Term spé SVT. Test 38. Système Nerveux. Message Nerveux du Réflexe.

By ProfSVT71

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29 questions

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Terminales spé SVT Test 38 de connaissances Système nerveux Message Nerveux du Réflexe.

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Question 29

Question 27

Question 28

Question 26

Question 25

Question 24

Question 23

Question 22

Question 21

Question 19

Sommaire

Question 20

Question 18

Question 17

Question 16

Question 15

Question 14

Question 13

Question 12

Question 11

Question 10

Question 9

Question 8

Question 7

Question 6

Question 5

Question 4

Question 3

Question 2

Question 1

Réponse

Quelle est la nature des messages nerveux ?

QUESTION 1

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Les messages nerveux sont de nature électrique. Pour preuve, quand vous vous prenez « un coup de jus » vos muscles sont provisoirement immobilisés : plus aucun message ne passe.

Quel est l'état de la cellule nerveuse au repos ?

Réponse

QUESTION 2

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En absence de stimulation, la membrane de la fibre nerveuse est polarisée : la face interne est chargée plus négativement que la face externe. La membrane d’une cellule nerveuse au repos présente donc une différence de potentiel entre la face extracellulaire et la face intracellulaire : différence de potentiel transmembranaire ou ddp transmembranaire (- 70 mV) en moyenne. On parle de potentiel de repos. Toutes les cellules vivantes présentent cette ddp.

Comment diffusent les ions sodium et potassium de part et d'autre de la membrane ?

Réponse

QUESTION 3

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Au niveau de la membrane du neurone, il y a des protéines membranaires qui se comportent comme des canaux appelés canaux de fuite (ils sont toujours ouverts). À travers ces canaux, les ions sodium et potassium diffusent selon leur gradient de concentration (transport passif) : - Les ions Na+ diffusent du milieu extracellulaire (milieu le plus concentré) vers le milieu intracellulaire (le milieu le moins concentré). - Les ions K+ diffusent du milieu intracellulaire (le milieu le plus concentré) vers le milieu extracellulaire (le milieu le moins concentré).

Réponse

Comment s'explique le potentiel de repos ?

QUESTION 4

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Le potentiel de repos s’explique par la répartition inégale des ions sodium et potassium de part et d’autre de la membrane axonique. Cette répartition inégale des ions est un état d’équilibre déterminé par :

- Un transport passif (diffusion) qui se fait selon le gradient de concentration : entrée des ions sodium et sortie des ions potassium à travers des protéines membranaires qui se comportent comme des canaux de fuite toujours ouverts. - Un transport actif qui se fait contre le gradient de concentration : sortie des ions sodium et entrée des ions potassium. Ce transport est assuré par une protéine membranaire qui joue le rôle d’une enzyme capable de catalyser l’hydrolyse de l’ATP. L’énergie libérée lors de l’hydrolyse de l’ATP est utilisée par cette même protéine pour assurer la sortie des ions Na+ et l’entrée des ions K+. Cette protéine membranaire jouant le rôle d’une enzyme est assimilée à une pompe Na-K-ATPase.

QUESTION 5

Qu'est-ce que le "potentiel de récepteur" ?

Réponse

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La stimulation appliquée au niveau du fuseau neuromusculaire produit dans un premier temps un potentiel de récepteur qui est un potentiel local situé au niveau de l’extrémité de la fibre sensitive.

Réponse

Qu'est-ce que le potentiel d'action ?

QUESTION 6

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Le potentiel d’action correspond à un changement brutal et rapide (moins d’une milliseconde) de l’état d’équilibre ionique de la membrane du neurone. On observe dans un premier temps une inversion de la polarisation membranaire ou dépolarisation, puis une repolarisation. L’ensemble, de ces deux phases, dure en moyenne une milliseconde.

Réponse

Qu'est-ce que la transduction ?

QUESTION 7

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On parle de transduction lorsque l’énergie mécanique appliquée au niveau du fuseau neuromusculaire est convertie en énergie électrique.

Réponse

Qu'est-ce que la loi du tout ou rien ?

QUESTION 8

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Loi du tout ou rien en.svg, par Blacktcvia Wikimedia commons, CC-BY-4.0, modifié par Sandra Rivière, https://fr.wikibooks.org/wiki/Neurosciences/L%27influx_nerveux#/media/Fichier:All-or-none_law_en.svg

Dès que l’amplitude du potentiel de recepteur a atteint un « niveau seuil » au niveau du site générateur (-50 mV), il donne naissance à un potentiel dit potentiel d’action. Si le seuil n'est pas atteint, le potentiel d'action ne se déclenche pas. Au-dessus de la valeur seuil de dépolarisation, lorsqu’on augmente l’intensité de la stimulation, les potentiels d’action enregistrés ont toujours la même amplitude. La réponse d’un neurone suit donc une loi du « tout ou rien ».

Réponse

Comment s'effectue la dépolarisation de la membrane ?

QUESTION 9

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À l’état de repos, tous les canaux à sodium et potassium voltage-dépendants sont fermés. La stimulation provoque une légère dépolarisation de la membrane. Si la dépolarisation atteint le seuil de -50mV, les canaux à sodium voltage-dépendants s’ouvrent dans la zone dépolarisée. Par conséquent, on assiste à une augmentation considérable du flux entrant de sodium déjà existant. À cause de ces ions positifs entrants, l’intérieur de la cellule perd son électronégativité et devient même électropositive : le potentiel transmembranaire atteint + 30 mV. Le milieu extérieur auparavant électropositif devient naturellement électronégatif car il perd des charges positives.

Réponse

Comment s'effectue la repolarisation de la membrane ?

QUESTION 10

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La perméabilité de la membrane au potassium augmente car les canaux voltage-dépendants à sodium se ferment rapidement (au bout d’1 ms) et les canaux voltage-dépendants à potassium s’ouvrent. La fuite de potassium en dehors de la cellule est intensifiée pour tenter de rééquilibrer les charges électriques. Les ions K+ sortent donc de la cellule et rejoignent le milieu extérieur. Le cytoplasme perd des charges positives potassiques et a donc tendance à redevenir électronégatif. Pendant ce temps, le milieu extérieur gagne des ions positifs et a donc tendance à perdre son électronégativité. Il redevient électropositif. C’est la phase de repolarisation rapide.

Réponse

Que se passe-t-il lors de l'hyperpolarisation ?

QUESTION 11

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La sortie des ions K+ par ces canaux vient donc contrecarrer toute dépolarisation ultérieure de la cellule : le potentiel de membrane est hyperpolarisé tant que les canaux potassiques restent ouverts. Aussi faut-il plus de courant dépolarisant pour que le potentiel de membrane atteigne à nouveau le seuil de dépolarisation : c'est la période réfractaire. Il y a finalement un retour progressif au potentiel de repos, c’est-à-dire un retour aux conditions électriques et de concentrations ioniques antérieures : on observe une normalisation de la perméabilité de la membrane et une mise en jeu intensifiée des pompes Na-K ATPase pour ramener les concentrations ioniques aux valeurs antérieures. Il y a rejet accru de sodium à l’extérieur de la cellule et récupération accrue de potassium à l’intérieur de la cellule.

Les canaux à potassium restent ouverts et les canaux à sodium restent fermés. Le potentiel d'équilibre du potassium étant plus négatif (-80 mV) que le potentiel de repos (-65 mV), le potentiel de membrane devient plus négatif que le potentiel de repos : on parle d'hyperpolarisation.

Réponse

Quelle est la première condition nécessaire pour générer un nouveau potentiel d'action ?

QUESTION 12

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La création du potentiel de repos est le pré-requis pour qu’une cellule excitable génère un nouveau potentiel d’action.

Réponse

Comment le message nerveux est-il codé dans un neurone ?

QUESTION 13

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NeuralMassSimulation.png, par via Wikimedia commons, CC-BY-3.0, modifié par Sandra Rivière, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NeuralMassSimulation.png

On soumet un neurone à un stimulus initialement peu intense, puis moyennement intense et enfin très intense. On voit que la fréquence d'émission des potentiels d'action augmente de plus en plus avec l'intensité du stimulus. Tous les potentiels d'action ayant la même amplitude, le codage de l'influx nerveux se fait donc en modulation de fréquence : lorsque l’on augmente l’intensité de stimulation, la fréquence des potentiels d’action est également en augmentation. Ainsi au niveau d’une fibre nerveuse, le message est codé en fréquence de potentiels d’action

Réponse

Comment le message nerveux est-il codé dans un nerf ?

QUESTION 14

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Au niveau d’un nerf, on peut mesurer un potentiel global, dû à l’ensemble des potentiels d’actions qui circulent dans les fibres nerveuses. L’amplitude du potentiel global augmente avec l’intensité de stimulation : il y a un recrutement plus important de fibres nerveuses. Au niveau d’un nerf, le message nerveux est codé en amplitude de potentiel global.

Réponse

Qu'est-ce que "la propagation de proche en proche" ?

QUESTION 15

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Action Potential.gif,par Laurentaylorj via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Action_Potential.gif

Il y a propagation de proche en proche quand l'influx se déplace le long de l'axone, de zone contigüe en zone contigüe, dans une seule direction, vers la terminaison axonale où il y a relais avec d'autres neurones. L'influx nerveux conserve toutes ses caractéristiques (amplitude, fréquence) durant sa progression.

Action potential propagation animation.gif, par John Schmidt via Wikimedia commons, CC-BY-SA-4.0,3.0,2.5,2.0,1.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Action_potential_propagation_animation.gif

Action Potential.gif,par Laurentaylorj via wikimedia commons, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Action_Potential.gif

Réponse

Qu'est-ce qui permet l'unidirectionnalité de l'influx nerveux ?

QUESTION 16

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Lorsqu'un potentiel d'action apparaît à un endroit donné de l'axone, la portion voisine qui lui a donné naissance entre en période réfractaire, ce qui l'empêche d'être excitée à son tour. Cette période réfractaire est expliquée par la désensibilisation des canaux sodiques voltage-dépendants. En revanche, la portion voisine qui n'a pas encore présenté de potentiel d'action commence à être excitée. Cette excitation provient de petits courants électriques très locaux qui s'établissent entre portion excitée et portion non encore excitée. Si la portion voisine est suffisamment dépolarisée (si elle atteint le seuil) un potentiel d’action sera créé. De proche en proche, se créent donc les conditions de naissance d'un potentiel d'action à côté de la portion qui est en train de réaliser un potentiel d'action (propagation régénérative).

Réponse

Quels sont les deux modes de conduction du message nerveux ?

QUESTION 17

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Neurone français schéma.svg, Aucun auteur lisible par machine fourni. Trame supposée (basée sur les revendications de droits d'auteur), via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neurone_fran%C3%A7ais_sch%C3%A9ma.svg

Neurone présentant une gaine de myéline

Propagation influx nerveux proche en proche.svg par fr: Utilisateur: Slagt via Wikimédia Commons, domaine publique, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Propagation_influx_nerveux_proche_en_proche.svg

Principe de la dépolarisation de proche en proche

La conduction peut se faire soit de proche en proche le long de l'axone lorsque ce dernier est nu, soit de manière saltatoire lorsque l'axone possède une gaine de myéline.

Réponse

Comment fonctionne la conduction saltatoire ?

QUESTION 18

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Propagation influx nerveux axone myélinisé.svg par Utilisateur: Slagt via Wikimédia Commons, domaine publique, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Propagation_influx_nerveux_axone_my%C3%A9linis%C3%A9.svg

La myéline est maintenue autour de l'axone par des cellules appelées cellules de Schwann pour les neurones du système nerveux périphérique (ensemble des nerfs). Chacune de ces cellules protectrices est séparée de ses deux voisines par un petit espace appelé nœud de Ranvier. La gaine de myéline joue le rôle d’isolant électrique : l’influx nerveux « saute » alors de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier, ce qui permet une conduction beaucoup plus rapide (jusqu'à plus de 100 m/s, au lieu d'environ 10 m/s pour une fibre non myélinisée). Cette propagation en bond (ou en saut) donne son nom à la conduction saltatoire. Les charges positives (sodium) se déplacent au bout de l'axone suivant le gradient électrochimique. Les gaines de myélines isolent l'axone, rien ne sort, rien ne rentre à leur niveau. Entre deux gaines (nœud de Ranvier), on retrouve des pompes sodiques voltage-dépendantes régénérant le potentiel d'action initial.

Réponse

Qu'est-ce qu'une synapse ?

QUESTION 19

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Synapse diag1.svg par vectorisation: Mouagip ( discussion ), Synapse_diag1.png : Dessiné par fr: Utilisateur: Dake, Corrections du PNG original par fr: User: Nrets, via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Synapse_diag1.svg

Transmission chimique du neurone A (présynaptique) au neurone B (postsynaptique) 1. Mitochondrie permettant l’apport énergétique nécessaire à la synthèse du neurotransmetteur 2. Vésicule synaptique contenant des molécules de neurotransmetteur 3. Autorécepteur membranaire 4. Fente synaptique avec neurotransmetteur libéré (ex : sérotonine ou dopamine) 5. Récepteurs postsynaptiques activés par le neurotransmetteur (induction d'un potentiel postsynaptique) 6. Canal calcium 7. Exocytose d'une vésicule 8. Neurotransmetteur recapturé

La synapse (du grec syn = ensemble et haptein = toucher, saisir) désigne une zone de contact qui s'établit entre deux neurones (synapse neuro-neuronique), ou entre un neurone et une autre cellule comme la synapse neuromusculaire.

Réponse

Quelle est la nature du message nerveux qui circule entre deux synapses ?

QUESTION 20

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La plupart des synapses ne présentent pas de contact physique entre les deux cellules. Une fente, appelée fente synaptique, empêche toute communication de nature électrique. Un messager doit prendre le relais entre les deux neurones impliqués : celui-ci est de nature chimique.

Réponse

Quelle est la première étape de la transmission synaptique ?

QUESTION 21

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Synapse diag1.svg par vectorisation: Mouagip ( discussion ), Synapse_diag1.png : Dessiné par fr: Utilisateur: Dake, Corrections du PNG original par fr: User: Nrets, via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Synapse_diag1.svg

Au niveau de la synapse, la transmission du message nerveux est unidirectionnelle. La dépolarisation d'une terminaison synaptique par un potentiel d'action provoque l'ouverture de canaux perméables au calcium (6) et l'entrée de cet ion dans la terminaison axonique. Sous l'impulsion de cet influx de calcium, les vésicules fusionnent avec la membrane cellulaire (7) et libèrent leur contenu dans le milieu extracellulaire : on parle d’exocytose. Le neurotransmetteur va alors diffuser librement et atteindre le récepteur de la membrane de la cellule cible (5) à laquelle la terminaison nerveuse est associée. Le délai est de 0.6 à 0.8 millisecondes. La première étape de la transmission revient donc à convertir un signal électrique (le potentiel d'action) en signal chimique (le neurotransmetteur).

Réponse

Quelle est la deuxième étape de la transmission synaptique ?

QUESTION 22

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La cellule cible possède sur sa membrane des protéines réceptrices auxquelles des molécules de neurotransmetteur viennent s'associer spécifiquement, comme une clé dans une serrure. La liaison du neurotransmetteur à ces récepteurs dits ionotropes, va généralement provoquer l'ouverture (ou plus rarement la fermeture) de ceux-ci. Selon le type d'ions auxquels ils sont perméables, il en résulte donc une dépolarisation ou une hyperpolarisation de la cellule cible. Cette deuxième étape de la transmission synaptique revient donc à convertir un signal chimique en un signal électrique.

Réponse

Comment se forme un message post-synaptique ?

QUESTION 23

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Neurotransmitter release.png par Peter Duncan propre travail, via Wikimedia commons, CC-BY-SA-4.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neurotransmitter_release.png

Ainsi au niveau de la synapse, selon la quantité de neurotransmetteur, un message postsynaptique prend naissance ou pas. Le message est codé en quantité de neurotransmetteur libéré : plus la fréquence des potentiels d’action présynaptiques est élevée, plus la quantité de neurotransmetteur libéré est importante.

Réponse

Comment le fonctionnement de la synapse est-il régulé ?

QUESTION 24

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Pour éviter que la stimulation du neurone postsynaptique ne se prolonge, deux systèmes éliminent la molécule de l'espace inter-synaptique :- La dégradation, qui met en jeu des enzymes spécifiques qui vont métaboliser le neurotransmetteur, mettant fin à son effet sur le neurone postsynaptique. - La recapture, pendant laquelle le neurotransmetteur (ou ses précurseurs issus de la dégradation enzymatique) est récupéré par le neurone présynaptique pour être réutilisé ou détruit.

Réponse

Quelle est la réponse d'un motoneurone suite à la fixation d'un neurotransmetteur ?

QUESTION 25

sommaire

Structure de la synapse neuromusculaire Jonction neuromusculaire (vue rapprochée) 1. Axone présynaptique 2. Sarcolemme (membrane plasmique de la fibre musculaire) 3. Vésicules synaptiques 4. Récepteurs de l'acétylcholine 5. Mitochondrie

Synapse_diag4, Dessiné par Dake avec Inkscape 0.42., Corrigé par en: User: Nrets, via Wikimédia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Synapse_diag4.png

Le motoneurone répond à la libération du neurotransmetteur de la fibre afférente par la naissance d’un message nerveux moteur efférent conduisant à la contraction du muscle étiré. Lorsqu’un message nerveux est conduit le long de l’axone du motoneurone, il en résulte l’exocytose (la libération) de molécules d’un neurotransmetteur, l’acétylcholine, au niveau des boutons synaptiques formant les terminaisons axonales localisées dans les muscles.

Réponse

Comment fonctionne la synapse neuro-musculaire ?

QUESTION 26

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Après diffusion du neurotransmetteur dans l’espace synaptique séparant la terminaison axonale du muscle au niveau de la jonction neuromusculaire, les molécules de neurotransmetteur se lient à des récepteurs spécifiques présents dans la membrane des fibres musculaires. La formation de complexes neurotransmetteur-récepteur provoque une dépolarisation de la membrane qui, si elle atteint le seuil, déclenche la contraction du muscle.

Réponse

Qu'est-ce qu'une plaque motrice ?

QUESTION 27

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Plaque motrice L’axone du motoneurone alpha (légende 1) possède une terminaison ramifiée dont chaque rameau possède un bouton synaptique (légende 2) connecté à une cellule musculaire (légende 3) contenant des fibres élastiques (légende 4). L’ensemble est appelé « plaque motrice ».

Synapse_diag3, par Utilisateur: Dake, via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Synapse_diag3.png

Une plaque motrice est un ensemble de synapses neuromusculaires.

Réponse

Quel neurotransmetteur régule l'intensité de la contraction musculaire ?

QUESTION 28

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Le messager chimique libéré par la synapse neuro-musculaire est l'acétylcholine. Plus la concentration en acétylcholine libérée est importante plus la fréquence des potentiels d’action musculaires sera importante, provoquant une contraction musculaire de plus forte amplitude. Afin de contrôler la contraction du muscle, l’acétylcholine est rapidement détruite par l’acétylcholinestérase et permet un bon fonctionnement des muscles.

Réponse

Quel est l'action du curare utilisé par les indigènes d'amazonie sur leurs fléchettes ?

QUESTION 29

sommaire

The end !!

Certaines substances sont capables de modifier le fonctionnement de la synapse en se fixant sur les récepteurs de la membrane du neurone post-synaptique. Le curare (utilisé dans les myorelaxants) se fixe à la place de l’acétylcholine et bloque les synapses neuromusculaires en prenant la place de l’acétylcholine qui ne peut alors plus agir. Il provoque un relâchement durable des muscles qui est mortel par paralysie des muscles respiratoires. C’est un antagoniste de l’acétylcholine car son action est inverse à celle-ci. Il existe aussi des substances qui empêchent l’élimination de l’acétylcholine dans la fente synaptique : elles prolongent la durée d’action du neurotransmetteur (gaz moutarde…)