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Sujet
de juin 2000 Enseignement de spécialité Aspects du fonctionnnement
du système nerveux A partir des documents fournis, montrez
que le potentiel d'action correspond à une séquence de
phénomènes ioniques liés aux structures présentes
au niveau de la membrane du neurone. Document 1 La technique du patch clamp permet, l'aide
d'une micropipette d'isoler des fragments de membrane neuronale de très
petite taille contenant un ou plusieurs canaux ioniques membranaires. La micropipette, reliée à
un dispositif électronique adapté, permet d'imposer une
variation de potentiel membranaire et de mesurer simultanément
les courants de très faible intensité qui peuvent apparaître
au niveau d'un ou plusieurs canaux ioniques . Un fragment de membrane est isolé
sur une micropipette, sa face externe orientée vers l' extérieur.
Ce fragment de membrane contient deux canaux ioniques de types différents
: un canal à K+, et un canal à Na+. Dispositif expérimental : A l'aide du montage, on réalise
une série d'expériences sur un neurone de mammifère.
Expérience A Le milieu extracellulaire contient
quelques mmol.L-1 de TTX (tétrodotoxine), substance
bloquant le fonctionnement des canaux de type 1. Expérience B Le milieu extracellulaire contient
10 mmol.L-1 de TEA. (tétra-ethy-ammonium) substance
bloquant le fonctionnement des canaux de type 2. Expérience C Milieu extracellulaire non modifié Document 2 Concentration ionique en mol .L-1
de part et d'autre de la membrane d'un neurone de mammifère au
repos.
Document 3 Lors d'un potentiel d'action, on
a déterminé le nombre de canaux ouverts par unités
de surface.
Nombre de canaux ouverts par µm2
de membrane
Document 4 On enregistre après stimulation
efficace les variations de potentiel membranaire d'un axone.
On rappelle qu'il existe un flux net
passif d'un type ionique du milieu le plus concentré vers le milieu
le moins concentré.
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