Sujet 4Concentrations ioniques d’une cellule nerveuse 1 h 10
France métropolitaine, juin 2016
Énergie et cellule vivante
PARTIE II.2 PRATIQUE D’UNE DÉMARCHE SCIENTIFIQUE
5 ptsLe cytoplasme des cellules est plus riche en ions K + et plus pauvre en ions Na + que le milieu extracellulaire. Ces différences de concentrations participent au potentiel de repos membranaire de –70 mV de la cellule nerveuse.
À partir de l’exploitation des documents et de l’utilisation des connaissances, expliquer les mécanismes énergétiques qui assurent le maintien des différences de concentrations ioniques pour une cellule nerveuse.
Doc. 1 Fonctionnement de la pompe sodium-potassium (représentation schématique) et concentrations intracellulaires en ions
Concentrations Intracellulaires en mmol.L–1 | Na+ | K+ |
Cellule témoin | 18 | 180 |
Cellule en présence de digitaline (inhibiteur de l’hydrolyse de l’ATP) | 75 | 83 |
D’après http://www.medecine.unige.ch/TestsThyroidiens.
Doc. 2 Effets du cyanure sur la consommation en dioxygène du neurone
On suit l’évolution de la teneur en dioxygène du milieu de culture dans lequel sont placés des neurones, avant et après ajout de cyanure. Ce dernier traverse facilement les membranes cellulaires.
D’après SVT, Collection Duco, 2012.
Doc. 3 Effets du cyanure et de l’ATP sur des neurones de calmar
Caldwell et Keynes ont placé des neurones de calmar contenant des ions 24Na+ radioactifs dans de l’eau de mer. Ils ont mesuré la vitesse de sortie de ces ions dans trois conditions différentes :
– eau de mer,
– eau de mer additionnée de cyanure,
– injection d’ATP dans le neurone en présence de cyanure.
De l’ATP ajouté à l’eau de mer mais non injecté dans le neurone n’a aucun effet.
D’après http://www.didier-pol.net/6SET696.html
Doc. 4 Mesures de concentrations intracellulaires en ions Na+ et K+ pour un neurone dans différents milieux de culture
Composition du milieu | Na+ en mmol.L–1 | K+ en mmol.L–1 |
Sans glucose | 77 | 85 |
Avec glucose | 15 | 150 |
Avec glucose + inhibiteur de la glycolyse | 64 | 93 |
Avec pyruvate | 18 | 148 |
Avec pyruvate + inhibiteur de la glycolyse | 23 | 117 |
Rappel : le pyruvate est le produit final de la glycolyse.
D’après http://ddata.over-blog.com/
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