Discipline : SVT Niveau : 4e Sc. Exp TD6 de révision Le message nerveux Conception et sélection de Ridha B. Février 2016 EXERCICE I : Le schéma suivant rend compte des phénomènes membranaires électriques et chimiques en absence de toute stimulation de la cellule nerveuse. 1- Complétez ce schéma en ajoutant le nom des espèces ioniques, le sens des échanges, le type de transport et le signe des charges électriques. 2- Exposez alors en quelques lignes la signification du potentiel de repos, son origine ionique et le mécanisme de son maintien. EXERCICE II : On peut mesurer les phénomènes électriques au niveau d’une fibre nerveuse par un dispositif analogue à celui du document suivant. NB : à t1, R1 et R2 sont dans le milieu extracellulaire, on enregistre E1 ; à t2, R1 est plongée dans l’axone, on enregistre E2 et à t3, on porte une stimulation efficace sur l’axone, on enregistre E3. 1. Analysez les enregistrements E1, E2 et E3 en dégageant les conclusions essentielles. 2. Déduisez les propriétés de la fibre nerveuse mises en évidence par cette expérience. EXERCICE III (Baccalauréat français Série C Juin 1994, modifié) : A-Pour étudier les phénomènes bioélectriques de la fibre nerveuse, on dispose d’informations fournies dans les documents suivants : Ions Dans l’axone (en Dans l’eau de mer (en millimoles. L-1) millimoles. L-1) Na+ 50 460 K+ 400 10 Document 1 Concentration en ions Na+ et K+ dans l’axone de Calmar (non stimulé) et dans l’eau de mer (de composition identique à celle du milieu extracellulaire). Document 2 Enregistrement dans l’axone de Calmar de potentiels d’action dans deux conditions différentes. Document 3 On mesure au cours d’un potentiel d’action la perméabilité de la membrane de l’axone de Calmar aux ions Na+ et K+. Les résultats sont reportés dans les graphiques ci-contre. 1°- Analysez le document 1 pour en déduire la caractéristique électrique de la fibre nerveuse au repos. 2°- Analysez comparativement les courbes du document 2. Déduisez, en vous aidant de votre réponse à la première question, le type d’échanges ioniques à l’origine des différences constatées. 3°- Dans le document 3, Identifiez les phases a, b et c du potentiel d’action et mettez-les en relation avec la variation de la perméabilité membranaire aux ions Na+ et K+ pour en déduire (en vous aidant du document 1) les échanges ioniques qui les caractérisent. p. 2 TD6 de Neurophysiologie 4e Sc. Exp. Ridha B. Février 2017 B- Pour confirmer les rôles des ions Na+ et K+ dans le déroulement du potentiel d’action, on réalise une série d’expériences sur un axone isolé d’Aplésie (autre mollusque marin). Le document 4 présente les résultats obtenus dans différentes conditions. D’autre part, on stimule avec des intensités de plus en plus croissantes (St1 à St4) un axone isolé du même animal, on enregistre les résultats figurés dans le document 5. NB : St4 donne le même résultat que St3. 1°-a. Expliquez les résultats de chaque expérience en montrant qu’ils confirment les conclusions précédentes. b. Tirez une information supplémentaire apportée par ces résultats ? 2°- Analyser comparativement les enregistrements du document 5. 3°- En vous aidant de vos connaissances et de vos conclusions dégagées de cette étude, mettez en ordre les évènements à l’origine de la naissance d’un potentiel d’action dans la fibre nerveuse. ddp (mv) Document 4 +120 -50 -70 temps (ms) St1 St2 St3 Document 5 EXERCICE IV : On isole un corpuscule de Pacini (mécanorécepteur cutané sensible aux variations de la pression mécanique appliquée sur la peau et est donc à l’origine du sens du toucher) et on le stimule en le comprimant comme indiqué sur la figure 1, avec des intensités de plus en plus croissantes. L’activité électrique de sa fibre nerveuse est enregistré sur oscilloscope à l’aide de microélectrodes. p. 3 TD6 de Neurophysiologie 4e Sc. Exp. Ridha B. Février 2017 Figure 1 Structure et procédure de stimulation du corpuscule de Pacini La figure 2 résume les résultats de cette expérience. Figure 2 1°- Analysez méthodiquement ces résultats pour : a. Déduire la signification du potentiel de récepteur et du potentiel générateur. b. Les rôles de la terminaison nerveuse, du premier nœud de Ranvier et du reste de la fibre nerveuse. 2. On refait la même expérience (en stimulant par des masses marquées), mais les enregistrements sont effectués uniquement au deuxième nœud de Ranvier. Les résultats sont reportés dans la figure 3. 0.4 g cm-2 4 g cm-2 8 g cm-2 début p. 4 TD6 de Neurophysiologie fin 4e Sc. Exp. Ridha B. Février 2017
