Ressources · Terminale · SVT (spécialité)
Fiche de révision : ATP et contraction musculaire
Hydrolyse de l’ATP et régénération par la phosphocréatine ; glycolyse, cycle de Krebs et chaîne respiratoire localisés dans la cellule ; fermentation lactique ; rendement des deux voies ; part de chaque voie selon l’effort, fibres, entraînement, oxygénation et récupération ; un produit dopant, les stéroïdes anabolisants.
ATP : origine de l’énergie de la contraction
Fiche méthode
(SVT Tle spécialité · Corps humain et santé · Produire le mouvement : origine de l’ATP)
La démarche pour identifier une voie de régénération de l’ATP à partir de documents
1. Les indicateurs : O₂ consommé et CO₂ rejeté (respiration) ; lactate produit sans CO₂ (fermentation lactique) ; phosphocréatine qui baisse (régénération immédiate).
2. Les conditions : présence ou non de dioxygène, poison d’une étape, durée et intensité de l’effort, type de fibre.
3. Le calcul : vitesse, rapport, nombre de glucose ou d’ATP avec les coefficients des bilans, rendement.
4. La conclusion : la voie, son lieu dans la cellule, son rendement, l’effort qu’elle permet.
Cas 1 · Montrer qu’un ATP stable est régénéré
Réflexe — ATP consommé = ATP reformé + baisse du stock.
Exemple. En 4 s d’effort, l’ATP d’un muscle passe de 5,2 à 5,0 µmol·g⁻¹ et la phosphocréatine de 18 à 12 µmol·g⁻¹ ; les autres voies sont négligées. ATP consommé ?
Phosphocréatine consommée : 18 − 12 = 6, donc 6 ATP reformés ; baisse du stock : 0,2.
ATP consommé ≈ 6 + 0,2 = 6,2 µmol·g⁻¹, 31 fois la baisse visible.
Attention — la myosine n’utilise que l’ATP ; la phosphocréatine sert à le reformer.
Cas 2 · Localiser une étape
Réflexe — glucose → pyruvate : cytosol ; CO₂ : matrice ; O₂ consommé : membrane interne.
Exemple. On sépare d’un broyat de muscle le cytosol et les mitochondries. Avec du glucose et du dioxygène, quelle préparation consomme du O₂ ?
Cytosol seul : la glycolyse forme du pyruvate, sans O₂. Mitochondries seules : elles n’utilisent pas le glucose.
Seul le mélange des deux consomme du O₂ : le pyruvate du cytosol est oxydé par les mitochondries.
Attention — le CO₂ vient du carbone du glucose, pas du dioxygène.
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Cas 3 · Reconnaître la fermentation lactique
Réflexe — lactate sans CO₂, dans le cytosol ; avec ou sans dioxygène.
Exemple. Un muscle de souris isolé est stimulé 3 min sans dioxygène : le lactate du milieu passe de 0,2 à 4,7 mmol·L⁻¹, aucun CO₂ n’est détecté.
Lactate produit sans CO₂, sans O₂ : fermentation lactique, dans le cytosol.
Voie rapide mais de faible rendement : 2 ATP par glucose.
Attention — les 2 ATP viennent de la glycolyse ; la formation du lactate régénère le NAD⁺.
Cas 4 · Calculer un rendement
Réflexe — ATP × énergie par ATP ÷ énergie du glucose.
Exemple. Avec 30 ATP par glucose respiré, 31 kJ par mole d’ATP et 2 860 kJ par mole de glucose ?
30 × 31 = 930 kJ ; 930 ÷ 2 860 ≈ 0,325, soit environ 33 %.
Attention — comparer les voies pour la même quantité de glucose ; recalculer le rapport avec les valeurs données.
Cas 5 · Relier un effort aux voies
Réflexe — quelques secondes : phosphocréatine ; jusqu’à environ 75 s : surtout voies sans O₂ ; au-delà : respiration.
Exemple. Un 50 m nagé à fond dure environ 25 s. Quelles voies fournissent l’essentiel de l’ATP ?
Effort maximal de moins de 75 s : la phosphocréatine et la fermentation lactique fournissent l’essentiel ; la respiration démarre et sa part augmente.
Attention — les voies fonctionnent ensemble ; les fibres rapides respirent aussi.
Cas 6 · Juger un produit dopant
Réflexe — ce qu’il modifie, le gain, puis les risques organe par organe.
Exemple. Un « complément » vendu en ligne contient un dérivé de la testostérone.
Effet : synthèse des protéines des fibres accrue, masse et force augmentées.
Risques : cœur, foie, fertilité, croissance, humeur ; produit interdit.
Attention — une étude courte sans effet observé ne prouve pas l’absence de danger.
Les pièges
- Placer la glycolyse ou la fermentation dans la mitochondrie, ou faire venir le CO₂ du dioxygène.
- Croire que la fermentation n’a lieu qu’en l’absence totale de dioxygène.
- Attribuer les 2 ATP de la fermentation à la formation du lactate.
- Diviser par l’énergie récupérée au lieu de l’énergie du glucose ; garder « 18 fois » quand l’énoncé change le nombre d’ATP.
- Prendre un ATP stable pour une absence de consommation, ou le lactate pour la cause des courbatures.
- Penser que les voies se relaient l’une après l’autre, ou que les fibres rapides ne respirent pas.
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