Terminale · SVT, spécialité

Contrôle n°2 — Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse

Évaluation portant sur la transmission du message nerveux et son intégration au niveau de la synapse neuromusculaire.

1h · Moyen · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Potentiels membranaires et canaux ioniques (4 points)

Cochez la bonne réponse. 1. Au repos, la membrane du neurone est : a) Dépolarisée. b) Hyperpolarisée. c) Polarisée (potentiel de repos négatif). 2. La dépolarisation initiale du potentiel d'action est due principalement à : a) La sortie d'ions K+. b) L'entrée d'ions Na+. c) La sortie d'ions Cl-. 3. La période réfractaire absolue : a) Est due à l'inactivation des canaux Na+ voltage-dépendants. b) Empêche la propagation rétrograde du potentiel d'action. c) Rend le neurone inexcitable. 4. À la synapse neuromusculaire, le neurotransmetteur est : a) La dopamine. b) L'acétylcholine. c) La sérotonine.

Exercice 2 — Problème : Effet d'une toxine sur la jonction neuromusculaire (10 points)

Le curare est un poison utilisé sur des flèches de chasse. Il bloque les récepteurs nicotiniques à l'acétylcholine (ACh) de la membrane post-synaptique du muscle. 1. Expliquez pourquoi l'injection de curare provoque une paralysie musculaire. 2. On enregistre le potentiel de membrane de la fibre musculaire avant et après application de curare, tout en stimulant le motoneurone. Schématisez et annotez les tracés attendus. 3. Proposez une expérience permettant de lever la paralysie induite par le curare. Justifiez votre protocole.

Exercice 3 — Rédaction : De l'intégration synaptique à la décision (6 points)

Expliquez en une dizaine de lignes comment l'intégration spatiale et temporelle des potentiels post-synaptiques (PPS) par un neurone postsynaptique permet de moduler le message nerveux et participe aux processus de décision au sein d'un réseau neuronal.

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Potentiels membranaires et canaux ioniques : 4 points

1. c) Polarisée (potentiel de repos négatif, environ -70 mV). 2. b) L'entrée massive d'ions Na+ via des canaux voltage-dépendants. 3. a) et c) sont correctes. L'inactivation des canaux Na+ empêche un nouveau potentiel d'action immédiat. 4. b) L'acétylcholine.

Exercice 2 — Problème : Effet d'une toxine sur la jonction neuromusculaire : 10 points

1. Le curare est un antagoniste compétitif de l'ACh. En bloquant les récepteurs, il empêche la fixation du neurotransmetteur, donc l'ouverture des canaux Na+ post-synaptiques. Le potentiel post-synaptique excitateur (PPSE) n'est pas géné, le seuil de déclenchement du potentiel d'action musculaire n'est pas atteint : pas de contraction. 2. Tracé 1 (témoin) : stimulation du neurone → PPSE puis potentiel d'action musculaire. Tracé 2 (curare) : stimulation identique → PPSE très atténué ou absent, pas de potentiel d'action. 3. On peut injecter un inhibiteur de l'acétylcholinestérase (ex: néostigmine). Cet enzyme dégrade normalement l'ACh. Son inhibition augmente la durée de présence et la concentration d'ACh dans la fente synaptique, ce qui peut surmonter le bloc compétitif du curare.

Exercice 3 — Rédaction : De l'intégration synaptique à la décision : 6 points

Un neurone reçoit en permanence des centaines de PPS, excitateurs (PPSE) ou inhibiteurs (PPSI). L'intégration spatiale consiste à sommer algébriquement (PPSE +, PPSI -) tous les PPS arrivant sur ses différentes dendrites au même instant. L'intégration temporelle somme les PPS arrivant en rafale sur un court intervalle. Si la somme dépasse le seuil de déclenchement au niveau du segment initial de l'axone, un potentiel d'action est émis. Sinon, le neurone reste silencieux. Ainsi, la fréquence des potentiels d'action émis code l'information. Dans un réseau, cette intégration permet à un neurone de "décider" de transmettre ou non un signal en fonction de l'ensemble des informations qu'il reçoit, formant la base du traitement de l'information cérébrale.

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