🎓 QCM SVT Terminale Spé — Mouvement et métabolisme
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Q1. Lors de la contraction musculaire, les filaments d'actine et de myosine :
- Raccourcissent tous les deux
- Glissent les uns par rapport aux autres sans changer de longueur
- La myosine se raccourcit tandis que l'actine reste fixe
- Les têtes de myosine pivotent et tirent les filaments d'actine vers le centre du sarcomère
- Le sarcomère raccourcit car les filaments se rapprochent
La contraction musculaire repose sur le modèle des filaments glissants : les filaments ne changent PAS de longueur (B correct), les têtes de myosine pivotent et tirent l'actine (D correct), ce qui raccourcit le sarcomère (E correct). A est FAUX : les filaments ne raccourcissent JAMAIS. C est faux : rien ne raccourcit, tout glisse.
Q2. Dans un sarcomère, lors de la contraction :
- La bande A (sombre) raccourcit
- La bande I (claire) raccourcit
- La bande A reste constante car elle correspond à la longueur des filaments de myosine
- La zone H diminue puis disparaît à contraction maximale
- La ligne Z se rapproche de la ligne Z voisine
La bande I raccourcit (B correct) car les filaments d'actine s'enfoncent entre les myosines. La bande A reste CONSTANTE (C correct, piège majeur : A est faux). La zone H diminue (D correct) et les lignes Z se rapprochent (E correct). A est le piège classique : la bande A (longueur des filaments épais) NE CHANGE PAS.
Q3. La glycolyse :
- Se déroule dans la mitochondrie
- Se déroule dans le cytoplasme (hyaloplasme)
- Nécessite obligatoirement du dioxygène
- Produit 2 molécules de pyruvate, 2 ATP et 2 NADH par glucose
- Est la première étape commune à la respiration et à la fermentation
La glycolyse a lieu dans le CYTOPLASME (B correct), produit 2 pyruvates + 2 ATP + 2 NADH (D correct) et est commune aux voies aérobie et anaérobie (E correct). A est faux : c'est le cycle de Krebs qui est dans la mitochondrie. C est un piège CLASSIQUE : la glycolyse est ANAÉROBIE (ne nécessite pas d'O2), c'est la chaîne respiratoire qui nécessite O2.
Q4. La chaîne respiratoire mitochondriale est localisée :
- Dans la matrice mitochondriale
- Sur la membrane interne (crêtes mitochondriales)
- Dans le cytoplasme de la cellule
- Sur la membrane externe de la mitochondrie
- Au niveau des crêtes, où elle crée un gradient de protons H+
La chaîne respiratoire est située sur la MEMBRANE INTERNE mitochondriale, c'est-à-dire les crêtes (B correct), où elle pompe des H+ vers l'espace intermembranaire créant un gradient (E correct). A est le piège le plus fréquent : la MATRICE contient le cycle de Krebs, pas la chaîne respiratoire. C est faux (c'est la glycolyse). D est faux (la membrane externe est perméable).
Q5. Le bilan énergétique de la respiration cellulaire complète d'une molécule de glucose est d'environ :
- 2 ATP (bilan de la glycolyse seule)
- 36 à 38 ATP
- 4 ATP
- 36 ATP en anaérobie strict
- 2 ATP en aérobie et 36 en anaérobie
La respiration cellulaire complète (glycolyse + cycle de Krebs + chaîne respiratoire) produit 36-38 ATP par glucose (B correct). A est le bilan de la glycolyse seule ou de la fermentation. C est faux. D est un piège majeur : en ANAÉROBIE (fermentation), on ne produit que 2 ATP, pas 36. E inverse les valeurs : c'est 36 en AÉROBIE et 2 en ANAÉROBIE.
Q6. L'ATP (adénosine triphosphate) :
- Est une molécule de stockage énergétique à long terme
- Fournit de l'énergie par hydrolyse de sa liaison phosphate terminale
- Est régénéré en permanence par phosphorylation de l'ADP
- Est consommé lors de la contraction musculaire par les têtes de myosine
- Est stocké en grande quantité dans les cellules musculaires pour plusieurs heures d'effort
L'ATP libère de l'énergie par hydrolyse (B correct) et est constamment régénéré (C correct). Les têtes de myosine sont des ATPases qui hydrolysent l'ATP (D correct). A est faux : l'ATP est un intermédiaire énergétique à renouvellement rapide, PAS un stock (le glycogène et les lipides stockent). E est faux : le stock d'ATP cellulaire ne dure que quelques SECONDES d'effort intense.
Q7. La fermentation lactique dans le muscle :
- Produit 36 ATP par molécule de glucose
- Ne produit que 2 ATP par molécule de glucose (bilan net de la glycolyse)
- Nécessite du dioxygène pour fonctionner
- Régénère le NAD+ nécessaire à la poursuite de la glycolyse
- Transforme le pyruvate en lactate (acide lactique)
La fermentation lactique ne produit que 2 ATP nets (B correct, via la glycolyse uniquement), régénère le NAD+ (D correct) indispensable pour que la glycolyse continue, et transforme le pyruvate en lactate (E correct). A est faux : 36 ATP c'est la respiration aérobie complète. C est FAUX : la fermentation est par définition ANAÉROBIE (sans O2).
Q8. Le cycle de Krebs :
- Se déroule dans le cytoplasme
- Se déroule dans la matrice mitochondriale
- Produit directement beaucoup d'ATP (34 ATP)
- Produit des coenzymes réduits (NADH, FADH2) qui alimenteront la chaîne respiratoire
- Nécessite l'acétyl-CoA issu de la décarboxylation du pyruvate
Le cycle de Krebs a lieu dans la MATRICE mitochondriale (B correct), produit principalement des coenzymes réduits (D correct) et utilise l'acétyl-CoA (E correct). A est faux : c'est la glycolyse qui est cytoplasmique. C est faux : le cycle de Krebs ne produit directement que 2 ATP (sous forme de GTP), les 34 ATP proviennent de la réoxydation des coenzymes par la chaîne respiratoire.
Q9. Le couplage excitation-contraction dans la fibre musculaire implique :
- La libération de Ca2+ du réticulum sarcoplasmique vers le cytoplasme
- L'arrivée d'un potentiel d'action musculaire le long du sarcolemme
- La fixation du Ca2+ sur la troponine, démasquant les sites de liaison actine-myosine
- La synthèse de nouveaux filaments de myosine à chaque contraction
- L'hydrolyse d'ATP par les têtes de myosine pour le pivotement
Le couplage excitation-contraction implique : PA le long du sarcolemme (B correct) → libération de Ca2+ du réticulum (A correct) → Ca2+ se fixe sur la troponine (C correct) → cycle des ponts actine-myosine avec hydrolyse d'ATP (E correct). D est faux : il n'y a pas de synthèse de nouveaux filaments à chaque contraction, les filaments préexistent.
Q10. Concernant le diabète de type 1 et de type 2 :
- Le type 1 est dû à une insulinorésistance des cellules cibles
- Le type 1 est dû à la destruction auto-immune des cellules β du pancréas
- Le type 2 est caractérisé par une insulinorésistance et/ou un déficit relatif en insuline
- Le type 1 se traite par injection d'insuline car le pancréas n'en produit plus
- Le type 2 est toujours traité par insuline dès le diagnostic
Le type 1 résulte de la destruction auto-immune des cellules β (B correct) et se traite par insuline exogène (D correct). Le type 2 est lié à l'insulinorésistance (C correct). A est le piège CLASSIQUE : l'insulinorésistance est le type 2, PAS le type 1. E est faux : le type 2 se traite d'abord par mesures hygiéno-diététiques et antidiabétiques oraux.
Q11. L'ATP synthase mitochondriale (complexe V) :
- Hydrolyse l'ATP en ADP + Pi pour créer le gradient de protons
- Utilise le gradient de protons (chimiosmose) pour phosphoryler l'ADP en ATP
- Est localisée dans la membrane interne de la mitochondrie
- Fonctionne comme un moteur rotatif moléculaire
- Produit la majorité des ATP de la respiration cellulaire
L'ATP synthase utilise le gradient de H+ (B correct), est dans la membrane interne (C correct), fonctionne comme un moteur rotatif (D correct) et produit ~34 des 36 ATP totaux (E correct). A est FAUX : l'ATP synthase SYNTHÉTISE l'ATP (elle ne l'hydrolyse pas). C'est la chaîne respiratoire qui crée le gradient, et l'ATP synthase l'utilise.
Q12. Les voies de régénération de l'ATP à l'effort sont, dans l'ordre chronologique d'intervention :
- Respiration → fermentation → créatine phosphate
- Créatine phosphate → fermentation lactique → respiration aérobie
- Respiration aérobie → créatine phosphate → fermentation
- Créatine phosphate (immédiat) → glycolyse anaérobie (court terme) → oxydation aérobie (long terme)
- Fermentation alcoolique → glycolyse → cycle de Krebs
L'ordre chronologique est : 1) Créatine phosphate (quelques secondes, immédiat), 2) Glycolyse anaérobie/fermentation (quelques minutes), 3) Voie aérobie (efforts prolongés) (D correct). B est proche mais moins précis. A et C inversent l'ordre. E est faux : la fermentation alcoolique n'existe pas dans les muscles humains (c'est la lactique).
Q13. La régulation de la glycémie fait intervenir :
- L'insuline, hormone hyperglycémiante sécrétée par les cellules α du pancréas
- L'insuline, hormone hypoglycémiante sécrétée par les cellules β du pancréas
- Le glucagon, hormone hyperglycémiante sécrétée par les cellules α du pancréas
- Le foie qui stocke le glucose sous forme de glycogène (glycogénogenèse)
- Les muscles qui libèrent du glucose dans le sang en cas d'hypoglycémie
L'insuline est hypoglycémiante, sécrétée par les cellules β (B correct). Le glucagon est hyperglycémiant, sécrété par les cellules α (C correct). Le foie stocke le glycogène (D correct). A est le piège classique : l'insuline est HYPO-glycémiante (pas hyper), et sécrétée par les β (pas les α). E est faux : les muscles ne peuvent PAS libérer du glucose dans le sang car ils n'ont pas de glucose-6-phosphatase.
Q14. La consommation maximale d'oxygène (VO2max) :
- Est identique chez tous les individus quel que soit l'entraînement
- Représente le débit maximal d'O2 que l'organisme peut utiliser à l'effort
- Dépend du débit cardiaque, de la ventilation et de l'extraction musculaire d'O2
- Est améliorable par l'entraînement physique régulier
- Détermine la puissance maximale en exercice purement anaérobie
La VO2max est le débit max d'O2 utilisable (B correct), dépend de facteurs cardio-respiratoires et musculaires (C correct) et est améliorable par l'entraînement (D correct). A est faux : la VO2max varie considérablement entre individus (génétique + entraînement). E est faux : la VO2max concerne l'exercice AÉROBIE, pas anaérobie (l'anaérobie n'utilise pas d'O2).
Q15. L'organisation d'une fibre musculaire striée squelettique comprend :
- Des myofibrilles composées de sarcomères en série
- Un seul noyau central comme dans les cellules musculaires lisses
- Le réticulum sarcoplasmique qui stocke les ions Ca2+
- De nombreuses mitochondries fournissant l'ATP nécessaire à la contraction
- Des tubules T qui propagent le potentiel d'action en profondeur de la fibre
Les fibres musculaires striées contiennent des myofibrilles (A correct), un réticulum sarcoplasmique stockant le Ca2+ (C correct), de nombreuses mitochondries (D correct) et des tubules T (E correct). B est FAUX : les fibres musculaires striées squelettiques sont MULTINUCLÉÉES avec des noyaux en PÉRIPHÉRIE (pas un noyau central unique, qui caractérise les cellules musculaires lisses).
Q16. L'ATP est nécessaire pour :
- La fixation des têtes de myosine sur l'actine
- Le détachement des têtes de myosine après chaque pont
- La libération du calcium du réticulum sarcoplasmique
- Les trois réponses sont correctes
L'ATP se fixe sur la tête de myosine, provoquant son détachement de l'actine. Son hydrolyse ensuite permet le basculement de la tête pour un nouveau cycle. La rigor mortis (absence d'ATP) = pas de détachement.
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