Ressources · Terminale · Spécialité SVT
Fiche de révision : la cellule musculaire et l'ATP
Du muscle à la fibre, cellule spécialisée à myofibrilles ; sarcomère, bandes et modèle du glissement des filaments ; cycle des têtes de myosine et ATP ; rôle du calcium dans la contraction et le relâchement ; une myopathie, la fibre mal arrimée à sa matrice extracellulaire.
Cellule musculaire : une structure qui se raccourcit
Fiche méthode
(SVT Tle spécialité · Corps humain et santé · Produire le mouvement : la cellule musculaire)
La démarche pour exploiter un document sur la contraction musculaire
1. Ce qui est mesuré : longueurs du sarcomère et de ses bandes, tension, signal du Ca²⁺, état de la fibre (souple, raccourcie, rigide), protéines présentes.
2. Ce qui change : état de contraction, présence d’ATP ou de Ca²⁺, substance ajoutée, mutation ; repérer le témoin.
3. Le calcul : bandes I = sarcomère − bande A, zone H = sarcomère − 2 × actine, chevauchement, nombre de sarcomères, pourcentage.
4. La conclusion : relier le résultat à une étape (glissement, cycle des têtes, Ca²⁺, arrimage) et à son rôle.
Cas 1 · Passer du sarcomère à la fibre
Réflexe — longueur = nombre de sarcomères × longueur d’un sarcomère.
Exemple. Sur une électronographie agrandie 12 500 fois, 5 sarcomères consécutifs mesurent 125 mm. La myofibrille mesure 1,8 cm : combien de sarcomères compte-t-elle ?
125 mm = 125 000 µm ; 125 000 ÷ 12 500 = 10 µm pour 5 sarcomères, soit 10 ÷ 5 = 2,0 µm chacun.
1,8 cm = 18 000 µm ; 18 000 ÷ 2,0 = 9 000 sarcomères en série.
Attention — convertir en µm avant de diviser, et diviser par le nombre de sarcomères mesurés.
Cas 2 · Exploiter des mesures de sarcomère
Réflexe — ce qui reste constant mesure un filament ; ce qui diminue autant que le sarcomère traduit le glissement.
Exemple. Sarcomère : 2,6 µm puis 2,2 µm ; bande A : 1,6 µm ; zone H : 0,6 µm puis 0,2 µm.
Bandes I : 1,0 puis 0,6 µm ; actine : (2,6 − 0,6) ÷ 2 = 1,0 µm puis (2,2 − 0,2) ÷ 2 = 1,0 µm.
Sarcomère, bandes I et zone H perdent 0,4 µm, les filaments ne changent pas : glissement.
Attention — bandes I (total) ou demi-bande I : lire l’énoncé.
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Cas 3 · Suivre une tête de myosine
Réflexe — fixée ou non ? ATP, ADP + Pi ou rien ?
Exemple. Une tête fixée à l’actine vient de pivoter : elle ne porte plus rien. Quelles sont les deux étapes suivantes, et que porte-t-elle à chacune ?
Fixation d’un ATP : la tête se détache de l’actine (elle porte l’ATP).
Hydrolyse de cet ATP : elle se redresse (elle porte ADP + Pi), prête à se refixer si les sites de l’actine sont démasqués.
Attention — la fixation d’ATP détache la tête, elle ne la fixe pas.
Cas 4 · Localiser l’étape bloquée
Réflexe — potentiel d’action ? sortie du Ca²⁺ ? ponts et ATP ?
Exemple. Avec une substance X, la fibre a un potentiel d’action normal, l’aequorine s’illumine, mais aucune tension n’apparaît.
Excitation et sortie du Ca²⁺ normales : le blocage est en aval, au niveau des ponts actine-myosine (fixation ou cycle des têtes).
Attention — le Ca²⁺ déclenche, l’ATP fournit l’énergie.
Cas 5 · Localiser le maillon d’une myopathie
Réflexe — actine – dystrophine – dystroglycane – laminine : quel maillon manque ?
Exemple. Biopsie : dystrophine et laminine présentes, dystroglycane absent.
Le maillon membranaire manque : la fibre n’est plus reliée à sa matrice, même si les protéines voisines sont là.
Elle est lésée par ses contractions et dégénère.
Attention — actine et myosine sont normales : c’est l’arrimage qui manque.
Les pièges
- Écrire que les filaments raccourcissent, ou dessiner une bande A plus courte à l’état contracté.
- Confondre bandes I (total) et demi-bande I, ou diviser deux fois par 2.
- Croire que l’ATP sert à fixer la tête sur l’actine : sa fixation la détache.
- Attribuer au calcium l’énergie de la contraction, ou croire le relâchement passif.
- Multiplier le diamètre par le facteur de l’aire quand la fibre s’épaissit à volume constant.
- Chercher dans une myopathie un défaut d’actine ou de myosine au lieu d’un défaut d’arrimage à la matrice.
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