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La consommation de la matière organique et le flux d'énergie |
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Les réactions responsables de la libération de l’énergie emmagasinée dans la matière organique au niveau de la cellule Les étapes de la dégradation de glucose Le rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique L'étude expérimentale de la contraction musculaire( l'aspect mécanique) Les manifestations de la contraction musculaire |
Le rôle du muscle strié squelettique dans la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique
4- La contraction musculaire:
Durant la contraction musculaire l'énergie provient directement de l'hydrolyse de l'ATP, selon la réaction suivante:
ATP + H2O -------Enzyme(ATPase)---------------> ADP + Pi + 7,3Kcal (30,5 kjoules)
Cette énergie libérée par hydrolyse d'ATP est convertie en énergie mécanique avec dégagement de chaleur (chaleur initiale de contraction).
Comment intervient l’ATP dans le mécanisme de contraction musculaire?
Pour comprendre les mécanismes de la contraction, on réalise les observations et expériences suivantes:
Document 1: Observations au microscope électronique d'un myofibrille au repos et en contraction,
http://svtmarcq.e-monsite.com/medias/images/contraction-fibre.png
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1 -A partir de l’exploitation du document 1, Comparez l'aspect du myofibrille quand le muscle est au repos (a) et quand il est contracté (b). |
Document 2: Schémas et animation illustrant le mécanisme du raccourcissement du sarcomère
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2 - A partir du document 2, Expliquez les modifications de structure au niveau du myofibrille. |
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Document 3: On mesure la force de contraction des myofibrilles isolées suite à l’ajout des ions Ca2+ et de l'ATP, puis le salyrgan qui est un poison qui bloque l’utilisation de l’ATP, et le chélateur qui fixe les ions Ca2+, inhibant ainsi leur action.
Document 4: On cultive des fibres musculaires dans un milieu contenant du calcium radioactif. On observe par autoradiographie que le calcium radioactif est localisé dans le réticulum sarcoplasmique quand les fibres musculaires sont relâchées et dans le sarcoplasme quand les fibres musculaires sont contractées.
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1 - A partir de l’exploitation du document 3, Déduisez les conditions nécessaires à la contraction musculaire. 2 - Dégagez l'information supplémentaire apportée par le document 4. |
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Document 5: Conformation des myofilaments d'actine de de myosine avant et après ajoute des ions Ca2+.
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1 - A partir de l’exploitation du document 5, Déduisez le rôle des ions calcium. |
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Document 6: La jonction entre un neurone moteur (motoneurone) et une fibre musculaire (la jonction neuro-musculaire ou plaque motrice )
Les tubules transverses, également appelée tubules T, sont des invaginations du sarcolemme délimitant le contenu de la cellule musculaire.
Document 7: Cycle d’interaction entre l’actine et la myosine dans les sarcomères
http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article3134
Document
8:
Lien vers une animation montrant le déroulement de la contraction
musculaire.
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1 - A partir de l’exploitation des documents 6,7 et 8, Décrivez le processus qui permet de transformer une énergie chimique en énergie mécanique au niveau musculaire. |
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- Le mécanisme prend fin quand la concentration en Ca²⁺ est insuffisante (absence de stimulation). Les canaux calciques de la membrane du réticulum sarcoplasmique se ferment , et le calcium est transporté activement dans le réticulum sarcoplasmique.
- Si l'ATP n'est pas renouvelé, les têtes de myosine ne se détachent pas de l'actine et la myofibrille reste contractée.
Bilan:
Le muscle convertit l’énergie chimique de l’ATP en rotation des têtes de myosine provoquant le glissement des filaments et raccourcissement des sarcomères (énergie mécanique = mouvement ), et une partie d'énergie est libéré sous forme de chaleur(énergie thermique).
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