S - Raymond Rodriguez
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es ont été réalisées dans deux conditions :
- condition 1 : le muscle ne subit aucun traitement ;
- condition 2 : le muscle est traité par un poison inhibant la glycolyse.
Conditions
du dosage
Concentration en mmol.kg-1 de muscle
Réaction du muscle
Glycogène
Acide lactique
ATP
Mesure 1
Avant contraction
(condition 1)
1,08
0,1
5
-
Mesure 2
Après contractions
(condition 1)
0,8
0,4
4,8
Contraction pendant toute la durée de la stimulation
Mesure 3
Après contractions
(condition 2)
1,08
0,1
0
Contraction impossible au delà de quelques secondes
DOCUMENT 3
Interaction actine-myosine et ATP
Les cellules musculaires sont constituées de myofibrilles, elles mêmes formées de myofilaments fins dactine et épais de myosine. Lors de la contraction, les têtes de myosine sattachent à lactine, formant des complexes actine-myosine.
Ces expériences ont été réalisées in-vitro après extraction dactine et de myosine musculaires.
Conditions expérimentales
Complexes actine-myosine
Évolution
de la concentration en ATP
Expérience 1
Actine + ATP + Ca2+
Absents
Aucune évolution
Expérience 2
Myosine + ATP + Ca2+
Absents
Diminution faible
Expérience 3
Myosine + Actine + ATP + Ca2+
Présents
Diminution importante
In-vivo, quand le système nerveux envoie un ordre de contraction à une myofibrille, cela se manifeste par une libération de Ca2+ au niveau de la myofibrille.
Éléments de correction
Barème sur 6 points (note sur 20 multipliée par 3,33). - Il est accordé autant de points à la saisie de données quà leur interprétation
Document 1a ( ( (
- La consommation dO2 est proportionnelle à la puissance de lexercice jusquà une puissance de 230 W (environ), puis elle stagne.
- La concentration sanguine dacide lactique augmente brutalement pour des exercices de puissance supérieure à 100 W
- La concentration dacide lactique continue daugmenter quand P > 230 W.
Deux mécanismes interviennent lors dun effort intense : un mécanisme consommateur de O2 (la respiration) pour P < 230W et un mécanisme producteur dacide lactique (la fermentation lactique) pour P > 100 W (les deux interviennent ensemble quand 100 W < P < 230 W)
Document 1b
- La fermentation lactique libère 2 ATP et 2 acides lactiques par mole de glucose consommée.
Document 2 ( ( (
- Mesure 1 : témoin
- Mesure 2 (comparaison avec témoin) : la contraction musculaire soutenue se traduit par une consommation de glycogène (1,08 - 0,8 = 0,28 mmol.kg-1) et une production d'acide lactique (0,4 - 0,1=0,3 mmol.kg-1). La quantité d'ATP est proportionnellement peu affectée.
- Mesure 3 (comparaison avec témoin) : le blocage de la glycolyse empêche rapidement la contraction car tout l'ATP disponible est consommé.
- Mise en relation M2 et M3 : ATP renouvelé au fur et à mesure de sa consommation grâce à la glycolyse qui entraîne ici la consommation de glycogène et la production d'acide lactique.
Document 3 ( ( (
- Expérience 1 : actine seule n'a pas d'action ATPasique (même si ordre de contraction).
- Expérience 2 : myosine seule a une action ATPasique limitée car le produit (ADP + Pi) reste lié à l'enzyme (myosine).
- Expérience 3 : la formation des complexes actine-myosine permet la dissociation ADP et myosine.
Cette dernière est libre pour une nouvelle hydrolyse d'ATP.
Cela épuise rapidement le milieu en ATP s'il n'et pas rapidement renouvelé.
Mise en relation des documents et synthèse ( ( (
- Doc. 1a et 2 (M2) : une contraction de P>100W entraîne une production d'acide lactique.
- L'acide lactique résulte de la fermentation lactique qui participe au renouvellement de l'ATP (1b) nécessaire à la contraction musculaire (doc. 3).
- Celui-ci est nécessairement renouvelé, par deux mécanismes complémentaires ayant une étape commune (doc. 2) :
- l'un consommant du O2 (phosphorylation oxydative) qui est saturé à partir de 230 W (doc. 1a) ;
- l'autre produisant de l'acide lactique (doc. 1a ) = fermentation lactique, permettant la contraction à puissance maximale (250 W) et (doc. 1a) grâce à une production complémentaire dATP (doc. 1b).
- Ces deux mécanismes ont une première étape commune : la glycolyse (doc. 2).
Éléments de correction
Barème sur 6 points (note sur 20 multipliée par 3,33). - Il est accordé autant de points à la saisie de données quà leur interprétation
Document 1a ( ( (
- La consommation dO2 est proportionnelle à la puissance de lexercice jusquà une puissance de 230 W (environ), puis elle stagne.
- La concentration sanguine dacide lactique augmente brutalement pour des exercices de puissance supérieure à 100 W
- La concentration dacide lactique continue daugmenter quand P > 230 W.
Deux mécanismes interviennent lors dun effort intense : un mécanisme consommateur de O2 (la respiration) pour P < 230W et un mécanisme producteur dacide lactique (la fermentation lactique) pour P > 100 W (les deux interviennent ensemble quand 100 W < P < 230 W)
Document 1b
- La fermentation lactique libère 2 ATP et 2 acides lactiques par mole de glucose consommée.
Document 2 ( ( (
- Mesure 1 : témoin
- Mesure 2 (comparaison avec témoin) : la contraction musculaire soutenue se traduit par une consommation de glycogène (1,08 - 0,8 = 0,28 mmol.kg-1) et une production d'acide lactique (0,4 - 0,1=0,3 mmol.kg-1). La quantité d'ATP est proportionnellement peu affectée.
- Mesure 3 (comparaison avec témoin) : le blocage de la glycolyse empêche rapidement la contraction car tout l'ATP disponible est consommé.
- Mise en relation M2 et M3 : ATP renouvelé au fur et à mesure de sa consommation grâce à la glycolyse qui entraîne ici la consommation de glycogène et la production d'acide lactique.
Document 3 ( ( (
- Expérience 1 : actine seule n'a pas d'action ATPasique (même si ordre de contraction).
- Expérience 2 : myosine seule a une action ATPasique limitée car le produit (ADP + Pi) reste lié à l'enzyme (myosine).
- Expérience 3 : la formation des complexes actine-myosine permet la dissociation ADP et myosine.
Cette dernière est libre pour une nouvelle hydrolyse d'ATP.
Cela épuise rapidement le milieu en ATP s'il n'et pas rapidement renouvelé.
Mise en relation des documents et synthèse ( ( (
- Doc. 1a et 2 (M2) : une contraction de P>100W entraîne une production d'acide lactique.
- L'acide lactique résulte de la fermentation lactique qui participe au renouvellement de l'ATP (1b) nécessaire à la contraction musculaire (doc. 3).
- Celui-ci est nécessairement renouvelé, par deux mécanismes complémentaires ayant une étape commune (doc. 2) :
- l'un consommant du O2 (phosphorylation oxydative) qui est saturé à partir de 230 W (doc. 1a) ;
- l'autre produisant de l'acide lactique (doc. 1a ) = fermentation lactique, permettant la contraction à puissance maximale (250 W) et (doc. 1a) grâce à une production complémentaire dATP (doc. 1b).
- Ces deux mécanismes ont une première étape commune : la glycolyse (doc. 2).
RR - SAVEDATE \@ "dd/MM/yy" \* MERGEFORMAT 09/12/03 - FILENAME \* MERGEFORMAT sp13c4.doc - PAGE 3/ NUMPAGES 3
GLYCOGèNE
n GLUCOSE
(C6 H12 O6)
2n acides pyruviques
2n [CH3 CO COOH]
2n acides lactiques
2n [CH3 CHOH COOH]
2n ADP
+ 2n Pi
2n ATP
2n R
2n RH2
1
2
1
2
Glycolyse
Fermentation lactique
Ensemble de plusieurs réactions chimiques
(les composés intermédiaires ne sont pas indiqués)
Une seule réaction chimique
Chaque réaction est catalysée par une enzyme spécifique.
Consommation de dioxygène
(en L.min-1)
Concentration sanguine dacide lactique
(en mmol.L-1)
