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LYCÉE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS EXERCICE 1 (activité 1 page 176 du manuel scolaire) Les expériences de Magendie, complétées par les expériences de dégénérescence Wallérienne, ont permis de préciser certains éléments intervenant dans le réflexe myotatique.

Question : Analysez et interprétez ces 3 expériences. EXERCICE 2 Pour mettre en évidence certains éléments intervenant dans le réflexe myotatique, Magendie a réalisé les expériences suivantes sur le nerf sciatique (nerf rachidien) d’un chien en bonne santé et il a noté les résultats correspondants à chaque expérience : 1- Analysez et expliquez chacune des expériences de Magendie. 2- Précisez les éléments intervenant dans le réflexe myotatique mis en évidence par Magendie. Page 1 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique EXERCICE 3 Le complément des expériences de Magendie, qui consiste à stimuler le bout central et le bout périphérique du nerf rachidien sectionné ou de l’une de ses racines, permet de préciser le sens du message nerveux.

Question : Complétez les conclusions de cette série d’expériences. EXERCICE 4 (activité 3 page 182 du manuel scolaire) Afin de préciser l'origine du potentiel d'action, on stimule un axone géant de calmar et on enregistre la réponse de l'axone à la stimulation. Parallèlement, on évalue les variations de la perméabilité de la membrane de l'axone aux ions Na+ et K+. Les résultats sont représentés par la figure cicontre. Remarque : L'électrode réceptrice est implantée dans l'axone très près des électrodes stimulatrices (S). Question : Interprétez les résultats obtenus pour expliquer à quoi sont dues les différentes phases du potentiel d'action. Page 2 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique EXERCICE 5 (QROC) La perméabilité membranaire est une propriété vitale de la cellule. Dans le cas du neurone, le transfert de part et d’autre de la membrane de plusieurs espèces ioniques est rendu possible par la présence de plusieurs types de canaux ioniques. 1- Citez trois types de canaux ioniques. 2- a- Légendez le schéma du document ci-contre en vous référant aux flèches numérotées. b- Précisez la ou les parties du neurone où sont localisés ces différents canaux ioniques. 3- Précisez les conditions qui permettent le fonctionnement de ces canaux ioniques. 4- Expliquez les conséquences du fonctionnement de deux de ces canaux sur la naissance du message nerveux et sa transmission synaptique. EXERCICE 6 (QROC) On se propose d’étudier la propagation du message nerveux le long d’une fibre nerveuse. Pour cela, on utilise une intensité de stimulation efficace appliquée en un point (S) de la fibre comme indiqué sur le schéma ci-contre et deux électrodes réceptrices reliées à un oscilloscope : l'une R1 placée à des distances variables (A, B, C et D) par rapport au point (S), l'autre R2 au contact d'une extrémité lésée de la fibre (électrode neutre). On enregistre sur l'écran de l'oscilloscope, les tracés A, B, C et D représentés par le document ci-contre. 1- Que représentent les tracés obtenus ? 2- Calculez, en justifiant la méthode employée, la vitesse de propagation du message nerveux au niveau de la fibre nerveuse. 3- Expliquez, schéma à l’appui, le mécanisme de la propagation unidirectionnelle du message nerveux le long d’une fibre nerveuse myélinisée et amyélinisée. EXERCICE 7 (exercice page 207 du manuel scolaire légèrement modifié) Le corpuscule de Pacini est un récepteur de la peau sensible aux variations de pression. Le document suivant présente ce récepteur soumis à des pressions croissantes et les enregistrements obtenus sur l’écran de deux oscilloscopes A’ et B’. Page 3 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique

1- En exploitant ces données, expliquez la naissance d’un message nerveux et son codage au niveau du corpuscule de Pacini. 2- Dégagez des points communs sur le plan fonctionnel entre le corpuscule de Pacini et le fuseau neuromusculaire. EXERCICE 8 On se propose d'étudier la transmission du message nerveux à un motoneurone. Pour cela, on considère quatre terminaisons nerveuses A, B, C, D appartenant à des neurones présynaptiques différents reliés à un motoneurone M comme le montre le dispositif expérimental du document ci-contre : On enregistre les phénomènes électriques au niveau du cône axonique du motoneurone M suite à des stimulations électriques efficaces de même intensité et de même durée portées sur les neurones présynaptiques A, B, C, D dans différentes conditions, comme indiqué par les enregistrement du document ci-contre. 1- Analysez les phénomènes électriques enregistrés de l'étape 1 à 8. Qu'en déduisez-vous ? On effectue des micros injections de GABA ou d’acétylcholine, au niveau des fentes synaptiques des synapses C–M et D–M, on suit l’évolution de l’état électrique du neurone postsynaptique M en absence de toute stimulation efficace des neurones présynaptiques A, B, C et D. Les enregistrements obtenus sont indiqués dans le tableau ci-dessous : Page 4 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique Micro injection de GABA Dans la synapse C–M Dans la synapse D–M

Micro injection d’ACh Dans la synapse C–M Dans la synapse D–M

Etat éléctrique du neurone postsynaptique M 2- Analysez ces résultats afin de déduire et d’expliquer le rôle physiologique du GABA et de l’acétylcholine. EXERCICE 9 On considère le circuit neuronique du document ci-dessous. Trois neurones présynaptiques N1, N2 et N3 font des jonctions sur un même neurone postsynaptique M et un neurone N 4 faisant jonction sur N1.

1- Expérience 1 : On stimule isolément et avec une intensité suffisante les neurones N 1, N2 et N3 respectivement avec les électrodes E1, E2 et E3. Les ddp enregistrées au niveau des oscilloscopes O1, O2, O3 et O4 sont présentées dans le tableau suivant :

Stimulation de N1 Stimulation de N2 Stimulation de N3

ddp enregistrée en millivolt (mV) O1 O2 O3 O4 -82 -78 -54 -58 -58 -61

a- Précisez la nature de chacune des synapses N1 – M, N2 – M et N3 – M et justifiez votre réponse en précisant le nom de chaque phénomène électrique enregistré. b- En comparant les ddp enregistrées en O1, O2 et O3 à celle enregistrée en O4, quelle propriété du phénomène électrique pouvez-vous dégager ? 2- Expérience 2 : On stimule simultanément les neurones N1, N2 et N3 avec les électrodes E1, E2 et E3. Représentez, à l’échelle, l’enregistrement obtenu en O4 et justifiez-le. En déduire le rôle du neurone M. Page 5 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 3- Expérience 3 : Soit l’enregistrement ci-contre obtenu au niveau de l’oscilloscope O4 : a- Décrivez cet enregistrement. b- Quelle expérience de stimulation possible a-t-on réalisée pour obtenir cet enregistrement ? c- Quel est le rôle joué par le neurone M dans cette expérience ? 4- Expérience 4 : On stimule simultanément N1, N2, N3 et N4 avec les électrodes E1, E2, E3 et E4. On enregistre en O4 un potentiel d’action. On stimule simultanément N1 et N4 avec les électrodes E1 et E4. On enregistre en O1 un potentiel de repos. Exploitez les informations tirées par ces deux expériences afin d’expliquer : a- La nature du neurone N4. Justifiez votre réponse. b- L’obtention d’un potentiel d’action en O4.

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