QCM : Muscle strié et conversion énergétique (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle structure est une cellule musculaire géante et multinucléée constituant l’unité de base du muscle ?

Le faisceau musculaire
La fibre musculaire
La myofibrille
Le sarcomère

La fibre musculaire

Explication

La fibre musculaire est une cellule géante et multinucléée qui constitue l’unité de base du muscle. La myofibrille est un filament contractile, le sarcomère une unité de contraction et le faisceau un regroupement de fibres.

2. Une portion contractile d’une myofibrille s’étend d’une strie Z à la strie Z suivante. Comment nomme-t-on cette unité ?

Une fibre musculaire
Une myofibrille
Un sarcomère
Une bande A

Un sarcomère

Explication

Le sarcomère est l’unité structurale et fonctionnelle de la myofibrille comprise entre deux stries Z. Une fibre contient des myofibrilles, et la bande A n’est qu’une région du sarcomère.

3. Lors de l’observation d’un sarcomère, quelle composition faut-il attribuer à la bande claire I et à la bande sombre A ?

Myosine seule en I ; actine et myosine en A
Actine seule en I ; actine et myosine en A
Actine et myosine en I ; actine seule en A
Actine seule en I ; myosine seule en A

Actine seule en I ; actine et myosine en A

Explication

La bande I contient uniquement des filaments d’actine, tandis que la bande A contient de l’actine et de la myosine. L’option « myosine seule en A » oublie l’actine présente dans cette bande.

4. Après un signal moteur, le Ca²⁺ est libéré dans une fibre musculaire. Quelle succession d’événements conduit alors au glissement de l’actine vers le centre du sarcomère ?

La tropomyosine découvre les sites de l’actine, le Ca²⁺ se fixe à la myosine, puis l’actine s’y attache
Le Ca²⁺ se fixe à la troponine, la tropomyosine découvre les sites de l’actine, puis les têtes de myosine s’y attachent
Le Ca²⁺ se fixe à la troponine, l’actine glisse vers le centre, puis les têtes de myosine s’y attachent
Le Ca²⁺ se fixe à la troponine, les têtes de myosine découvrent les sites de l’actine, puis la tropomyosine s’y attache

Le Ca²⁺ se fixe à la troponine, la tropomyosine découvre les sites de l’actine, puis les têtes de myosine s’y attachent

Explication

La fixation du Ca²⁺ à la troponine entraîne le pivotement de la tropomyosine, qui expose les sites de l’actine; les têtes de myosine peuvent alors s’y attacher et produire le glissement. L’option sur la myosine qui découvre les sites lui attribue le rôle de la tropomyosine.

5. À la fin du signal moteur, une fibre doit se relâcher. Quel mécanisme permet la réabsorption du Ca²⁺ et contribue à ce relâchement ?

Une pompe consomme de l’ATP pour libérer le Ca²⁺ du réticulum sarcoplasmique
Le Ca²⁺ retourne passivement dans le réticulum sans consommation d’ATP
Une pompe consomme de l’ATP pour ramener le Ca²⁺ dans le réticulum sarcoplasmique
Une pompe consomme de l’ATP pour fixer le Ca²⁺ à la troponine

Une pompe consomme de l’ATP pour ramener le Ca²⁺ dans le réticulum sarcoplasmique

Explication

Après la fin du signal, une pompe active utilise l’ATP pour réabsorber le Ca²⁺ dans le réticulum sarcoplasmique, ce qui permet le relâchement. L’option évoquant la libération inverse le sens du transport associé à cette étape.

6. Un muscle reçoit un stimulus unique dont l’intensité est suffisante pour déclencher une réponse mécanique. Comment nomme-t-on cette réponse ?

Un myogramme
Un tétanos musculaire
Un seuil d’excitation
Une secousse musculaire

Une secousse musculaire

Explication

La secousse musculaire est la réponse mécanique du muscle à un stimulus unique d’intensité suffisante. Le tétanos résulte de stimulations répétées, le myogramme est un tracé et le seuil désigne une intensité minimale.

7. Lors d’une stimulation croissante, chaque fibre recrutée se contracte au maximum, mais la force totale du muscle augmente progressivement. Quelle explication rend compte de cette observation ?

La réponse du muscle varie avec le raccourcissement partiel de chaque fibre
La réponse du muscle varie avec la fusion de secousses successives
La réponse du muscle varie avec l’intensité de chaque fibre recrutée
La réponse du muscle varie avec le nombre de fibres recrutées

La réponse du muscle varie avec le nombre de fibres recrutées

Explication

Chaque fibre répond selon la loi du tout ou rien, tandis que la réponse du muscle entier est graduée selon le nombre de fibres recrutées. La gradation ne vient donc ni d’une contraction partielle de chaque fibre ni nécessairement de stimulations répétées.

8. Un enregistrement d’une secousse musculaire indique une latence d’environ 10 ms et une contraction d’environ 40 ms. Quelle durée approximative doit-on attribuer à la relaxation ?

Environ 50 ms
Environ 90 ms
Environ 10 ms
Environ 40 ms

Environ 50 ms

Explication

Une secousse comprend une latence d’environ 10 ms, une contraction d’environ 40 ms et une relaxation d’environ 50 ms. Les valeurs de 10 ms et de 40 ms correspondent aux deux autres phases, tandis que 90 ms additionne les durées déjà indiquées.

9. Un muscle consomme 200 unités d’énergie pendant un effort. Selon son rendement énergétique approximatif, quelle quantité est convertie en travail mécanique et quelle quantité est dissipée sous forme de chaleur ?

Environ 100 unités en travail et 100 en chaleur
Environ 150 unités en travail et 50 en chaleur
Environ 25 unités en travail et 175 en chaleur
Environ 50 unités en travail et 150 en chaleur

Environ 50 unités en travail et 150 en chaleur

Explication

Le muscle convertit environ 25 % de l’énergie en travail mécanique et dissipe environ 75 % sous forme de chaleur : 25 % de 200 vaut 50, et 75 % vaut 150. L’option inversant ces parts échange rendement utile et chaleur dissipée.

10. Après la fin d’une contraction, un muscle réabsorbe du Ca²⁺ et resynthétise de l’ATP pendant sa récupération. Quel type de chaleur est alors produit ?

La chaleur initiale
Le rendement énergétique
Le travail mécanique
La chaleur retardée

La chaleur retardée

Explication

La chaleur retardée est produite après la contraction pendant la récupération, notamment lors de la resynthèse d’ATP et de la réabsorption du Ca²⁺. La chaleur initiale accompagne la contraction, tandis que le travail mécanique et le rendement désignent d’autres aspects énergétiques.

11. Lors d’un effort bref réalisé sans dioxygène, une cellule musculaire dégrade du glucose et forme de l’acide lactique. Combien d’ATP cette voie produit-elle par molécule de glucose ?

10 ATP
36 à 38 ATP
1 ATP
2 ATP

2 ATP

Explication

La fermentation lactique est une voie anaérobie qui dégrade le glucose en acide lactique et produit 2 ATP. Le rendement de 36 à 38 ATP correspond à la respiration, tandis que la myokinase ne dégrade pas une molécule de glucose.

12. Une fibre musculaire dispose de dioxygène et utilise une voie comprenant la glycolyse, le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative. Quel rendement cette voie fournit-elle par molécule de glucose ?

Environ 10 secondes
Environ 1 minute
36 à 38 ATP
2 ATP

36 à 38 ATP

Explication

La respiration cellulaire aérobie comprend la glycolyse, le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative et produit 36 à 38 ATP par molécule de glucose. Les 2 ATP caractérisent la fermentation lactique, tandis que les durées proposées concernent des échelles temporelles, non un rendement.

13. Lors d’un effort prolongé pendant plusieurs heures, quelle voie renouvelle l’ATP en utilisant du dioxygène, après les mécanismes énergétiques de plus courte durée ?

La myokinase seule
La phosphocréatine et la myokinase
La respiration cellulaire
La fermentation lactique

La respiration cellulaire

Explication

La respiration cellulaire fonctionne avec du dioxygène et peut soutenir l’effort pendant des heures. La fermentation agit sans dioxygène pendant environ une minute, tandis que la phosphocréatine et la myokinase assurent le renouvellement immédiat pendant environ dix secondes.

14. Dans une expérience sur une fibre musculaire, l’équorine indique une hausse de Ca²⁺ avant que la force de contraction n’atteigne son pic. Quelle relation temporelle les mesures établissent-elles ?

Le pic de luminosité apparaît après la contraction
Les deux pics surviennent simultanément
Le pic de Ca²⁺ précède le pic de contraction
Le pic de contraction précède le pic de Ca²⁺

Le pic de Ca²⁺ précède le pic de contraction

Explication

Le pic de luminosité de l’équorine correspond au pic de Ca²⁺ et précède le pic de contraction. Inverser ces pics ou les présenter comme simultanés contredit la relation temporelle mesurée.

15. Lorsqu’une fibre musculaire libère du Ca²⁺, quel rôle ce calcium joue-t-il dans la contraction ?

Il déclenche la contraction musculaire
Il émet la lumière mesurée par l’équorine
Il renouvelle directement l’ATP musculaire
Il résulte de la contraction musculaire

Il déclenche la contraction musculaire

Explication

La libération de Ca²⁺ déclenche la contraction musculaire, comme l’indique le fait que son pic précède celui de la contraction. La lumière est émise par l’équorine en présence de calcium, et le renouvellement de l’ATP relève d’autres mécanismes.

16. Comment l’ATP relie-t-il les réactions productrices d’énergie aux usages énergétiques du muscle ?

Il constitue l’intermédiaire entre la production d’énergie et les usages musculaires.
Il constitue la source directe de chaleur, sans relier production et usages.
Il constitue un produit de la relaxation, plutôt qu’un intermédiaire énergétique.
Il constitue l’intermédiaire entre le glucose et les seules contractions musculaires.

Il constitue l’intermédiaire entre la production d’énergie et les usages musculaires.

Explication

L’ATP est l’intermédiaire énergétique entre les réactions productrices et les usages musculaires, dont le travail mécanique, la thermogenèse et la relaxation. La chaleur directe, le glucose comme intermédiaire et l’ATP présenté comme produit de la relaxation confondent son rôle avec d’autres éléments.

17. Dans un muscle qui se relâche après une contraction, quelle consommation d’ATP permet directement cette relaxation ?

L’ATP consommé par la régénération du glucose.
L’ATP consommé par les processus produisant de la chaleur.
L’ATP consommé par le glissement des filaments.
L’ATP consommé par la pompe à Ca²⁺.

L’ATP consommé par la pompe à Ca²⁺.

Explication

La pompe à Ca²⁺ consomme de l’ATP pour permettre la relaxation musculaire. Le glissement des filaments est lié au travail mécanique, la production de chaleur à l’énergie thermique, et la régénération du glucose ne correspond pas à l’usage indiqué.

18. Lors d’un effort qui se prolonge et dont l’intensité varie, quelle affirmation décrit le rôle de l’ATP dans la contraction musculaire ?

La phosphocréatine alimente directement la contraction et se régénère par plusieurs voies complémentaires.
L’ATP alimente directement la contraction et se régénère par plusieurs voies complémentaires.
L’ATP alimente directement la contraction, mais ses réserves ne se renouvellent pas pendant l’effort.
Le glucose devient le carburant direct lorsque l’effort se prolonge ou varie en intensité.

L’ATP alimente directement la contraction et se régénère par plusieurs voies complémentaires.

Explication

L’ATP est le carburant direct de la contraction et il est constamment régénéré par des voies métaboliques complémentaires selon la durée et l’intensité de l’effort. La phosphocréatine et le glucose participent à la production d’ATP, tandis que l’idée d’une absence de renouvellement contredit sa régénération constante.

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Quelle caractéristique nucléaire possède une fibre musculaire ?

Elle est multinucléée.

Quelles stries délimitent un sarcomère ?

Deux stries Z.

Quels filaments trouve-t-on dans la bande claire, ou zone I, d’un sarcomère ?

Uniquement des filaments d’actine.

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