Organisme en activité : muscles, cœur et poumons à l’effort

1. a)Tendon : muscle → os ; ligament : os → os, dans une articulation. Tendon enflammé : tendinite ; ligament étiré ou déchiré : entorse. (1)
2. b)Consommation de dioxygène : volume utilisé par minute à un moment donné ; VO₂max : son plafond. On la reconnaît au palier : la puissance augmente, la consommation ne bouge presque plus. (1)
3. c)Nerveuse : par des nerfs, depuis le tronc cérébral ; hormonale : par le sang (adrénaline). Le message nerveux agit en une fraction de seconde ; l’hormone, transportée par le sang, plus lentement mais plus longtemps. (1)
4. d)Claquage : fibres rompues pendant une contraction violente ; courbatures : minuscules lésions des fibres, douloureuses un à deux jours après. L’acide lactique est éliminé en une heure environ, bien avant. (1)

Attention — Une définition donne ce que la notion relie ou mesure : « le tendon relie le muscle à l’os », pas « le tendon tient le muscle ».

1. a)Stimulé directement, le muscle se contracte (2) : c’est lui qui produit le mouvement. Stimulé, le nerf déclenche aussi la contraction (1) : il transmet jusqu’au muscle un message qui le fait se contracter. (1)
2. b)Le bout relié au muscle transmet encore (3) ; le bout relié à la moelle, séparé du muscle, ne produit rien (4). L’ordre doit parcourir le nerf jusqu’au muscle : le nerf moteur le conduit des centres vers le muscle, une coupure l’arrête. (1)
3. c)C’est un contrôle : nerf intact et stimulé, muscle détruit, pas de contraction. L’ordre arrive, mais un muscle détruit ne peut pas agir : c’est le cas d’une myopathie, où les fibres musculaires sont détruites alors que la commande fonctionne. (1)
4. d)Stimuler la moelle épinière, nerf intact : contraction. Puis couper le nerf et refaire la même stimulation : plus rien. L’ordre naît dans les centres nerveux et passe par le nerf moteur. (1)

Méthode — Compare deux étapes qui ne diffèrent que par une seule chose : la différence de résultat vient de cette chose.

1. a)172 × 110 = 18 920 mL/min = 18,92 L/min ; 196 × 110 = 21 560 mL/min = 21,56 L/min. (21,56 − 18,92) ÷ 18,92 ≈ 14 %. Le volume plafonne : seule la fréquence fait encore monter le débit. (1)
2. b)220 − 15 = 205 (valeur approchée) ; 196 ÷ 205 ≈ 96 %. La fréquence n’a presque plus de marge, le volume ne monte plus : le débit, donc l’apport de dioxygène, va plafonner. (1)
3. c)Des récepteurs détectent la hausse du dioxyde de carbone et l’activité des muscles ; les centres du tronc cérébral accélèrent le cœur par des nerfs ; l’adrénaline, libérée dans le sang par les glandes surrénales, l’accélère aussi. (1)
4. d)Puissance : 50 ÷ 150 ≈ 33 % ; dioxygène : 0,3 ÷ 2,3 ≈ 13 %. La consommation approche de la VO₂max : le muscle libère une partie de l’énergie sans dioxygène (acide lactique). Fatigue rapide, arrêt, puis respiration forte à l’arrêt (dette d’oxygène). (1)

Attention — Un pourcentage de hausse se calcule par rapport à la valeur de départ : 0,3 ÷ 2,3, et non 0,3 ÷ 2,6.

1. a)B et E. On ne peut pas affirmer qu’ils sont dopés : environ 2,5 % des hommes dépassent naturellement 50 %. La règle protège la santé, elle ne prouve rien. (1)
2. b)L’EPO stimule la moelle osseuse, qui fabrique plus de globules rouges ; le sang transporte plus de dioxygène ; les muscles en reçoivent plus et tiennent un effort intense plus longtemps. (1)
3. c)Un sang épais circule mal ; quand le cœur ralentit, le débit baisse, le sang stagne et peut former des caillots qui bouchent un vaisseau : infarctus, accident vasculaire cérébral. (1)
4. d)200 × 0,025 = 5 coureurs. Avantage : mesure simple qui écarte les sangs trop épais. Limite : elle exclut à tort des coureurs naturellement hauts, et un tricheur peut rester juste sous 50 % (C ?) : il faut aussi rechercher l’EPO. (1)

Attention — Un seuil n’est pas une preuve : au-dessus, on peut être naturellement haut ; en dessous, on peut tricher.

1. a)250 × 0,18 = 45 élèves ; 250 − 45 = 205 élèves (82 %) sont en dessous. (1)
2. b)Plus on est actif, plus la fréquence de repos est basse (64 contre 80) et la récupération rapide (75 s contre 160 s) : le cœur entraîné éjecte plus de sang par battement ; les muscles, mieux irrigués, utilisent mieux le dioxygène. (1)
3. c)Corrélation n’est pas cause : les élèves qui regardent le plus les écrans sont aussi les moins actifs, et c’est le manque d’activité qui explique un cœur moins entraîné (sommeil, alimentation non mesurés). « Les élèves qui passent le plus de temps devant les écrans sont aussi les moins actifs et ont une fréquence de repos plus élevée. » (1)
4. d)Court terme : moins d’essoufflement, récupération plus rapide, meilleur sommeil. Long terme : cœur plus puissant, os plus solides, moins de surpoids, de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires. Précaution : reprendre progressivement, s’échauffer, boire. (1)

Méthode — Deux grandeurs qui varient ensemble ne prouvent pas que l’une cause l’autre : cherche un troisième facteur.