relâchement: le muscle récupère ses dimensions initiales.
2 La loi de recrutement
Exercice (doc.4)
Document 4:
La figure ci-dessous représente le schéma d’un myogramme obtenu à la suite de l’exécution sur un muscle de
stimulations successives, éloignées et d’intensités croissantes (I1 < I2 < I3 …. < I8).
1) Analysez et interprétez le myogramme obtenu sachant que le muscle est constitué de cellules contractiles qui n’ont pas
la même rhéobase.
Éléments de réponse
Les intensités I1et I2 sont inefficaces, elles sont donc infraliminaires.
À partir de I3, on obtient une réponse musculaire sous forme de secousse musculaire. On déduit que la rhéobase du
muscle étudié est comprise entre I2 et I3 (I2 < rhéobase ≤ I3).
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Table de matière
A. Analyse de quelques données……………………………………………………………………..2
B. Quelques questions………………………………………………………………………………..2
I. Étude expérimentale de la contraction musculaire…………………………………………………... 2
A. Enregistrement des contractions musculaires……………………………………………………. 2
1 Protocol expérimental………………………………………………………………………….. 2
2 Conditions d’excitabilité……………………………………………………………………….. 3
B. Analyse de quelques myogrammes………………………………………………………………. 3
1 Notion de secousse musculaire………………………………………………………………… 3
2 La loi de recrutement…………………………………………………………………………... 3
3 Notion de sommation des secousses…………………………………………………………… 4
4 Notion de tétanos………………………………………………………………………………. 4
II. Les phénomènes thermiques et chimiques accompagnant la contraction musculaire……………… 5
A. Les phénomènes thermiques accompagnant la contraction musculaire…………………………. 5
1 Rappel………………………………………………………………………………………….. 5
2 Mesure de la quantité de chaleur produite lors de la contraction musculaire………………….. 5
B. Les phénomènes chimiques accompagnant la contraction musculaire…………………………... 6
1 Quelle est la source d’énergie nécessaire à la contraction musculaire ?..................................... 6
2 Conclusion……………………………………………………………………………………... 7
III. Structure et ultrastructure du muscle strié squelettique………………………………………….... 7
A. Observation d’une coupe transversale d’un muscle strié squelettique………………………….. 7
B. B. Étude de la structure des fibres musculaires…………………………………………………...7
1 1. Observations microscopiques……………………………………………………………….. 7
C. Étude de la structure moléculaire des myofilaments……………………………………………...9
1 Observations microscopiques…………………………………………………………………...9
2 Constatations………………………………………………………………………….………..10
IV. Mécanisme de la contraction musculaire………………………………………………………….10
A. Comment se fait la contraction musculaire ?…………………………………….……………….10
B. Mise en évidence du rôle de l’ATP et du Ca++ dans la contraction musculaire……….……………………..10
C. Quelques modèles explicatifs du mécanisme de la contraction musculaire…….……………….12
1 Premier modèle……………………........................................................................................................12
2 Deuxième modèle……………………..............................................................................................................13
IV. La régénération de l’ATP………………………………………………………………………………………………………………………………14
A. Exercices………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………..14
1 Exercice 1…………………………………………………………………................................14
2 Exercice 2………………………………………………………………………………............ 15 .
B. Conclusion : les voies de la régénération de l’ATP……………………………………................16
1 La voie rapide anaérobie ou voie anaérobie alactique……………………….………………..16
2 La voie lente anaérobie ou voie anaérobie lactique……………………....................................16
3 La voie lente aérobie………………………………………………………………………………………………………………………………… 17 .
Prof. Monssif el Kaoune Chap2: Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie 1
,BIOF. Science PC / SVT U1 /CONSOMMATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ET FLUX D’ENERGIE
(13h)
A. Analyse de quelques données (doc.1)
Document 1:
Grace aux réactions métaboliques de la respiration et la fermentation, les cellules libèrent l’énergie contenue dans les
métabolites organiques consommés et convertissent cette énergie en ATP.
Les cellules utilisent l’énergie de l’ATP dans la réalisation d’activités diverses. Parmi ces activités, il y a le
mouvement mécanique qui résulte de la contraction des muscles striés squelettiques. Ces derniers qui sont reliés aux os du
squelette permettent aussi le maintien de la posture et la stabilisation de l’articulation.
Le but d’une contraction musculaire est aussi la production d’une force (tension musculaire) qui sera opposée à une
force externe (la charge). On distingue deux types de contractions musculaires :
La contraction isométrique : la tension du muscle augmente alors que sa longueur reste constante.
La contraction isotonique : le muscle se raccourcit mais la tension qu’il développe reste constante.
Au cours de la contraction musculaire, l’énergie chimique de l’ATP est convertie en énergie mécanique.
B. Quelques questions
Quel est le mécanisme de la contraction musculaire et qui en sont les structures cellulaires responsables ?
Comment l’énergie chimique de l’ATP est convertie en énergie mécanique au cours de la contraction musculaire ?
I. Étude expérimentale de la contraction musculaire
A. Enregistrement des contractions musculaires
1 Protocol expérimental (doc.2)
Document 2:
La figure ci-dessous représente un exemple du matériel utilisé pour l’étude expérimental de la contraction musculaire.
On soumet une grenouille aux manipulations suivantes :
décérébration (destruction du cerveau) et démédullation (destruction de la moelle épinière) pour inhiber les mouvements
volontaires et les réflexes;
fixation sur une planchette en bois ;
dégagement par dissection du muscle gastrocnémien et du nerf sciatique qui l’innerve au niveau de l’un des membres
inférieurs ;
le muscle gastrocnémien est détaché du tendon puis relié à un myographe constitué essentiellement d’un stylet et d’un
cylindre ;
deux électrodes liées à un stimulateur électriques sont placées à la surface du nerf sciatique.
Prof. Monssif el Kaoune Chap2: Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie 2
, BIOF. Science PC / SVT U1 /CONSOMMATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ET FLUX D’ENERGIE
2 Conditions d’excitabilité
On applique sur le nerf sciatique plusieurs stimulations dont l’intensité augmente progressivement ; lorsque l’intensité
d atteint une valeur bien déterminée appelée rhéobase, le muscle gastrocnémien répond par des contractions qui sont
enregistrées sur le cylindre du myographe sous forme de tracés appelés myogrammes.
Constatations :
Le muscle se caractérise donc par son excitabilité et sa contractilité.
la rhéobase (appelée aussi seuil d’excitation ou intensité liminaire) est l’intensité d’excitation minimale qui donne une
réponse musculaire. les intensités inférieures à la rhéobase (intensités infraliminaires) sont inefficaces (elles ne
provoquent pas de contraction musculaire), alors que les intensités supérieures à la rhéobase (intensités supraliminaires)
sont inefficaces.
Remarque : On peut obtenir une contraction musculaire par excitation mécanique, chimique, thermique ou électrique.
B. Analyse de quelques myogrammes
1 Notion de secousse musculaire (doc.3)
Document 3:
Le myogramme du document 3 représente la réponse d’un muscle à une excitation unique et efficace. Il s’agit de
ce qu’on appelle une secousse musculaire isolée, celle-ci est divisée en trois phases :
Phase de latence : temps qui s’écoule entre l’instant de la stimulation et le début de la réponse musculaire ;
Phase de contraction: elle se caractérise par raccourcissement du muscle ou l’augmentation de sa tension ;
Phase de relâchement: le muscle récupère ses dimensions initiales.
2 La loi de recrutement
Exercice (doc.4)
Document 4:
La figure ci-dessous représente le schéma d’un myogramme obtenu à la suite de l’exécution sur un muscle de
stimulations successives, éloignées et d’intensités croissantes (I1 < I2 < I3 …. < I8).
1) Analysez et interprétez le myogramme obtenu sachant que le muscle est constitué de cellules contractiles qui n’ont pas
la même rhéobase.
Éléments de réponse
Les intensités I1et I2 sont inefficaces, elles sont donc infraliminaires.
À partir de I3, on obtient une réponse musculaire sous forme de secousse musculaire. On déduit que la rhéobase du
muscle étudié est comprise entre I2 et I3 (I2 < rhéobase ≤ I3).
Prof. Monssif el Kaoune Chap2: Rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l’énergie 3
