Message nerveux, synapse et contraction musculaire — programme de Spécialité SVT 1re (lycée général)
Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — Structure et rôle du neurone
Corrigé :
Q1. Les quatre parties : dendrites (réception du signal), corps cellulaire/soma (intégration), axone (conduction), boutons synaptiques (transmission). Sens : dendrites → soma → axone → cellule cible.
Q2. Neurone sensoriel : reçoit l'information des récepteurs sensoriels et la transmet vers le SNC (ex. neurone de la douleur cutanée). Interneurone : intègre l'information au sein du SNC (ex. neurones de la moelle épinière). Neurone moteur : conduit l'ordre moteur du SNC vers le muscle (ex. motoneurone alpha qui innerve le biceps).
Exercice 2 — Le potentiel d'action
Corrigé :
Q1. Trois phases :
• Dépolarisation : les canaux Na⁺ voltage-dépendants s'ouvrent, Na⁺ entre → le potentiel passe de −70 mV à +30 mV.
• Repolarisation : les canaux Na⁺ se ferment/s'inactivent, les canaux K⁺ s'ouvrent, K⁺ sort → retour vers −70 mV.
• Hyperpolarisation transitoire : K⁺ continue de sortir brièvement → potentiel passe légèrement sous −70 mV avant de revenir au repos.
Q2. Loi du tout ou rien : si le stimulus est sous-liminaire, aucun PA n'est généré. Si le seuil (~−55 mV) est atteint, un PA se déclenche avec toujours la même amplitude (+100 mV). L'intensité du stimulus est donc codée non par l'amplitude des PA mais par leur fréquence : un stimulus plus intense génère plus de PA par seconde.
Exercice 3 — La transmission synaptique
Corrigé :
Q1. Étapes :
① PA arrive au bouton présynaptique → ouverture des canaux Ca²⁺ voltage-dépendants → entrée de Ca²⁺.
② Ca²⁺ déclenche la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique → exocytose du neurotransmetteur dans la fente.
③ Le neurotransmetteur diffuse dans la fente et se fixe sur ses récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique.
④ Ouverture de canaux ioniques postsynaptiques → variation du potentiel membranaire postsynaptique (PPS).
⑤ Le neurotransmetteur est dégradé (ex. AChE) ou recapté → arrêt du signal.
Q2. PPSE vs PPSI :
• PPSE : dépolarisation légère de la membrane postsynaptique (potentiel se rapproche du seuil) → augmente la probabilité de PA.
• PPSI : hyperpolarisation de la membrane postsynaptique (potentiel s'éloigne du seuil) → diminue la probabilité de PA.
Exercice 4 — Jonction neuromusculaire et contraction
Corrigé :
Q1. Chaîne d'événements :
① PA du motoneurone → libération d'ACh à la jonction neuromusculaire → PA musculaire.
② Le PA musculaire se propage dans les tubules T → ouverture des canaux du réticulum sarcoplasmique → libération de Ca²⁺.
③ Ca²⁺ se fixe sur la troponine → déplacement de la tropomyosine → exposition des sites actifs de l'actine.
④ Têtes de myosine se lient à l'actine → hydrolyse d'ATP → pivot des têtes (glissement des filaments) → raccourcissement du sarcomère → contraction.
⑤ À l'arrêt du signal, la Ca²⁺-ATPase repompe le Ca²⁺ → tropomyosine revient masquer les sites actifs → relâchement.
Q2. Le curare se fixe sur les récepteurs nicotiniques à l'ACh de la plaque motrice sans les activer, empêchant l'ACh de s'y lier → aucun PA musculaire n'est déclenché → paralysie des muscles squelettiques.
Exercice 5 — Intégration synaptique — Calcul et analyse
Corrigé :
Σ PPSE = 6 × (−4) = −24 mV (dépolarisation de 24 mV).
Σ PPSI = 3 × (+6) = +18 mV (hyperpolarisation de 18 mV).
Variation nette = −24 + 18 = −6 mV.
Potentiel résultant = −70 + (−6) = −76 mV.
−76 mV < −55 mV (seuil non atteint) → aucun PA n'est déclenché.
Commentaire : les PPSI ont en partie compensé les PPSE, maintenant le potentiel sous le seuil malgré une majorité de synapses excitatrices.
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