Baccalauréat SMS - Sujets de Biologie Humaine

Session 2004 Polynésie

(10 points)

Corrigé

A partir de janvier 2004, un coureur à pied de haut-niveau s’entraîne en altitude à Font-Romeu, entre 1 800 m et 2 200 m. Son objectif est de réaliser, au mois de juin 2004, une course de 70 km à 3 200 m d’altitude. Il dispose de six mois pour préparer cette épreuve et optimiser ses capacités physiologiques.

1. LE SANG ET LA CIRCULATION.  (4,5 points)

1.1 Le document 1 représente un schéma simplifié, de l’appareil circulatoire.

1.1.1 Compléter et légender ce document.
1.1.2 En utilisant les couleurs conventionnelles, flécher le sens de circulation du sang.

1.2 Les globules rouges peuvent être désignés par deux autres noms. Donner ces noms.

1.3 Ces globules rouges contiennent une molécule essentielle à leur fonction

1.3.1 Nommer cette molécule, citer sa fonction principale.
1.3.2 En faire un schéma légendé.

1.4 Pour préciser l’effet de l’entraînement en altitude sur le coureur à pied, on réalise un hématocrite au début du stage (janvier 2004) et en fin de stage (juin 2004). Les résultats sont représentés sur le document 2.

1.4.1 Définir l’hématocrite.
1.4.2 Indiquer sur la copie les légendes a, b et c du document 2.
1.4.3 Comparer les deux hématocrites et préciser quel est l’intérêt du stage en altitude pour les performances sportives du coureur.

2. L’ADAPTATION CARDIAQUE A L'EFFORT PHYSIQUE .   ( 2,5 points)

2.1 Un autre effet de l’entraînement se rapporte à l’activité cardiaque. Le document 3 présente deux électrocardiogrammes de repos. Le premier est réalisé chez l’athlète, le second chez un sédentaire.

2.1.1 Calculer les fréquences cardiaques chez ces deux individus.
2.1.2 Indiquer l’effet de l’entraînement sur l’activité cardiaque.

2.2 Le rythme cardiaque est contrôlé par des voies nerveuses sympathiques et parasympathiques.
Expérience : on peut injecter par voie intraveineuse différentes molécules agissant sur la fréquence cardiaque.
- L’isoprénaline est une molécule qui stimule le système nerveux sympathique ;
- La muscarine est une molécule qui reproduit les effets de l’excitation du nerf X (parasympathique).
Analyser les expériences indiquées sur le document 4 afin de déterminer l’influence des voies sympathiques et parasympathiques sur le rythme cardiaque.

3. LA RESPIRATION ET LES ECHANGES GAZEUX.  (3 points)

Le document 5 représente la courbe de saturation de l’hémoglobine en fonction de la pression partielle en O2.

3.1 Analyser cette courbe.

3.2 A l’aide du document 5 donner le pourcentage de saturation de l’hémoglobine en O2 :
– au niveau pulmonaire (PO2 = 14 kPa).
– au niveau tissulaire (PO2 = 5 kPa au repos).
A partir de ces résultats expliquer le sens des échanges d’oxygène au niveau tissulaire.

3.3 La pression atmosphérique diminue avec l’altitude, ce qui crée une baisse de la PO2 dans l’air inspiré donc dans l’air alvéolaire. Le tableau suivant donne des valeurs mesurées entre 0 et 3 200 mètres (altitude à laquelle se déroule la compétition pour notre athlète).

Altitude en mètres

PO2 alvéolaire

0

14

1000

11,7

2000

9,7

3200

7,4

A partir du document 5 et des indications données dans le tableau, préciser l’influence de l’altitude sur les performances sportives de l’athlète au cours de son effort.