Examen Final: Biologie

Question 1

Quelles sont les grandes fonctions générales du système respiratoire ?

Answer 1

Assurer les échanges gazeux (O₂ vers cellules, CO₂ hors de l’organisme), indispensables à la respiration cellulaire.
Réguler le pH sanguin en ajustant la ventilation (modulation du CO₂).
Permettre l’olfaction (perception des odeurs) et la phonation (production de sons).

Question 2

Quels sont les quatre processus respiratoires et leur rôle respectif ?

Answer 2

Ventilation pulmonaire : Mouvement d’air dans/hors des poumons, maintien d’un air frais dans les alvéoles.

Respiration externe : Diffusion de l’O₂ des alvéoles vers le sang et du CO₂ du sang vers les alvéoles.

Transport des gaz : Circulation de l’O₂ et du CO₂ dans le sang, grâce à l’hémoglobine et au plasma.

Respiration interne : Diffusion de l’O₂ du sang vers les cellules, et du CO₂ cellulaire vers le sang.

Question 3

Quelles structures composent la zone de conduction et la zone respiratoire ?

Answer 3

Zone de conduction: Nez, cavité nasale, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles, bronchioles terminales. (Transport, filtre, humidifie et réchauffe l’air, sans échange gazeux.)

Zone respiratoire: Bronchioles respiratoires, canaux alvéolaires, sacs alvéolaires et alvéoles. C’est au niveau des alvéoles que se déroulent les échanges gazeux (respiration externe).

Question 4

Décrire la membrane alvéolo-capillaire et son rapport structure-fonction.

Answer 4

Composition : Épithélium alvéolaire, membranes basales fusionnées, endothélium capillaire.
Structure-fonction : Épaisseur très fine (~0,5 µm) permettant une diffusion rapide, vaste surface (~70 m²) pour maximiser les échanges, et abondants capillaires pour maintenir des gradients de pression favorables.

Question 5

Comment la loi de Boyle s’applique-t-elle à la ventilation pulmonaire ?

Answer 5

Lors de l’inspiration, le volume thoracique augmente, la pression intra-pulmonaire diminue en dessous de la pression atmosphérique, l’air entre.
Lors de l’expiration, le volume diminue, la pression intra-pulmonaire augmente, l’air sort.
Ce principe volume-pression explique le flux d’air dans un sens ou l’autre.

Question 6

Quels sont les muscles principaux pour l’inspiration et l’expiration au repos ?

Answer 6

Inspiration au repos : Diaphragme (principal, il s’abaisse), intercostaux externes (soulèvent la cage thoracique).
Expiration au repos : Processus passif, relâchement du diaphragme et des intercostaux externes, retour élastique des poumons.

Question 7

Comment s’effectuent les échanges gazeux au niveau des poumons ?

Answer 7

O₂ diffuse des alvéoles (pO₂ élevée ~100 mmHg) vers le sang (pO₂ plus basse ~40 mmHg).
CO₂ diffuse du sang (pCO₂ ~45 mmHg) vers les alvéoles (pCO₂ ~40 mmHg), selon les gradients de pression partielle.

Question 8

Comment s’effectuent les échanges gazeux au niveau des tissus ?

Answer 8

O₂ diffuse du sang (pO₂ ~100 mmHg) vers les cellules (pO₂ plus faible car consommation cellulaire).
CO₂ produit par les cellules (pCO₂ élevée) diffuse vers le sang (pCO₂ plus basse), assurant le retour du CO₂ aux poumons.

Question 9

Quels facteurs influencent la régulation de la respiration ?

Answer 9

Chimiques
CO₂ (augmentation), O₂ (diminution), pH.

Émotionnels
Stress, anxiété, excitation, douleur.

Activité physique
Demande accrue en O₂ et élimination de CO₂.

Environnementaux
Altitude (faible O₂), température (augmentation du métabolisme).

Question 10

Quelles sont les fonctions principales des muscles ?

Answer 10

Production de mouvement :
Permet la locomotion, la manipulation, le déplacement d’organes internes et les battements du cœur (exemple : contraction de l’intestin ou déplacement de l’urine).

Maintien de la posture :
Ajustements constants, souvent inconscients, pour stabiliser la position du corps malgré la gravité.

Stabilisation des articulations :
Les muscles renforcent les articulations fragiles, par exemple au niveau des épaules.

Dégagement de chaleur :
Résultat direct de la contraction musculaire. Permet la thermorégulation (dissipation sous forme de chaleur).

Protection des viscères :
Les muscles abdominaux protègent les organes internes sensibles.

Formation des sphincters :
Régulation du passage de substances (exemple : contraction pour empêcher l’écoulement d’urine).

Interaction et communication :
Les muscles du visage participent aux expressions faciales et à la communication.

Question 11

Quelles sont les caractéristiques fonctionnelles du tissu musculaire ?

Answer 11

Excitabilité : Réponse à un stimulus nerveux.
Conductibilité : Propagation du potentiel d’action.
Contractilité : Capacité de raccourcissement.
Extensibilité : Étirable sans se déchirer.
Élasticité : Retour à la longueur initiale.

Question 12

Distinguer les muscles squelettiques, cardiaques et lisses (situation, contrôle, aspect).

Answer 12

Squelettique : Sur os, attaché par les tendons, strié, cellules longues multinucléées, contrôle volontaire.
Cardiaque : Cœur, strié, cellules ramifiées avec disques intercalaires (jonctions ouvertes et desmosomes) qui permettent la propagation des influx nerveux, involontaire.
Lisse : Parois des organes viscéraux, non strié, fusiforme, involontaire, contractions lentes et continues pour des fonctions internes (exemple : péristaltisme)

Question 13

Décrire les enveloppes conjonctives du muscle squelettique.

Answer 13

Tissu conjonctif :
Endomysium : Fine couche qui entoure chaque fibre musculaire.
Périmysium : Enveloppe les faisceaux (groupes de fibres musculaires).
Épimysium : Enveloppe extérieure qui protège l’ensemble du muscle.
Tendon : Tissu conjonctif dense attachant les muscles aux os.

Question 14

Quelle est l’anatomie microscopique du muscle squelettique?

Answer 14

Fibres musculaires (cellules) :
Longues cellules cylindriques multinucléées.
Contiennent du glycogène (réserve de glucose) et des myoglobines (réserve d’oxygène).

Myofibrilles :
Constituées de sarcomères alignés, responsables de l’apparence striée et des contractions.

Sarcomère :
Unité fonctionnelle contractile composée de myofilaments :
Minces (actine) : Sites actifs liés à la troponine et tropomyosine.
Épais (myosine) : Têtes qui s’attachent aux sites actifs.

Question 15

Décrire la structure du sarcomère.

Answer 15

Sarcomère : Unité contractile entre deux lignes Z.
Filaments épais (myosine) au centre (bande A).
Filaments minces (actine) attachés aux Z, se chevauchant avec les épais.
Raccourcissement du sarcomère lors de la contraction.

Question 16

Décrire en détail la structure des filaments minces (actine, troponine, tropomyosine).

Answer 16

Constitution :
* Les filaments minces sont composés principalement de molécules d’actine, disposées en deux brins torsadés.
* Ces molécules possèdent des sites actifs qui permettent aux têtes de myosine de s’y lier.

Protéines régulatrices :

Tropomyosine : Protéine filamenteuse qui recouvre les sites actifs de l’actine lorsqu’un muscle est au repos, empêchant les têtes de myosine de s’y attacher.

Troponine : Complexe protéique associé à la tropomyosine. Elle est composée de trois sous-unités :
* Une sous-unité qui se lie à l’actine.
* Une sous-unité qui se lie au calcium (Ca²⁺).
* Une sous-unité qui se lie à la tropomyosine pour contrôler son positionnement.

Rôle du calcium :
* Lorsqu’il est libéré par le réticulum sarcoplasmique, le calcium se lie à la troponine, provoquant un changement de conformation.
*Cela déplace la tropomyosine, exposant les sites actifs de l’actine et permettant l’attachement des têtes de myosine.

Question 17

Décrire en détail les filaments épais (myosine).

Answer 17

Constitution :
Composés de molécules de myosine, chaque molécule ayant :
2 tête globulaire qui peuvent se lier aux sites actifs de l’actine.
Une queue filamenteuse orientée vers l’intérieur du filament épais.

Fonction des têtes de myosine :
Elles possèdent des sites de liaison pour l’actine et des sites pour l’ATP.
L’ATP est hydrolysé par une enzyme présente dans la tête de myosine (ATPase), libérant de l’énergie pour alimenter le cycle des ponts d’union.

Question 18

Décrire le cycle des ponts d’union (glissement des myofilaments) étape par étape.

Answer 18

Têtes de myosine (chargée) se fixe à l’actine (pont d’union).
Coup de rame : Têtes pivotent, tirant l’actine vers le centre du sarcomère (ADP+Pi libérés).
Détachement : Liaison d’un nouvel ATP → détache la myosine.
Hydrolyse de l’ATP → réactive la tête pour un nouveau cycle.

Question 19

Qu’est-ce que la rigidité cadavérique et pourquoi survient-elle ?

Answer 19

Après la mort, plus d’ATP. Les têtes de myosine restent fixées à l’actine, entraînant une rigidité des muscles 3-4h après décès, atteignant un max ~12h, puis disparaissant après 48-60h quand les protéines se dégradent.

Question 20

Qu’est-ce que le couplage excitation-contraction (CEC) ?

Answer 20

1. Arrivée de l’influx nerveux → libération d’ACh → dépolarisation de la plaque motrice.
2. Propagation du potentiel d’action le long du sarcolemme et dans les tubules T.
3. Libération de Ca²⁺ par le RS dans le sarcoplasme.
4. Liaison du calcium à la troponine → déplacement de la tropomyosine → formation des ponts d’union.
5. Cycle des ponts d’union : traction, détachement, rechargement.
6. Retour au repos : recaptage du Ca²⁺, masquage des sites actifs, relâchement musculaire.

Question 21

Rôle du réticulum sarcoplasmique (RS) et des tubules T dans la contraction ?

Answer 21

RS : Stocke et libère le Ca²⁺ nécessaire au déclenchement de la contraction.
Tubules T : Acheminent le PA au cœur de la fibre, assurant une libération synchronisée du Ca²⁺.

Question 22

Comment certaines substances affectent la jonction neuromusculaire ?

Answer 22

Curare : Bloque récepteurs ACh → paralysie.
Toxine botulinique : Inhibe libération ACh → paralysie flasque.
Neurotoxine veuve noire : Libération excessive ACh → spasmes puis fatigue.

Question 23

Quelles sont les étapes de la repolarisation d’une fibre musculaire ?

Answer 23

Après la dépolarisation: Fermeture des canaux Na⁺ voltage-dépendants.
Ouverture des canaux K⁺ voltage-dépendants → sortie des ions K⁺.
Retour du potentiel membranaire au repos (-90 mV).
Fermeture des canaux K⁺.
Pompes Na⁺/K⁺ rétablissent les concentrations ioniques de repos.

Question 24

Différencier reproduction sexuée et asexuée, leurs avantages et inconvénients.

Answer 24

Sexuée : Mélange génétique (diversité), adaptation accrue, mais plus coûteuse en énergie et nécessite partenaire.
Asexuée : Rapide, économe, un seul parent, mais pas de diversité, vulnérable aux changements environnementaux.

Question 25

Qu’est-ce que la fécondation croisée et l’autofécondation ?

Answer 25

Fécondation croisée : Deux individus hermaphrodites échangent leurs gamètes, augmentant la diversité.
Autofécondation : Un individu produit ses propres gamètes mâle et femelle, diversité réduite.

Question 26

Qu’est-ce que la fécondation interne et quels sont ses avantages ?

Answer 26

Fécondation à l’intérieur des voies génitales de la femelle.
Avantages : Gamètes protégés, fécondation plus certaine, adaptée aux milieux terrestres.

Question 27

Qu’est-ce qu’une parade nuptiale et quel est son rôle ?

Answer 27

Suite de signaux (visuels, sonores, chimiques) pour attirer, sélectionner un partenaire apte et compatible.
Améliore le succès reproductif.

Question 28

Qu’est-ce qu’une phéromone et à quoi sert-elle ?

Answer 28

Substance chimique émise dans l’environnement, perçue par des individus de la même espèce.
Influence leur comportement ou physiologie (attraction sexuelle, synchronisation).

Question 29

Quels facteurs améliorent le succès reproductif de certaines espèces ?

Answer 29

Synchronisation reproduction-environnement.
Parades nuptiales, phéromones, soins parentaux.
Protection des gamètes, réserves de sperme, fertilisation interne.

Question 30

Quelle est la fonction commune aux organes génitaux de l’homme et de la femme ?

Answer 30

Produire, stocker, acheminer les gamètes.
Permettre la fécondation.
Sécréter des hormones sexuelles régulant la reproduction.

Question 31

Donnez des exemples d’homologies entre organes génitaux masculins et féminins.

Answer 31

Clitoris ↔ Pénis (tissu érectile)
Grandes lèvres ↔ Scrotum (Replis de peau protecteurs.)
Glandes vestibulaires ↔ Glandes bulbo-urétrales
Ovaires (femme) ↔ Testicules (homme)

Question 32

Nommer les organes du système génital masculin et leur fonction.

Answer 32

Testicules : Produisent les spermatozoïdes et sécrètent la testostérone.
Épididyme : Permet la maturation des spermatozoïdes (acquisition de la motilité) et leur stockage temporaire.
Conduit déférent : Transporte les spermatozoïdes de l’épididyme au conduit éjaculateur.
Ampoule du conduit déférent : Sert de réservoir de spermatozoïdes avant leur mélange avec les sécrétions des glandes annexes.
Conduit éjaculateur : Mélange les spermatozoïdes aux sécrétions des vésicules séminales.
Prostate : Produit un liquide facilitant la mobilité des spermatozoïdes.
Vésicules séminales : Sécrètent un liquide alcalin riche en fructose, nourrissant les spermatozoïdes et neutralisant l’acidité vaginale.
Glandes bulbo-urétrales (de Cowper) : Lubrifient l’urètre et neutralisent les résidus acides avant l’éjaculation.
**Pénis **: Organe de copulation permettant le dépôt du sperme dans le vagin
Urètre : Canal d’évacuation du sperme et de l’urine (à des moments distincts).

Question 33

Nommer les organes du système génital féminin et leurs fonctions.

Answer 33

Vulve : Protège les organes génitaux internes et comporte des structures sensibles (dont le clitoris) participant au plaisir sexuel.
Glandes vestibulaires (de Bartholin) : Produisent un mucus lubrifiant l’entrée du vagin.
Vagin : Reçoit le pénis et le sperme lors des rapports sexuels, permet l’écoulement du sang menstruel et constitue le canal de naissance.
Col de l’utérus : Laisse passer les spermatozoïdes vers l’utérus et sécrète un mucus dont la consistance varie selon le cycle, facilitant ou entravant leur passage.
Utérus : Sert à l’implantation de l’embryon, à la croissance du fœtus pendant la grossesse, et à son expulsion lors de l’accouchement.
Trompes de Fallope : Capturent l’ovocyte après l’ovulation, assurent le transport de l’ovocyte ou de l’embryon fécondé vers l’utérus, et sont le lieu de la fécondation.
Ovaires : Produisent les ovocytes et sécrètent les hormones sexuelles (œstrogènes, progestérone).

Question 34

Quelles sont les fonctions endocrine et exocrine du testicule ?

Answer 34

Exocrine : Production de spermatozoïdes.
Endocrine : Sécrétion de testostérone (cellules de Leydig).

Question 35

Quels sont les rôles des hormones sexuelles ?

Answer 35

Testostérone : Développement des caractères sexuels secondaires. Maintien de la spermatogenèse.

Œstrogènes : Favorise la croissance de l’endomètre et le développement des caractères sexuels féminins, préparant à l’ovulation.
Progestérone : Assure la préparation et la stabilité de l’endomètre après l’ovulation, soutenant une éventuelle grossesse.

Question 36

Quel est le rôle des sécrétions de la prostate, des vésicules séminales et des glandes bulbo-urétrales ?

Answer 36

Prostate : Sécrétion d’un liquide riche en enzymes et protéines facilitant la motilité des spermatozoïdes.
Vésicules séminales : Production d’un liquide alcalin riche en fructose pour nourrir les spermatozoïdes et neutraliser l’acidité vaginale.
Glandes bulbo-urétrales : Mucus lubrifiant, neutralise acidité urétrale.

Question 37

Décrire le trajet du sperme depuis les testicules jusqu’à l’extérieur de l’organisme.

Answer 37

Spermatozoïdes produits dans tubules séminifères → épididyme (maturation) → conduit déférent → ampoule du conduit déférent → conduit éjaculateur → urètre (prostatique, membraneux, spongieux) → méat urétral (orifice externe pénis).

Question 38

Quels sont les effets anatomiques et physiologiques de la grossesse chez la mère ?

Answer 38

Anatomiques : Augmentation de la taille de l’utérus.
Déplacement des organes abdominaux vers le haut.
Physiologiques : ↑ volume sanguin, débit cardiaque, ventilation, sécrétions hormonales (œstrogènes, progestérone, relaxine), besoins nutritifs accrus, relaxine: relâchement des ligaments pour faciliter l’accouchement.

Question 39

Décrire le trajet parcouru par les spermatozoïdes dans le corps de la femme, depuis leur dépôt dans le vagin jusqu’au site potentiel de fécondation.

Answer 39

Fond du vagin : Point de dépôt du sperme lors de l’éjaculation.
Orifice externe du col utérin : Passage étroit où le spermatozoïde traverse le mucus cervical, plus fluide et moins visqueux à l’ovulation.
Canal du col utérin : Conduit permettant la progression des spermatozoïdes vers la cavité utérine.
Orifice interne du col utérin : Limite entre le canal cervical et la cavité utérine.
Cavité de l’utérus : Espace où les spermatozoïdes continuent leur chemin vers les trompes de Fallope.
Isthme de la trompe utérine : Zone étroite guidant les spermatozoïdes vers l’ampoule.
Ampoule de la trompe utérine : Lieu principal de la fécondation, où l’ovocyte rencontre le spermatozoïde