2 - Biologie
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Questions and Answers

Quelle affirmation concernant les courants passifs est correcte ?

  • Les courants passifs s'intensifient lorsqu'ils parcourent de longues distances.
  • Les courants passifs ne mesurent aucune variation du potentiel de membrane à distance. (correct)
  • Les courants passifs se propagent de manière illimitée.
  • Les courants passifs sont des phénomènes biologiques.

Quelle caractéristique du potentiel d'action (PA) est correcte ?

  • Le PA naît de manière progressive.
  • Le PA a une amplitude variable selon la distance.
  • Le PA est mesurable uniquement près de l'électrode de stimulation.
  • Le PA se propage sans atténuation. (correct)

Comment peut-on calculer la vitesse de propagation du potentiel d'action (PA) ?

  • V = temps (sec) / distance (m)
  • V = distance (m) / temps (sec) (correct)
  • V = temps (sec) + distance (m)
  • V = distance (m) * temps (sec)

Où les canaux sodiques voltage dépendants sont-ils présents en forte densité ?

<p>Uniquement dans la membrane plasmique axonale. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le comportement du potentiel d'action par rapport au seuil de stimulation ?

<p>Il naît en tout ou rien. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le fonctionnement principal des canaux ioniques sélectifs ?

<p>Ils permettent la diffusion des ions selon leur gradient de concentration. (A)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi dit-on que la membrane plasmique est semi-perméable au repos ?

<p>Elle permet le passage sélectif des ions potassium. (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui pousse les ions K+ à sortir de la cellule ?

<p>Le gradient de concentration qui favorise leur sortie. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel rôle joue le potassium (K+) dans l'équilibre de la membrane au repos ?

<p>Il est responsable du potentiel d'équilibre au potassium. (B)</p> Signup and view all the answers

Lorsqu'un équilibre s'installe entre l'entrée et la sortie des ions K+, que se passe-t-il ?

<p>La sortie du K+ devient plus importante que son entrée. (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui attire les ions K+ à l'intérieur de la cellule ?

<p>Les charges négatives présentes à l'intérieur de la cellule. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique des pompes ioniques par rapport aux canaux ioniques ?

<p>Les pompes ioniques utilisent de l'énergie ATP pour fonctionner. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel phénomène permet aux ions de se disperser dans une solution ?

<p>La loi de diffusion selon le gradient de concentration. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale caractéristique de la membrane plasmique des neurones au repos ?

<p>Elle est électriquement polarisée. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la répartition des ions K+ dans le milieu intracellulaire ?

<p>[K+] = 140 mM (C)</p> Signup and view all the answers

Quel rôle joue la pompe à sodium et potassium ATPase ?

<p>Elle maintient le gradient ionique en consommant de l'ATP. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel ion est plus concentré dans le milieu extracellulaire ?

<p>Na+ (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui assure la neutralité électrique des milieux intra- et extracellulaires malgré la répartition inégale des ions ?

<p>L'égalité entre les charges positives et négatives. (C)</p> Signup and view all the answers

Comment les ions traversent-ils la membrane plasmique ?

<p>Via des protéines transmembranaires qui ne sont pas des pompes. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le milieu extracellulaire riche en termes d'ions ?

<p>[Na+] = 140 mM et [K+] = 5 mM. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel type de molécule constitue la majeure partie de la membrane plasmique ?

<p>Phospholipides. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les caractéristiques des potentiels d'action (PA) des neurones?

<p>Ils sont identiques en amplitude et durée parmi tous les neurones. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles conditions permettent à un neurone de générer des potentiels d'action?

<p>Uniquement lors d'une stimulation électrique expérimentale. (A), Uniquement après une transmission synaptique. (C), Spontanément, sans stimulation externe. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le potentiel de membrane au repos d'un neurone?

<p>-60 à -70 mV (D)</p> Signup and view all the answers

Quel changement de potentiel de membrane observe-t-on après la stimulation d'un neurone?

<p>Il passe à environ +40 mV. (D)</p> Signup and view all the answers

Comment se fait la stimulation électrique d'un neurone dans les expériences?

<p>En injectant des charges positives via une électrode intracellulaire. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la durée typique d'un potentiel d'action?

<p>Environ 1 à 2 ms. (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'arrive-t-il à la fréquence des PA lorsqu'une structure cérébrale est suractivée?

<p>Elle émet des PA à une fréquence supérieure à la fréquence basale. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des potentiels d'action dans les neurones?

<p>Ils codent des informations à travers leur fréquence. (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui rend la conduction saltatoire plus rapide que la conduction classique?

<p>La myéline autour des axones (B)</p> Signup and view all the answers

Quel effet a un gros diamètre d'axone sur la conduction des potentiels d'action?

<p>Accélère la conduction (B)</p> Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lorsque la fréquence des potentiels d'action augmente?

<p>La libération des molécules chimiques augmente (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la caractéristique d'un nerf contenant des fibres nerveuses?

<p>Il peut contenir des milliers à un million de fibres nerveuses (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle technique est utilisée pour enregistrer l'activité nerveuse d'un nerf?

<p>Des électrodes réceptrices et stimulatrices placées sous le nerf (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle des ions sodium (Na+) lors de la dépolarisation membranaire?

<p>Ils favorisent une dépolarisation locale et amplifiée. (D)</p> Signup and view all the answers

Que se passe-t-il après l'activation des canaux Na+ voltage-dépendants (VD)?

<p>D'autres canaux Na+ VD s'ouvrent plus loin le long de l'axone. (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une période réfractaire?

<p>Un état où les canaux Na+ VD ne peuvent pas s'ouvrir. (B)</p> Signup and view all the answers

Où se trouvent principalement les canaux Na+ et K+ VD dans un neurone myélinisé?

<p>Au niveau des nœuds de Ranvier. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel phénomène permet la conduction saltatoire?

<p>Le déplacement des charges d'un nœud de Ranvier à l'autre. (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui provoque l'inactivation des canaux Na+ VD?

<p>L'obturation du canal par un bouchon moléculaire. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la durée typique de la période réfractaire après un potentiel d'action?

<p>De une à quelques millisecondes. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel rôle joue la repolarisation dans la fonction des canaux ioniques VD?

<p>Elle permet la réouverture des canaux Na+ VD précédemment inactifs. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Potentiel membranaire de repos

The electrical polarization of the cell membrane when a neuron is not activated or inhibited, and not receiving information.

Unequal ion distribution

The concentration of ions (e.g., Na+, K+) is not uniform across the cell membrane. High concentrations of Na+ outside, K+ inside.

Sodium-Potassium Pump

A protein that uses energy (from ATP) to maintain the unequal distribution of Na+ and K+ ions across the membrane.

Membrane Polarization

A difference in electrical charge across the cell membrane, essential for neuronal signaling.

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Extracellular Fluid

The fluid surrounding the cell, containing a high concentration of sodium.

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Intracellular Fluid

The fluid inside the cell, containing a high concentration of potassium.

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Ion Channels (Membrane proteins)

Proteins embedded in the membrane that allow ions to pass from their concentrated side of the membrane to their less concentrated side.

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Neutral Electrical Charge

Despite differences in ion concentrations, charges balance both inside and outside of the cell.

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Selective ion channels

Channels in a membrane that allow specific ions to pass through.

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Diffusion

Movement of substances from high concentration to low concentration to reach an equilibrium.

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Ion gradient

Difference in ion concentration across a membrane.

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Potassium channels

Membrane proteins that allow potassium ions (K+) to pass through.

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Membrane potential

Electrical potential difference across the cell membrane.

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Equilibrium potential

The membrane potential where the net movement of an ion stops.

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Active transport (pumps)

Transport that requires energy (ATP) to move substances against their concentration gradient.

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Facilitated diffusion

Transport of substances down the concentration gradient with the help of transport proteins.

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Passive Currents

The spread of injected current in an axon, which fades quickly.

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Action Potential (AP)

A rapid, large change in membrane potential that travels along an axon without losing strength.

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AP Propagation

The way an action potential moves down an axon, staying the same size.

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AP Speed

How fast an action potential travels down an axon.

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Voltage-Gated Sodium Channels

Sodium channels that open and close in response to changes in membrane potential.

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Neuron Action Potential

A brief, rapid change in the membrane potential of a neuron, typically triggered by stimulation. These are always of a consistent size and shape.

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Action Potential Initiation

How a neuron starts an action potential, be it from external stimulation or in response to synaptic signals or spontaneous activity.

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Action Potential Frequency

The rate at which action potentials occur in a neuron; it carries info.

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Action Potential Shape

The characteristic shape of an action potential, a rapid change in voltage, from negative to positive, then back to negative.

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Intracellular Electrode

An electrode planted inside a neuron to measure and stimulate it.

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Action Potential Duration

The length of time an action potential lasts.

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Membrane Potential Change

A shift in the electrical charge across the neuron's cell membrane.

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Neuron Electrical Activity

The electrical signals generated by a neuron; the most common form is the action potential.

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Saltatory Conduction

The rapid and energy-efficient transmission of nerve impulses along myelinated axons, jumping from one node to another.

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Myelinated Axon Speed

Myelinated axons conduct action potentials faster than unmyelinated ones.

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Axon Diameter & Speed

Larger-diameter axons transmit action potentials faster than smaller-diameter ones.

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Synaptic Transmission

Action potentials trigger the release of neurotransmitters into the synapse, where they communicate with the next neuron.

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Nerve Recording Technique

Multiple electrodes are used to measure the electrical activity of a nerve rather than one electrode per fiber to measure the combined activity of several fibres.

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Sodium ion entry amplifies depolarization

Influx of positive sodium ions (+ charges) strengthens the membrane's shift towards a less negative internal charge, triggering further depolarization.

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Action Potential Propagation

The transmission of an action potential along a neuron's membrane due to the sequential opening and closing of voltage-gated ion channels.

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Refractory Period

A temporary period where a neuron's membrane is less susceptible to generating another action potential, due to the inactivation of voltage-gated sodium channels.

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Voltage-gated sodium channels (VD)

Ion channels that open or close in response to changes in the membrane's electrical potential.

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Voltage-gated potassium channels (VD)

Ion channels that open or close in response to changes in the membrane's electrical potential, typically facilitating the repolarization phase of an action potential.

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Nerve Impulse Propagation

The transmission of electrical signals along a nerve axon.

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Saltatory Conduction

Action potential propagation in myelinated axons where the impulse jumps between the nodes of Ranvier.

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Nodes of Ranvier

Gaps in the myelin sheath along axons, crucial for saltatory conduction in myelinated neurons.

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Study Notes

Potentiel Membranaire de Repos

  • Les neurones communiquent via courants électriques.
  • La membrane plasmique est polarisée au repos.
  • La membrane est une double couche de phospholipides, une barrière aux substances solubles dans l'eau (ions).
  • La répartition ionique n'est pas homogène :
    • Le milieu extracellulaire est riche en Na+ (sodium)
    • Le milieu intracellulaire est riche en K+ (potassium).
    • La concentration de Ca2+ et Cl- diffère également.
  • Ces différences de concentration sont maintenues par une pompe à sodium et potassium ATPase, qui consomme de l'ATP pour maintenir le gradient ionique.
  • Les concentrations sont exprimées en mM (millimolaire).
  • [Na+] extracellulaire = 140 mM, [Na+] intracellulaire = 14 mM.
  • [K+] extracellulaire = 5 mM, [K+] intracellulaire = 140 mM.

Diffusion des ions à travers les canaux membranaires

  • Les protéines transmembranaires (canaux ioniques sélectifs) permettent le passage d'ions.
  • Leur fonctionnement n'exige pas d'ATP.
  • Les ions diffusent selon leur gradient de concentration du compartiment le plus concentré vers le moins concentré.

Diffusion des ions potassium et potentiel d'équilibre au potassium

  • Des canaux potassiques sont présents et ouverts au repos dans la membrane.
  • Le K+ diffuse de l'intracellulaire vers l'extracellulaire.
  • Les charges positives dans l'extracellulaire, et les charges négatives dans l'intracellulaire, attire le K+ .
  • Un équilibre dynamique s'installe entre la sortie et l'entrée de K+.
  • La sortie est légèrement plus importante que l'entrée.
  • Le potentiel d'équilibre au potassium (-84 mV) est une différence de potentiel électrique qui s'établit entre les deux côtés de la membrane lorsque la diffusion du potassium est en équilibre dynamique.

Bilan

  • Le K+ est plus concentré à l'intérieur de la cellule que à l'extérieur.
  • La pompe sodium/potassium (Na+/K+ ATPase) maintient ce gradient de concentration.
  • L'équilibre dynamique entre l'entrée et la sortie du K+ crée la polarisation électrique de la membrane.
  • Le potentiel de membrane au repos est d'environ -65 mV.

### Potentiel d'action

  • Dans certaines conditions, les neurones peuvent développer une activité électrique transitoire appelée potentiel d'action (PA).
  • Les PA sont identiques entre les neurones, mais la fréquence et le rythme peuvent varier.
  • Les PA sont déclenchés suite à une stimulation électrique ou sensorielle.

Utilisation d'électrodes intracellulaires pour l'enregistrement du PA

  • Les électrodes intracellulaires permettent la mesure du potentiel de membrane.
  • La stimulation électrique injecte des charges positives dans la cellule, ce qui provoque une dépolarisation de la membrane.
  • Aprés la stimulation, le potentiel de la membrane se rétablit progressivement (repolarisation).

### Seuil de genèse des PA et fréquence des PA

  • Si l'intensité de stimulation est faible, un courant passif se produit, mais pas de PA.
  • Au dessus d'un certain seuil, la fréquence des PA peut augmenter.
  • La fréquence des PA code l'information nerveuse.

### Les courants passifs

  • Les courants passifs sont des fluctuations locales, qui décroissent avec la distance.
  • Ils ne correspondent pas à des potentiels d'action.

### Le PA est un processus régénératif

  • Le PA est mesurable sur toute la longueur de l'axone avec la même amplitude.
  • Il se propage sans atténuation le long de l'axone.

Canaux ioniques de la membrane axonale, impliqués dans le PA

  • Les canaux sodiques voltage-dépendants (CNaVD) sont localisés au niveau des nÅ“uds de Ranvier, et ils sont essentiels à la dépolarisation.
  • Les canaux potassiques voltage-dépendants (CKVD) sont essentiels à la repolarisation.

Fonctionnement des canaux ioniques pendant le PA

  • La conformation des canaux CNaVD et CKVD change (ouverts, fermés ou inactifs).
  • L'ouverture et la fermeture sélective des canaux ioniques sont responsables de la dépolarisation et la repolarisation de la membrane.

Conformation des CNaVD

  • Fermé (F) : le canal ne laisse pas passer les ions, au repos.
  • Ouvert (O) : le canal laisse passer les ions, en réponse à la dépolarisation.
  • Inactif (I) : le canal ne laisse pas passer les ions, malgré la dépolarisation, et il est réfractaire à une nouvelle dépolarisation jusqu'à la repolarisation.

Conduction saltatoire

  • La myéline accélère la propagation de l'influx nerveux.
  • Les courants locaux passifs permettent le saut entre les nÅ“uds de Ranvier (zones démyélinisées).
  • La conduction saltatoire est plus rapide et plus économique que la conduction classique.

Propagation jusqu'aux terminaisons synaptiques

  • Le potentiel d'action (PA) se propage jusqu'aux terminaisons synaptiques.
  • L'arrivée du PA déclenche la libération de molécules chimiques (neurotransmetteurs) dans la fente synaptique.
  • La fréquence des PA influence la libération des neurotransmetteurs.

### Enregistrement de l'activité d'un nerf

  • Les électrodes enregistrent une réponse nerveuse biphasique.
  • Plus la stimulation est forte, plus on recrute d'axones, et plus la réponse est ample.

Période réfractaire de l'axone après passage du PA

  • L'inactivation des canaux Na+ VD engendre une période réfractaire pendant laquelle la portion de membrane ne peut pas être dépolarisée.
  • La période réfractaire empêche la propagation rétrograde du potentiel d'action.

### Structure et conformation des canaux ioniques VD

  • L'ouverture des canaux vd correspond à l'ouverture d'une porte du côté intracellulaire.
  • L'inactivation des canaux Na+ VD correspond à l'obturation du canal par un bouchon moléculaire.

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