Vous cherchez à maîtriser l’intégralité de l’Unité 1 pour vos examens ? Cette série d’exercices qui couvre les deux piliers du programme SVT 2BAC (SVT et PC) :la libération de l’énergie (respiration et fermentation) et le rôle du muscle strié dans la conversion d’énergie.

Exercices SVT Unité 1 : Consommation de la matière organique et flux d’énergie

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Exercices SVT Unité 1 : Consommation de la matière organique et flux d’énergie

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Exercices SVT Unité 1 : Consommation de la matière organique et flux d’énergie

Exercice 1 Restitution des connaissances – QCM

I – Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez les couples (1…) ; (2…) ; (3…) ; (4…), et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte.

1- La fermentation lactique produit : a – L’acide pyruvique, le CO₂ et l’ATP; b – L’acide pyruvique et le CO₂; c – L’acide lactique, le CO₂ et l’ATP; d – L’acide lactique et l’ATP.	2- Le cycle de Krebs produit : a – NADH,H⁺, FADH₂, ATP et l’acide pyruvique; b – NADH,H⁺, FADH₂, CO₂ et l’acétylcoA; c – NADH,H⁺, ATP, CO₂ et l’acide pyruvique; d – NADH,H⁺, FADH₂, ATP et CO₂.
3- Lors de la glycolyse on a production de: a – L’acide pyruvique, le CO₂ et l’ATP; b – L’acide pyruvique, l’ATP et le NADH,H⁺; c – L’acide lactique, le CO₂ et l’ATP; d – L’acide lactique, l’ATP et le NADH,H⁺.	4- La fermentation alcoolique d’une molécule de glucose produit : a – 1 CH₃-COOH; b – 2 CH₃-COOH; c – 2 CH₃-CH₂OH; d – 1CH₃-CHOH-COOH.

II – Reliez chaque étape de la respiration cellulaire à la structure cellulaire correspondante : Recopiez les couples (1, …) ; (2, …) ; (3, …) ; (4, …) et adressez à chaque numéro la lettre correspondante.

Étapes de la respiration cellulaire	Structures cellulaires
1 – Les réactions de la chaîne respiratoire.	a – De part et d’autre de la membrane interne mitochondriale.
2 – Les réactions de la glycolyse.	b – La matrice.
3 – Le cycle de Krebs.	c – Le hyaloplasme.
4 – La formation d’un gradient de protons.	d – La membrane interne mitochondriale.

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Exercice 2 Définitions

I – Définissez les notions suivantes :

– Secousse musculaire

– Mitochondrie

II – Donnez la réaction globale de la glycolyse.✅ Voir la correction (Cliquer ici)

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Exercice 3 QCM – Contraction musculaire

Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, une seule suggestion est correcte. Recopiez les couples (1…) ; (2…) ; (3…) ; (4…), et choisissez pour chaque couple la lettre correspondante à la suggestion correcte.

1- Au cours de la contraction musculaire, on observe au niveau des sarcomères un raccourcissement: a) Des bandes sombres (A); b) Des bandes claires (I); c) Des filaments de myosine; d) Des filaments d’actine.	2- La tête de myosine possède deux sites de fixation spécifiques à : a) L’ATP et l’actine; b) L’ATP et la tropomyosine; c) L’actine et la troponine; d) L’actine et les ions Ca²⁺.
3- La chaîne respiratoire permet la synthèse d’ATP suite à une : a) Réduction de RH₂ en R et du dioxygène en eau; b) Réduction de R en RH₂ et oxydation d’eau en dioxygène; c) Oxydation de R en RH₂ et une réduction du dioxygène en eau; d) Oxydation de RH₂ en R et une réduction du dioxygène en eau.	4- Lors de la phosphorylation de l’ADP, le gradient de protons créé par la chaîne respiratoire est utilisé par : a) Les canaux à protons de la membrane interne; b) L’ATP synthase de la membrane interne; c) Les transporteurs d’électrons; d) Les coenzymes de la membrane interne.

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Exercice 4 Vrai ou Faux – Voies métaboliques

Pour chacune des propositions 1 et 2, recopiez la lettre de chaque suggestion, et écrivez devant chacune d’elles « vrai » ou « faux » :

1) Les réactions de la fermentation alcoolique :

a – Se déroulent dans la matrice mitochondriale en absence du dioxygène.

b – Se déroulent dans le hyaloplasme en absence du dioxygène.

c – Produisent l’éthanol, le CO₂ et l’ATP.

d – Produisent l’acide lactique, le CO₂ et l’ATP.

2) Lors de la contraction musculaire, on assiste à un:

a – Raccourcissement des bandes sombres sans changement de la longueur des bandes claires.

b – Raccourcissement des bandes claires sans changement de la longueur des bandes sombres.

c – Rapprochement des deux stries Z avec raccourcissement de la zone H du sarcomère.

d – Raccourcissement des bandes claires sans changement de la longueur de la zone H du sarcomère.

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Exercice 5 QCM – Transformation du glucose

Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, une seule suggestion est correcte. Recopiez les couples (1…) ; (2…) ; (3…) ; (4…), et écrivez dans chaque couple la lettre correspondante à la suggestion correcte.

1- La transformation d’une molécule de glucose en deux molécules d’acide pyruvique au niveau du hyaloplasme, s’accompagne d’une :
a) réduction de 2NADH,H⁺ et de production de 4ATP;
b) oxydation de 2NADH,H⁺ et de production de 4ATP;
c) oxydation de 2NAD⁺ et de production de 2ATP;
d) réduction de 2NAD⁺ et de production de 2ATP.

2- L’activité de la chaîne respiratoire conduit à une:
a) augmentation de la concentration des protons dans la matrice;
b) diminution de la concentration des protons dans la matrice;
c) augmentation de la concentration des protons dans l’espace inter-membranaire;
d) diminution de la concentration des protons dans l’espace inter-membranaire.

3- Les étapes de la contraction musculaire sont les suivants:
1- fixation de l’ATP sur les têtes de la myosine;
2- hydrolyse d’ATP;
3- rotation des têtes de la myosine;
4- libération du Ca²⁺;
5- formation du complexe acto-myosine;
6- glissement des filaments d’actine vers le centre du sarcomère.

La succession de ces étapes selon l’ordre chronologique est la suivante :
a) a. 3 → 6 → 4 → 1 → 2→ 5
b) b. 6 → 4 → 1 → 5 → 2 → 3
c) c. 4 → 5 → 2→ 3 → 6 → 1
d) d. 1→ 2 → 3 → 6 → 4 → 5

4- Lors de la phosphorylation de l’ADP, le gradient de protons créé par la chaîne respiratoire est utilisé par :
a) les canaux à protons de la membrane interne de la mitochondrie;
b) l’ATP synthase de la membrane interne de la mitochondrie;
c) les transporteurs d’électrons de la membrane interne de la mitochondrie;
d) les coenzymes de la membrane interne de la mitochondrie.

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Exercice 6 QCM – Glycolyse et Cycle de Krebs

Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez les couples (1…) ; (2…) ; (3…) ; (4…), et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte.

1- La glycolyse est une étape :
a – Commune de la fermentation et la respiration;
b – Spécifique de la respiration;
c – Spécifique de la fermentation lactique;
d – Spécifique de la fermentation alcoolique.

2- Parmi les produits du cycle de Krebs:
a – Les composés réduits, le dioxyde de carbone et l’acétyle coenzyme A;
b – Le dioxyde de carbone, l’acétyle coenzyme A et l’ATP;
c – Les composés réduits, le dioxyde de carbone et l’ATP;
d – Les composés réduits, l’acétyle coenzyme A et l’ATP.

3- Les myofilaments de myosine sont présents uniquement au niveau des:
a – Bandes claires du sarcomère;
b – Bandes sombres du sarcomère;
c – Bandes sombres et une partie des bandes claires;
d – Bandes claires et une partie des bandes sombres.

4- Le rendement énergétique de la respiration exprime:
a – La quantité globale d’énergie latente du glucose;
b – Le nombre de molécules d’ATP synthétisées à partir de l’oxydation du glucose;
c – Le pourcentage d’énergie extraite sous forme d’ATP par rapport à l’énergie globale latente du glucose;
d – Le pourcentage d’énergie extraite de l’oxydation du glucose sous forme de chaleur.

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Exercice 7 Correspondance – Réactions métaboliques

Reliez chaque voie métabolique aux réactions chimiques qui lui correspondent : Recopiez les couples (1, …) ; (2, …) ; (3, …) ; (4, …) et adressez à chaque numéro la lettre correspondante.

Les voies métaboliques	Les réactions biochimiques
1- Fermentation alcoolique	a- C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38ADP + 38Pi → 6CO₂ + 6H₂O + 38ATP
2- Respiration cellulaire	b- C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi → 2CH3-CHOH-COOH + 2ATP
3- Glycolyse	c- C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi → 2CH3-CH₂OH + 2CO₂ + 2ATP
4- Fermentation lactique	d- C₆H₁₂O₆ + 2NAD⁺ + 2ADP + 2Pi → 2ATP + 2 CH₃-CO-COOH + 2NADH,H⁺ + 2NADH,H⁺

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Exercice 8 Vrai ou Faux – Métabolisme énergétique

Recopiez la lettre de chaque suggestion, et écrivez devant chacune d’elles « vrai » ou « faux » :

a – Les réactions du cycle de Krebs produisent du dioxyde de carbone et consomment du dioxygène.

b – Le renouvellement des molécules d’ATP se fait à partir de la phosphorylation des molécules d’ADP.

c – Les mitochondries sont des organites dans les quelles se déroule la respiration ou la fermentation selon la présence ou l’absence du dioxygène.

d – Le sarcomère est la plus petite unité structurelle de la fibre musculaire qui peut se contracter.

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Exercice 9 QCM – Libération du CO₂ et bande claire

Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez les couples sur votre feuille de rédaction, et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte.

1- La libération du CO₂ issu de la dégradation du glucose se fait au cours des réactions: a – de la glycolyse dans le hyaloplasme; b – du cycle de Krebs dans la mitochondrie; c – de réduction de l’acide pyruvique en acide lactique dans le hyaloplasme; d – d’oxydation des transporteurs d’électrons dans la mitochondrie.	2- La bande claire du sarcomère renferme les protéines suivantes: a – l’actine, la troponine et la tropomyosine; b – la myosine, la troponine et la tropomyosine; c – l’actine, la myosine et la tropomyosine; d – l’actine, la myosine et la troponine.
3- Les réactions de la fermentation dans le sarcoplasme permettent: a – la production de l’acide lactique et de l’éthanol; b – l’oxydation de l’acide pyruvique; c – la réduction des transporteurs NAD⁺ et FAD; d – la phosphorylation des molécules d’ADP.	4- Les produits de la dégradation d’un acide pyruvique dans la mitochondrie sont: a – 3 NADH,H⁺ + 1 FADH₂ + 1 ATP + 3CO₂; b – 3 NADH,H⁺ + 1 FAD + 1 ATP + 3CO₂; c – 4 NADH,H⁺ + 1 FADH₂ + 1 ADP + 3CO₂; d – 4 NADH,H⁺ + 1 FADH₂ + 1 ATP + 3CO₂.

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Exercice 10 QCM – Glycolyse et fatigue musculaire

Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez les couples (1…) ; (2…) ; (3…) ; (4…) et donnez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte :

1- Lors de la glycolyse on a production de: a. l’acide pyruvique, le CO₂ et l’ATP; b. l’acide pyruvique, l’ATP et le NADH, H⁺; c. l’acide lactique, le CO₂ et l’ATP; d. l’acide lactique, l’ATP et le NADH, H⁺.	2- La bande claire du sarcomère est : a. caractérisée par la présence des filaments d’actine; b. caractérisée par la présence des filaments d’actine et des filaments de myosine; c. délimitée par deux bandes H; d. délimitée par deux stries Z.
3- Au niveau de la membrane interne mitochondriale se produit : a. l’oxydation de NADH,H⁺ et la synthèse d’ATP; b. l’oxydation de NADH,H⁺ et l’hydrolyse d’ATP; c. la réduction de NADH,H⁺ et la synthèse d’ATP; d. la réduction de NADH,H⁺ et l’hydrolyse d’ATP.	4- La fatigue musculaire est caractérisée par : a. la diminution de l’amplitude et de la durée de la secousse musculaire ; b. l’augmentation de l’amplitude de la secousse musculaire et la diminution de sa durée; c. la diminution de l’amplitude de la secousse musculaire et l’augmentation de sa durée; d. l’augmentation de l’amplitude et de la durée de la secousse musculaire.

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Correction

Exercice I : Correction

I – Réponses :
(1 – d) ; (2 – d) ; (3 – b) ; (4 – c)

Explications :
1- La fermentation lactique produit uniquement l’acide lactique et 2 ATP par glucose, sans CO₂.
2- Le cycle de Krebs produit des coenzymes réduits (NADH,H⁺ et FADH₂), de l’ATP et du CO₂.
3- La glycolyse produit 2 pyruvates, 2 ATP et 2 NADH,H⁺ sans libération de CO₂.
4- La fermentation alcoolique produit 2 molécules d’éthanol (CH₃-CH₂OH) et 2 CO₂.

II – Réponses :
(1 – d) ; (2 – c) ; (3 – b) ; (4 – a)

Explications :
1- La chaîne respiratoire se situe dans la membrane interne mitochondriale.
2- La glycolyse se déroule dans le hyaloplasme (cytoplasme).
3- Le cycle de Krebs se déroule dans la matrice mitochondriale.
4- Le gradient de protons se forme de part et d’autre de la membrane interne mitochondriale

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Exercice 2 : Correction

I – Définitions :

Secousse musculaire : Contraction brève et unique d’un muscle en réponse à une seule excitation efficace. Elle comprend trois phases : latence, contraction et relâchement.

Mitochondrie : Organite cellulaire délimité par une double membrane (externe et interne). C’est le siège de la respiration cellulaire aérobie où se déroulent le cycle de Krebs (dans la matrice) et la chaîne respiratoire (sur la membrane interne), produisant la majeure partie de l’ATP cellulaire.

II – Réaction globale de la glycolyse :
C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi + 2NAD⁺ → 2CH₃-COCOOH + 2ATP + 2NADH,H⁺

Une molécule de glucose est transformée en 2 molécules d’acide pyruvique, avec production de 2 ATP et 2 NADH,H⁺. Cette réaction se déroule dans le hyaloplasme (cytoplasme

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Exercice 3 : Correction

Réponses correctes :
(1 – b) ; (2 – a) ; (3 – d) ; (4 – b)

Explications détaillées :

1) Lors de la contraction musculaire, les bandes claires (I) se raccourcissent car les filaments d’actine glissent entre les filaments de myosine. Les bandes sombres (A) conservent leur longueur constante.

2) La tête de myosine possède deux sites de fixation :
– Un site pour l’ATP (qui fournit l’énergie nécessaire)
– Un site pour l’actine (permettant la formation du complexe acto-myosine)

3) La chaîne respiratoire fonctionne par :
– Oxydation des transporteurs réduits (RH₂ → R + 2H⁺ + 2e⁻), notamment NADH,H⁺ et FADH₂
– Réduction du dioxygène en eau (O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O)

4) Le gradient de protons est utilisé par l’ATP synthase qui laisse passer les H⁺ de l’espace inter-membranaire vers la matrice. Cette énergie permet la phosphorylation : ADP + Pi → ATP

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Exercice 4 : Correction

1) Les réactions de la fermentation alcoolique :
a – Faux : La fermentation alcoolique se déroule dans le hyaloplasme, pas dans la mitochondrie.
b – Vrai : Elle se déroule dans le hyaloplasme en absence de dioxygène.
c – Vrai : Elle produit 2 molécules d’éthanol (CH₃-CH₂OH), 2 CO₂ et 2 ATP par glucose.
d – Faux : C’est la fermentation lactique qui produit l’acide lactique, pas la fermentation alcoolique.

2) Lors de la contraction musculaire :
a – Faux : Les bandes sombres (A) conservent leur longueur constante.
b – Vrai : Les bandes claires (I) se raccourcissent tandis que les bandes sombres (A) conservent leur longueur.
c – Vrai : Les stries Z se rapprochent et la zone H (partie centrale de la bande A) se raccourcit.
d – Faux : La zone H se raccourcit également lors de la contraction

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Exercice 5 : Correction

Réponses correctes :
(1 – d) ; (2 – c) ; (3 – c) ; (4 – b)

Explications :

1) Lors de la glycolyse (transformation du glucose en 2 pyruvates dans le hyaloplasme) :
– Il y a réduction de 2 NAD⁺ en 2 NADH,H⁺ (le NAD⁺ gagne des électrons)
– Production nette de 2 ATP (4 ATP produits – 2 ATP consommés)

2) La chaîne respiratoire pompe les protons H⁺ de la matrice vers l’espace inter-membranaire, ce qui entraîne :
– Une augmentation de la concentration des protons dans l’espace inter-membranaire
– Une diminution dans la matrice
– Création d’un gradient de concentration utilisé pour la synthèse d’ATP

3) L’ordre chronologique correct des étapes de la contraction est :
4 → 5 → 2 → 3 → 6 → 1
4- Libération du Ca²⁺
5- Formation du complexe acto-myosine
2- Hydrolyse d’ATP (libération d’énergie)
3- Rotation des têtes de myosine
6- Glissement des filaments d’actine
1- Fixation de l’ATP (pour détacher la myosine et recommencer)

4) Le gradient de protons est utilisé par l’ATP synthase, enzyme qui laisse passer les H⁺ et utilise cette énergie pour phosphoryler l’ADP en ATP

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Exercice 6: Correction

Réponses correctes :
(1 – a) ; (2 – c) ; (3 – b) ; (4 – c)

Explications :

1) La glycolyse est une étape commune à la fermentation et à la respiration. Dans les deux cas, le glucose est transformé en pyruvate dans le cytoplasme. C’est le devenir du pyruvate qui diffère selon la présence ou l’absence d’oxygène.

2) Le cycle de Krebs produit :
– Des composés réduits (NADH,H⁺ et FADH₂)
– Du dioxyde de carbone (CO₂)
– De l’ATP (ou GTP)
L’acétyl-CoA est un substrat du cycle, pas un produit.

3) Les filaments de myosine sont présents uniquement au niveau des bandes sombres (bandes A). Les bandes claires (bandes I) ne contiennent que des filaments d’actine. La zone de chevauchement des deux types de filaments se trouve dans les bandes sombres.

4) Le rendement énergétique exprime le pourcentage d’énergie chimique du glucose qui est convertie en ATP, par rapport à l’énergie totale libérable. Pour la respiration aérobie, ce rendement est d’environ 40%, le reste étant dissipé sous forme de chaleur

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Exercice 7 : Correction

Réponses correctes :
(1 – c) ; (2 – a) ; (3 – d) ; (4 – b)

Explications :

1- Fermentation alcoolique (c) :
Produit 2 molécules d’éthanol (CH₃-CH₂OH), 2 CO₂ et 2 ATP par molécule de glucose, en absence d’oxygène.

2- Respiration cellulaire (a) :
Dégradation complète du glucose en présence d’oxygène, produisant 6 CO₂, 6 H₂O et environ 38 ATP (rendement maximal théorique).

3- Glycolyse (d) :
Transformation du glucose en 2 molécules d’acide pyruvique (CH₃-CO-COOH), avec production de 2 ATP et 2 NADH,H⁺.

4- Fermentation lactique (b) :
Produit 2 molécules d’acide lactique (CH₃-CHOH-COOH) et 2 ATP, sans libération de CO₂

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Exercice 8: Correction

a – Faux
Les réactions du cycle de Krebs produisent effectivement du CO₂, mais ne consomment pas directement d’O₂. C’est la chaîne respiratoire qui consomme l’O₂ comme accepteur final d’électrons.

b – Vrai
Le renouvellement de l’ATP se fait par phosphorylation de l’ADP selon la réaction : ADP + Pi → ATP. Cette réaction peut se produire lors de la glycolyse, du cycle de Krebs ou de la phosphorylation oxydative.

c – Faux
Les mitochondries sont le siège de la respiration cellulaire uniquement (cycle de Krebs et chaîne respiratoire). La fermentation se déroule entièrement dans le hyaloplasme (cytoplasme), pas dans les mitochondries.

d – Vrai
Le sarcomère est l’unité fonctionnelle et structurelle de la contraction musculaire. C’est le segment compris entre deux stries Z successives

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Exercice 9: Correction

Réponses correctes :
(1 – b) ; (2 – a) ; (3 – d) ; (4 – d)

Explications :

1) Le CO₂ est libéré au cours :
– De la transformation du pyruvate en acétyl-CoA (1 CO₂ par pyruvate)
– Du cycle de Krebs dans la matrice mitochondriale (2 CO₂ par acétyl-CoA)
La glycolyse et la réduction en acide lactique ne produisent pas de CO₂.

2) La bande claire (bande I) contient uniquement :
– Les filaments d’actine
– La troponine (protéine régulatrice fixée sur l’actine)
– La tropomyosine (protéine qui masque les sites de fixation de la myosine)
La myosine se trouve dans les bandes sombres.

3) La fermentation dans le sarcoplasme (muscle) permet la phosphorylation de l’ADP en ATP. Elle produit de l’acide lactique (pas d’éthanol dans les muscles) et régénère le NAD⁺ nécessaire à la glycolyse.

4) Un acide pyruvique dans la mitochondrie donne :
– 1 NADH,H⁺ lors de sa transformation en acétyl-CoA
– 3 NADH,H⁺ dans le cycle de Krebs
– 1 FADH₂ dans le cycle de Krebs
– 1 ATP (ou GTP) dans le cycle de Krebs
– 3 CO₂ au total (1 + 2)
Total : 4 NADH,H⁺ + 1 FADH₂ + 1 ATP + 3CO

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Exercice 10 : Correction

Réponses correctes :
(1 – b) ; (2 – a) ; (3 – a) ; (4 – a)

Explications détaillées :

1) La glycolyse produit :
– 2 molécules d’acide pyruvique (pas d’acide lactique)
– 2 ATP (bilan net)
– 2 NADH,H⁺
– Pas de CO₂ (le CO₂ est produit plus tard dans le cycle de Krebs)

2) La bande claire (bande I) est caractérisée par :
– La présence uniquement de filaments d’actine (fins)
– Pas de filaments de myosine (épais)
– Elle est délimitée par une strie Z au milieu et s’étend jusqu’à la bande A
– Ce sont les stries Z qui délimitent le sarcomère entier

3) Au niveau de la membrane interne mitochondriale :
– Le NADH,H⁺ est oxydé en NAD⁺ (perte d’électrons et de protons)
– Cette oxydation fournit l’énergie pour pomper les H⁺
– Le gradient de protons permet ensuite la synthèse d’ATP par l’ATP synthase
– C’est la phosphorylation oxydative

4) La fatigue musculaire se manifeste par :
– Une diminution de l’amplitude de la contraction (force réduite)
– Une diminution de la durée de la contraction
– Causée par l’accumulation d’acide lactique, l’épuisement des réserves énergétiques et la perturbation de l’homéostasie calcique

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