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EXERCICES I- RELATION AVEC LE MILIEU EXTERIEUR EXERCICE I A) Le document 1 ci-

EXERCICES I- RELATION AVEC LE MILIEU EXTERIEUR EXERCICE I A) Le document 1 ci- dessous représente une photographie au microscope photonique d’une structure permettant la transmission d’informations dans l’organisme animal. 1/ Identifiez ce document. 2/ Faites-en une interprétation schématique. 3/ Précisez l’unité fonctionnelle de cette structure. • ' Document 1 B) 1/ Identifiez la structure schématisée sur le document 2 2/ Définissez cette structure. 3/ Annotez-la à l’aide des chiffres qui y figurent. Document 2 EXERCICE 2 En vue d’amener un chat à fléchir la patte postérieure à la vue de la lumière, on soumet dans un laboratoire ce chat à diverses expériences. Le chat est maintenu dans le champ expérimental par une sangle abdominale. Un brassard est serré autour de la patte postérieure droite qui repose sur des fils électriques reliés à une bactérie. 1ère série d’expériences : on applique une faible décharge électrique : le chat fléchit la patte postérieure droite. A chaque nouvelle excitation la réponse est la même. 2ème série d’expériences : devant le chat, on place une lampe électrique et on réalise les expériences dont les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous. 1/ a) Nommez la réaction observée dans la 1ère série d’expériences. b) Donnez les caractéristiques de cette réaction. Essais 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Application du stimulus lumineux Application du stimulus électrique ■ ■ ■ ■ ■ Réponse - - + + + + + + + + + + + + + + - THEME : COMMUNICATION : Stimulus lumineux ■ : stimulus électrique - : absence de réaction + : réaction 1/42 2/ Identifiez tous les stimuli utilisés dans ces expériences. 3/ Analysez, les résultats de la 2ème série d’expériences. 4/ Interprétez-les. 5/ Déduisez-en les caractéristiques de la réaction observée à partir du 9ème essai. 6/ A l’aide de schéma annoté, montrez le trajet parcouru par l’influx nerveux à partir du 9ième essai. EXERCICE 3 C) on conditionne un chien à saliver par association d’un agent primitivement indifférent (éclair de lumière blanche) suivi d’un agent gustatif efficace (viande). Au bout d’un certain nombre d’associations (éclair de lumière blanche+viande), la seule vue de la lumière provoque la salivation. Analysez méthodiquement les étapes de ce conditionnement en précisant à chaque fois le trajet de l’influx nerveux. D) un singe est soumis au même traitement ; le conditionnement étant acquis chez les deux animaux, on poursuit l’expérience en utilisant des éclairs de lumière colorée. Les résultats figurent dans le tableau ci-après. Analysez ces résultats et concluez. EXERCICE 4 A- Répondez par vrai (V) ou faux (F) aux affirmations suivantes. Exemple 1 : V ; 2: F etc. 1) La perméabilité de la membrane d’une cellule excitatrice non stimulée est plus importante pour Na+ que pour K+. 2) Tous les points situés à la surface d’un neurone au repos (non excité) sont au même potentiel. 3) Le maintien du potentiel de membrane (PM) est un phénomène qui nécessite une dépense d’énergie. 4) Dans le dispositif expérimental fonctionnel utilisé pour déterminer la nature du message nerveux, l’amplificateur se trouve entre le stimulateur et la cuve à nerf. B- En fonction de la position des électrodes réceptrices Ri R2 sur les fibres nerveuses 1 ; 2 ; 3; 4; 5 et 6 ci-dessous, représentez les enregistrements qu’on est en droit d’attendre sur l’écran de l’oscilloscope. La présence d’électrodes excitatrices E1 E2 indique qu’une stimulation est portée sur la fibre nerveuse. EXERCICE 5 On réalise un comportement d’apprentissage actif chez le rat à l’aide de la boîte schématisée sur la figure ci-contre On dresse le rat à sauter la barrière dans les cinq secondes qui suivent un signal sonore, sinon il reçoit une décharge électrique dans les pattes par les barreaux du fond de la partie de la cage où il se trouve. Temps Chien Singe Nombre de gouttes de salive en 30 s O mn Eclair de 1s blanc 10 10 15 mn Eclair de 1s bleu 10 0 30 mn Eclair de 1s vert 10 0 45 mn Eclair de 1s blanc 10 10 60 mn Eclair de 1s rouge 10 0 2/42 1) Précisez les excitants mis en jeu. 2) Que se passera-t-il après plusieurs semaines d’essais si on supprime la décharge électrique ? Pourquoi ? 3) Nommez ce type de réaction 4) Indiquez les conditions de son acquisition EXERCICE 6 On détermine la variation de la perméabilité aux ions Na+ et K+ de la membrane plasmique d’un neurone durant un potentiel d’action. Les résultats sont représentés par le graphe ci-dessous. Potentiel d’action a = phase de dépolarisation b= phase de repolarisation c= phase d’hyperpolarisation p= potentiel de repos Perméabilité aux ions Na+ ………….. Perméabilitéauxions K+ 1) Analysez l’évolution de la perméabilité de chaque catégorie ionique pendant les phases du potentiel d’action 2) Déduisez alors, les ions responsables de chacune des phases du potentiel d’action. EXERCICE 7 A- On détermine la composition ionique en potassium (K+) et en sodium (Na+) dans l’eau de mer, dans l’axone et dans le plasma sanguin d’un mollusque marin : le calmar. Le tableau du document 1 présente les résultats. Ions CONCENTRATIONS (10-3) Axone Plasma sanguin Eau de mer Potassium 400 20 10 sodium 50 440 457 Document 1 1) analysez ce tableau. Une portion de l’axone du mollusque est prélevée et plongée dans une solution dont la concentration (Na+) est de 450.10-3.mol. l-1. À l’aide d’électrodes excitatrice, on stimule cet axone. Le potentiel d’action crée est enregistré à l’aide d’une microélectrode (document2) Document 2 2) Justifiez l’utilisation de la solution de concentration en ions Na+ de 450.10-3 mol .l-1. 3) Nommez chacune des parties indiquées par une lettre. 3/42 4) Donnez la valeur de P1. 5) Interprétez les phases P1, S, T, U, P2 en insistant sur les phénomènes électriques et ioniques. B- On fait varier la concentration d’ions Na+ dans la solution et on porte sur l’axone, des stimulations efficaces d’intensité constante. Le tableau du document 3 donne les résultats. Document 3 1) Analysez le tableau du document 3. 2) Déduisez l’origine de la dépolarisation de la membrane. EXERCICE 8 On excite un nerf à l’aide d’un courant continu. Le dispositif utilisé est représenté par le schéma ci-dessous. 1) Nommez les différentes parties du dispositif notées : A, B, C, D, E, F, G, H. 2) Expliquez le principe de fonctionnement de l’élément A. 3) Précisez le rôle de chaque élément. 4) On porte une excitation efficace sur E. représentez et annotez l’allure de la réponse obtenue. EXERCICE 9 On veut étudier les charges de la membrane au repos et en activité. Le matériel biologique vivant de choix est l’axone géant de calmar. Pour cela on fait le montage ci-dessous (voir document 1). Lorsque la microélectrode pénètre dans l’axone comme le montre le document 1, on enregistre les parties G et H. lorsqu’on excite, l’axone, on enregistre en le tracé IJKLMN (document 2). 1) Déterminez l’amplitude de ce tracé. 2) Nommez les parties G, H, I, J, K, L, M, N. 3) Déduisez à partir de chaque partie, les charges électrique enregistrées par les électrodes, les plaques (P) et si possible, celles enregistrées de part et d’autre de la membrane. Concentration en ions Na+ (mol. l-1) Caractéristiques 450 230 119 Potentiel de repos (mV) -68 -68 -68 Amplitude de la dépolarisation (mV) 110 80 65 Document1 Document2 4/42 EXERCICE 10 A- On place un bout d’axone géant de calmar dans une solution de Na+ de concentration 445 millimoles par litre contenue dans une cuve à nerf comme le montre le document 1. On applique à l’axone des stimulations d’intensités croissantes I1, I2, I3, I4 ; on obtient les résultats ci- dessous (voir document 2). 1) Analysez les résultats obtenus. 2) Interprétez-les. 3) Dégagez-en les propriétés de l’axone. B- On rapproche la microélectrode des électrodes excitatrices, puis on reprend la manipulation précédente avec les stimulations d’intensités I1, I2, I3, I4 . On obtient les enregistrements du document 3. 1) Nommez les tracés a et b. 2) Expliquez « a » et « b » ne sont pas enregistrés dans le document 2. 3) Relevez les informations que fournissent les résultats des excitations I1ou I2 du document 3. EXERCICE 11 On se propose d’étudier certains aspects de la physiologie de l’axone, grâce au dispositif expérimental du document 1. L’objet étudié est un segment isolé d’axone géant de calmar immergé dans de l’eau de mer. Au début de l’expérience, quand la pointe de la microélectrode de ver remplie de liquide conducteur est encore à l’extérieur de la fibre nerveuse, on observe sur l’écran de l’oscillographe la partie A du tracé du document 2. Quand on fait pénétrer la pointe de la microélectrode dans l’axone le tracé décroit brusquement et se stabilise à B (document 2). -50 Document 2 5/42 1) a- Nommez le potentiel A. b- Donnez sa valeur. 2) a- Donnez la valeur du potentiel B enregistré. b- nommez-le. c- Justifiez la dénomination de ce potentiel. 3) Déduisez à partir de cet enregistrement, les charges électriques de uploads/s1/ exercices-resolu-svt-theme-communication.pdf