SVT TP3

TP 3 : La contraction musculaire

Atelier 1 : Les structures spécialisées dans le mouvement On se propose d’expliquer la contraction de l’échelle moléculaire à l’échelle de l’organe. En premier lieu, on cherche à comprendre comment l’organisation de la structure musculo-articulaire permet le mouvement. Il s’agit de réaliser une présentation permettant de montrer la spécialisation de la structure musculo-articulaire de l’échelle de l’organe à l’échelle de la molécule.

Matériel : - Patte de grenouille - Matériel de dissection, microscope optique, lame, lamelle - Appareil photo (smartphone) et caméra

Prisca Hodonou Margot Rigaudeau Emma Bellaïche T3

Stratégie expérimentale : On va tout d’abord disséquer une patte de grenouille à l’aide du matériel de dissection afin de mettre en évidence l’organisation du membre postérieur de la grenouille. On va par la suite prélever un morceau d’un muscle de la patte de grenouille, le placer sur une lame de verre, le colorer au bleu de méthylène et enfin le recouvrir d’une lamelle. On va ensuite observer au microscope optique afin de découvrir la composition des muscles squelettiques. Enfin nous allons tenter de comprendre comment est ce que le muscle réussit à se contracter en étudiant les sarcomères et leur capacité à se contracter à l’aide des documents mis à disposition.

1ère étape : On a en premier lieu disséqué une patte de grenouille afin de mettre en évidence l’organisation du membre postérieur de la grenouille. On remarque que la jambe est composée de deux muscles reliés aux os par des tendons.

Photo de la structure musculo-articulaire de la patte de grenouille

2ème étape : Dans un second temps, il s’agissait de prélever un morceau d’un muscle de la patte de grenouille. On a ensuite placé le morceau sur une lame de verre et coloré au bleu de méthylène. Enfin on l'a recouvert d’une lamelle et on l'a observé au microscope optique. On remarque que les fibres musculaires sont striées.

Fibres musculaires colorées au bleu de méthylène observées au microscope optique (x40)

3ème étape : 1. Sarcomère 2. Strie Z 3. Bande H 4. Bande claire 5. Bande sombre 6. Myofibrille 7. Myofilament de myosine 8. Myofilament d’actine 9. Mitochondrie

Conclusion : Lorsqu’on fait effectuer un mouvement de flexion à la jambe de grenouille, le muscle situé à l’arrière de la jambe se gonfle alors que celui situé à l’avant se dégonfle. Il se passe l’inverse lorsqu’on fait effectuer un mouvement d’extension à la jambe de grenouille. Ainsi, la contraction d'un muscle est liée au relâchement de son antagoniste. Pour réaliser un mouvement, le muscle se rétrécit et tire sur le tendon (extrémités fibreuses des muscles fixant le muscle à l’os) auquel il est rattaché. Ce dernier tire sur l'os auquel il est relié, ce qui provoque un mouvement. Chaque muscle relié au squelette est appelé muscle squelettique. Chaque muscle est constitué de cellules allongées qui sont des fibres musculaires pouvant atteindre plusieurs centimètres. Une fibre résulte de la fusion de plusieurs cellules, on peut notamment remarquer la présence de plusieurs noyaux dans chaque fibre. Le cytoplasme d’une fibre musculaire est rempli à 80% par des filaments de nature protéique appelés myofibrilles, donnant à la cellule un aspect strié caractéristique qu’on peut observer au microscope optique, d’où le nom de muscle strié. Chaque fibre musculaire est constituée de sous-unités qu'on appelle des myofibrilles. Au microscope électronique (document A), on observe que la striation des cellules musculaires est le reflet de la répétition de sous-unités juxtaposées et répétitives appelées sarcomères, constituant les myofibrilles. Chaque sarcomère est délimité par des lignes sombres appelées stries Z. Chaque sarcomère est constitué de deux types de myofilaments (document B) : les myofilaments de myosine (épais) qui sont au niveau des bandes sombres et les myofilaments d’actine (fins) qui sont rattachés aux stries Z. Enfin, l’observation des sarcomères des fibres musculaires permet de comprendre l’origine du raccourcissement engendré par la contraction (documents C et D). Dans une myofibrille, tous les sarcomères se contractent de façon comparable et de manière synchrone. On assiste alors au rapprochement des stries Z et au glissement des myofilaments les uns par rapport aux autres.