COURS DE SVT TD : FICHE ELEVE COMPETENCE 2 : Traiter une situation relative à la communication. THEME : LA COMMUNICATION DANS L’ORGANISME.

« COURS DE SVT TD : FICHE ELEVE COMPETENCE 2 : Traiter une situation relative à la communication. THEME : LA COMMUNICATION DANS L’ORGANISME. LEÇON 2 : Le fonctionnement du tissu nerveux PROFESSEUR : KOUADIO KOSSONOU FIRMIN 1 COMMENT LE TISSU NERVEUX TRANSMET-IL LE MESSAGE NERVEUX DANS L’ORGANISME ? ▪ SITUATION D’APPRENTISSAGE : Au cours d’une leçon portant sur les réflexes, le professeur de SVT informe ses élèves de la classe de Terminale D que ces réactions sont rendues possibles par le fonctionnement du tissu nerveux dans l’organisme.

Pour mieux comprendre ce phénomène, les élèves décident, de déterminer la nature du message nerveux, les propriétés des structures nerveuses et d’expliquer le mécanisme de la transmission du message nerveux d’une cellule à une autre. ▪ DEROULEMENT DE LA LEÇON L’information donnée sur les réflexes a permis de constater que le tissu nerveux transmet le message nerveux dans l’organisme. On suppose que : - Le tissu nerveux transmet le message nerveux dans l’organisme grâce à la nature du message. - Le tissu nerveux transmet le message nerveux dans l’organisme grâce à ses propriétés. - Le tissu nerveux transmet le message nerveux dans l’organisme d’une cellule à une autre. 2 I. LE TISSU NERVEUX TRANSMET-IL LE MESSAGE NERVEUX DANS L’ORGANISME GRACE A LA NATURE DU MESSAGE ? A- Exploitation de résultats d’expériences relatives au phénomène électrique du message nerveux 1.

Présentation des expériences d’enregistrement du message nerveux Dans le but de déterminer la nature du message nerveux, on enregistre des phénomènes électriques à l’aide d’un dispositif expérimental approprié qui comprend : Un stimulateur qui délivre un courant d’intensité variable permettant de stimuler la structure nerveuse à l’aide de deux électrodes stimulatrices S1 et S2. - une cuve à nerf contenant un liquide physiologique dans lequel baigne une structure nerveuse posée sur deux paires d’électrodes S1, S2 et R1, R2. - un amplificateur permet d’amplifier la réponse de la structure nerveuse recueille par des électrodes réceptrices R1 et R2. - un oscillographe ou oscilloscope cathodique permet de visualiser, sur un écran fluorescent, la réponse amplifiée de la structure nerveuse. Principe de fonctionnement de l’oscilloscope Le principe de fonctionnement de l’oscilloscope est le suivant : le chauffage des filaments cathodiques permet l’émission des électrons qui sont attirés et condensés par l’anode en un faisceau perçu comme un spot lumineux sur l’écran. 3 Ce spot est soumis à deux champs électriques perpendiculaires créés entre deux paires de plaques verticales (A et B) et horizontales (C et D). Entre les plaques verticales A et B, le champ électrique dû à un courant alternatif fait déplacer le spot suivant l’axe X’X ; ce qui permet de mesurer le temps (durée).

Et entre les plaques C et D, le champ électrique provoque un déplacement du spot dans le sens Y’Y.

Ce qui permet de mesurer l’amplitude de la réponse correspondant à la différence de potentiel (ddp).En fonction de la position des électrodes réceptrices R1 et R2 sur la structure nerveuse (nerf ou axone) et de son état d’excitation, on enregistre différentes réponses. 2.

Résultat (voir les 4 enregistrements) 4 3.

Analyse des résultats. Figure a : potentiel zéro ou potentiel de référence. Lorsqu’on place R1 et R2 à la surface d’un nerf ou d’un axone non excité, on enregistre une ddp = 0 mV.

C’est le potentiel zéro ou potentiel de référence. Figure b : potentiel de membrane ou potentiel de repos. Lorsqu’on place R1 à la surface et R2 à l’intérieur d’un axone non excité, on enregistre une ddp = - 70 mV.

C’est le potentiel de membrane ou potentiel de repos. Figure c : potentiel d’action diphasique Lorsqu’on place R1 et R2 à la surface d’un nerf ou d’un axone excité, on obtient une courbe à 2 sommets opposés appelée potentiel d’action diphasique qui comporte les parties suivantes : A : artéfact de stimulation - AB : temps de latence - BC : première phase de dépolarisation - CD : première phase de repolarisation 5 - DE : deuxième phase de dépolarisation - EF : deuxième phase de repolarisation Figure d : potentiel d’action monophasique Lorsqu’on place R1 à la surface et R2 à l’intérieur d’un axone excité, on obtient une courbe à un sommet appelée potentiel d’action monophasique qui comprend les parties suivantes : - A : artéfact de stimulation - AB : temps de latence - BC : phase de dépolarisation - CD : phase de repolarisation - DE : phase d’hyperpolarisation - EF : retour au potentiel de repos 4.

Interprétation ➢ Le potentiel de référence ou la ddp de 0 mV obtenue signifie que R1 et R2, placées à la surface de l’axone, enregistrent la même charge électrique.

R1 et R2 sont donc au même potentiel : toute la surface de la membrane de la structure nerveuse possède les mêmes charges électriques. ➢ Le potentiel de membrane ou la ddp de – 70 mV obtenue signifie que R1 et R2 ne sont plus au même potentiel.

Il existe donc une différence de potentiel (ddp) entre la surface et l’intérieur de l’axone. 6 La déviation du spot vers la plaque C qui est reliée à R1 (placée à la surface) montre que l’extérieur de la membrane est chargé positivement (électropositif) et que l’intérieur de l’axone est chargé négativement (électronégatif).

Au repos, la membrane de l’axone est donc polarisée. ➢ Potentiel d’action (PA) diphasique : - A : l’artéfact de stimulation correspond au moment précis où l’on porte la stimulation sur l’axone. - AB : le temps de latence : c’est le temps mis par l’influx nerveux pour atteindre R1.

La ddp = 0 mV car R1 et R2 ont la même charge.

L’influx nerveux n’a pas encore atteint R1. BC : la première phase de dépolarisation correspond à la déviation du spot vers le haut.

Ce qui signifie que l’influx nerveux est arrivé sous R1.

Il y a eu inversion de charges sous R1 (charge négative à la surface) ; on dit que la membrane se dépolarise sous R1. 7 - CD : la première phase de repolarisation correspond au retour du spot à zéro (0 mV) car l’influx nerveux n’est plus sous R1.

La membrane sous R1 retrouve sa polarité initiale (charge positive à la surface) ; on dit qu’elle se répolarise. - DE : la deuxième phase de dépolarisation correspond à la déviation du spot vers le bas.

Ce qui signifie que l’influx nerveux est arrivé sous R2.

Il y a eu inversion de charges sous R2 ; on dit que la membrane s’est dépolarisée sous R2 EF : la deuxième phase de repolarisation est le retour du spot à zéro (0 mV) puisque l’influx nerveux n’est plus sous R2.

La membrane sous R2 retrouve sa polarité initiale ; on dit qu’elle se répolarise . 8 ➢ Figure d : Potentiel d’action (PA) monophasique : - A : l’artéfact de stimulation correspond au moment précis où l’on porte la stimulation sur l’axone. - AB : le temps de latence : c’est le temps mis par l’influx nerveux pour atteindre R1.

La ddp = -70 mV car R1 et R2 ne sont pas au même potentiel. L’influx nerveux n’a pas encore atteint R1. 9 - BC : la phase de dépolarisation : les électrodes réceptrices R1 et R2, étant très rapprochées, l’influx nerveux qui arrive sous R1 se retrouve également au niveau de R2.

La déviation du spot vers le haut signifie qu’il y a eu une inversion de charge sous les deux électrodes.

La surface de la membrane où se trouve R1 est devenue négative (-) et l’intérieur de l’axone où se trouve R2 se charge positivement (+). - CD : la phase de repolarisation : l’influx nerveux quittant en même temps les deux électrodes réceptrices R1 et R2, l’extérieur et l’intérieur de l’axone retrouvent leur polarité de départ. - DE : phase d’hyperpolarisation s’explique par le fait que la surface de l’axone est devenue plus positive et l’intérieur plus négatif qu’avant l’excitation. - EF correspond au retour à l’état initial ou au potentiel de repos.

Les deux milieux (extérieur et intérieur de l’axone) ont retrouvé leur polarité initiale. 5.

Conclusion Le message nerveux est une onde négative qui inverse temporairement la polarité de la membrane et qui se manifeste sous forme de PA. B- Exploitation de documents relatifs au phénomène ionique du message nerveux 1.

Observation de documents Dans le but d’expliquer l’existence du potentiel de membrane et du potentiel d’action (PA) monophasique, on observe des documents présentant la répartition des ions Na+ et K+ de part et d’autre de la membrane d’une part et d’autre part, la perméabilité de la membrane à ces ions pendant les différentes phases du PA. 2. Résultats. 10 3.

Analyse des résultats. a.

Cas du potentiel de membrane Au repos, les ions Na+ et K+ sont inégalement répartis de part et d’autre de la membrane : - les ions Na+ sont plus concentrés à l’extérieur qu’à l’intérieur ; les ions K+ sont plus concentrés à l’intérieur qu’à l’extérieur. b.

Cas du potentiel d’action monophasique. - Pendant.... »