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Biologie · 9e

Leçon 18 sur 29

Les mouvements : les muscles

Je sais décrire un muscle, expliquer comment sa contraction produit un mouvement grâce aux muscles antagonistes, et prendre soin de mes muscles.

  • 50 min
  • 5 exercices corrigés
  • 2 schémas
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Distinguer les trois types de muscles et décrire l'organisation d'un muscle squelettique
  • Citer les propriétés du muscle et décrire ce qui se passe lors de la contraction
  • Expliquer le rôle des muscles antagonistes dans la flexion et l'extension
  • Expliquer l'origine de l'énergie musculaire et appliquer les règles d'hygiène

Avant de commencer : La leçon sur la peau et les organes des sens (message nerveux) ; en 8e, la respiration et la nutrition (le sang apporte le dioxygène et les nutriments aux organes).

1Je découvre

Sur le terrain de football du collège, à Kindia, Sékou s'entraîne pour le tournoi inter-écoles. Il plie le bras pour montrer fièrement son « biceps » à ses camarades : sous la peau, une boule dure se forme sur le devant de son bras. Kadiatou pose sa main dessus : « C'est dur et gonflé ! Et quand tu tends le bras, ça redevient mou. »

Après une heure de course sous le soleil, sans s'être échauffé, Sékou ressent soudain une douleur vive dans le mollet : une crampe. Le lendemain, il a des courbatures partout.

Kadiatou se pose des questions : « Qu'est-ce qu'un muscle ? Comment un muscle peut-il plier le bras, et un autre le déplier ? D'où vient l'énergie des muscles, et pourquoi se fatiguent-ils ? »

Comment les muscles sont-ils organisés et comment produisent-ils nos mouvements ?

2Je comprends

1. Les trois types de muscles

Un muscle est un organe capable de se contracter, c'est-à-dire de se raccourcir, ce qui produit un mouvement. Le corps humain en compte trois types :

TypeOù ?CommandeAspect au microscope
Muscles squelettiquesfixés aux os (biceps, mollet, muscles du visage…)volontaire : on décide de les contracterstriés (bandes claires et sombres)
Muscles lissesdans la paroi des organes creux : estomac, intestin, vaisseaux sanguins, utérusinvolontairelisses (sans stries)
Muscle cardiaquele cœur (myocarde)involontaire, il bat seul toute la viestrié

Dans cette leçon, on étudie surtout les muscles squelettiques, responsables des mouvements du corps (marcher, piler le mil, écrire, danser). Il y en a plus de 600 dans le corps humain.

2. L'organisation d'un muscle squelettique

Prenons le biceps du bras :

  • le muscle a une partie centrale renflée et rouge, le corps charnu (ou ventre du muscle) ;
  • à ses extrémités, il se prolonge par des tendons, cordons blancs, très solides et non élastiques, qui l'attachent aux os. Le biceps s'attache en haut sur l'omoplate et en bas sur le radius (un os de l'avant-bras) ;
  • le muscle est entouré d'une enveloppe, l'aponévrose, et il est riche en vaisseaux sanguins (d'où sa couleur rouge) et en nerfs.

Si on coupe un muscle (on peut l'observer sur la viande achetée au marché), on voit qu'il est formé de faisceaux, eux-mêmes formés de fibres musculaires. Une fibre musculaire est une cellule très allongée (elle peut mesurer plusieurs centimètres), contenant plusieurs noyaux et des filaments capables de glisser les uns sur les autres : c'est ce glissement qui raccourcit la fibre.

  1. 1Muscle entouré de son aponévrose, attaché aux os par ses tendons
  2. 2Faisceaux de fibres musculaires, séparés par du tissu conjonctif
  3. 3Fibre musculaire : une cellule très longue à plusieurs noyaux
  4. 4Filaments contractiles à l'intérieur de la fibre, qui glissent pour la raccourcir
Du muscle entier à la fibre musculaire : les niveaux d'organisation.

3. Les propriétés du muscle

Le muscle possède quatre propriétés :

  1. l'excitabilité : il réagit à une stimulation (normalement un message nerveux venu d'un nerf moteur ; au laboratoire, une petite décharge électrique) ;
  2. la contractilité : il se raccourcit en réponse à la stimulation ;
  3. l'élasticité : il reprend sa forme et sa longueur après avoir été étiré ;
  4. la tonicité (ou tonus) : même au repos, il reste légèrement contracté. C'est le tonus qui nous permet de tenir debout et de garder la tête droite.

Ce qu'on observe lors de la contraction. Quand Sékou contracte son biceps :

  • le muscle se raccourcit ;
  • il gonfle (il devient plus épais) ;
  • il durcit ;
  • son volume ne change pratiquement pas : il perd en longueur ce qu'il gagne en épaisseur.

Un muscle ne peut que tirer sur un os en se contractant ; il ne peut jamais pousser. C'est une idée essentielle pour comprendre la suite.

4. Les muscles antagonistes

Puisqu'un muscle ne peut que tirer, il en faut au moins deux pour faire bouger un os dans un sens puis dans l'autre. Deux muscles qui produisent des mouvements opposés sur une même articulation sont dits antagonistes.

Au niveau du coude :

  • le biceps, sur la face avant du bras, est le muscle fléchisseur : quand il se contracte, il plie l'avant-bras (flexion) ;
  • le triceps, sur la face arrière du bras, est le muscle extenseur : quand il se contracte, il déplie l'avant-bras (extension).
Flexion de l'avant-bras
  • Le biceps se contracte (raccourci, gonflé, dur)
  • Le triceps se relâche (allongé, mou)
  • Le biceps tire le radius vers le haut
Extension de l'avant-bras
  • Le biceps se relâche (allongé, mou)
  • Le triceps se contracte (raccourci, gonflé, dur)
  • Le triceps tire le cubitus vers l'arrière
Le biceps et le triceps sont antagonistes : quand l'un se contracte, l'autre se relâche.

Les mouvements sont coordonnés par le système nerveux : quand le cerveau commande la contraction du biceps, il commande en même temps le relâchement du triceps. On retrouve des couples antagonistes partout : sur la cuisse (fléchisseurs à l'arrière, extenseurs à l'avant) pour plier et tendre la jambe, au mollet et devant le tibia pour lever et baisser le pied.

Méthode

Pour expliquer un mouvement d'une articulation :

  1. Je nomme le mouvement (flexion ou extension) et l'articulation concernée.
  2. Je repère le muscle qui se contracte : il est du côté vers lequel le membre se plie ou se tend.
  3. Je décris ce muscle : il se raccourcit, gonfle, durcit et tire l'os par son tendon.
  4. Je dis ce que fait le muscle antagoniste : il se relâche et s'allonge.
  5. Je rappelle que le mouvement est commandé par un message nerveux venu des centres nerveux.

Exemple

Explique comment Mariama plie le bras pour porter un seau d'eau à hauteur de sa poitrine.

  1. C'est une flexion de l'avant-bras au niveau du coude.
  2. Le muscle qui se contracte est le biceps, sur la face avant du bras.
  3. Le biceps se raccourcit, gonfle et durcit ; par son tendon inférieur, il tire le radius vers le haut.
  4. Le triceps, antagoniste, se relâche et s'allonge.
  5. Ces actions sont commandées par des messages nerveux venus du cerveau par la moelle épinière et les nerfs moteurs.

5. L'énergie des muscles et la fatigue

Pour se contracter, le muscle a besoin d'énergie. Il la tire de la dégradation des nutriments, surtout du glucose, en présence de dioxygène : c'est la respiration cellulaire.

glucose + dioxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie

Le glucose et le dioxygène sont apportés par le sang ; le dioxyde de carbone est emporté par le sang et rejeté par les poumons. Une partie de l'énergie est libérée sous forme de chaleur : c'est pourquoi on a chaud quand on court.

Pendant un effort, le muscle consomme donc plus de glucose et de dioxygène. Pour les lui apporter, le cœur bat plus vite et la respiration s'accélère.

Exemple

Au repos, le cœur d'Ousmane bat 70 fois par minute et il respire 16 fois par minute. Après une course, on mesure 140 battements et 32 mouvements respiratoires par minute. Calcule l'augmentation en pourcentage et explique.

Cœur : (140 − 70) ÷ 70 × 100 = 70 ÷ 70 × 100 = 100 % d'augmentation (le rythme a doublé).

Respiration : (32 − 16) ÷ 16 × 100 = 16 ÷ 16 × 100 = 100 % d'augmentation (le rythme a doublé aussi).

Explication : les muscles en activité consomment plus de glucose et de dioxygène ; le cœur et les poumons accélèrent pour augmenter l'apport de dioxygène et l'élimination du dioxyde de carbone.

Si l'effort est très intense ou très long, l'apport de dioxygène devient insuffisant et des déchets s'accumulent dans le muscle : la force diminue, c'est la fatigue musculaire. Des crampes (contractions brutales et douloureuses) et des courbatures (douleurs le lendemain) peuvent apparaître, surtout si l'on s'est mal préparé ou si l'on n'a pas assez bu.

6. L'hygiène des muscles

  1. Pratiquer une activité physique régulière : elle développe et renforce les muscles, y compris le cœur.
  2. S'échauffer avant l'effort (marche rapide, petites courses, mouvements des bras et des jambes) et s'étirer doucement après.
  3. Boire de l'eau avant, pendant et après l'effort, surtout en saison sèche et sous le soleil.
  4. Avoir une alimentation équilibrée : glucides (riz, fonio, manioc) pour l'énergie, protéines (poisson, viande, œufs, haricots, arachide) pour construire les muscles.
  5. Se reposer et bien dormir pour que les muscles récupèrent.
  6. Porter les charges correctement : plier les jambes et garder le dos droit pour soulever un sac de riz.
  7. Éviter les produits dopants, dangereux pour la santé.

3Je retiens

Je retiens

Trois types de muscles : squelettiques (striés, volontaires), lisses (organes creux, involontaires), cardiaque (strié, involontaire).

Un muscle squelettique = corps charnu + tendons qui l'attachent aux os ; il est formé de faisceaux de fibres musculaires (cellules allongées).

Propriétés : excitabilité, contractilité, élasticité, tonicité.

En se contractant, le muscle se raccourcit, gonfle et durcit, à volume presque constant ; il ne peut que tirer.

Muscles antagonistes : biceps (fléchisseur) et triceps (extenseur) ; quand l'un se contracte, l'autre se relâche.

Énergie : glucose + dioxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie ; pendant l'effort, cœur et respiration s'accélèrent.

Hygiène : activité régulière, échauffement, eau, alimentation équilibrée, repos.

4Erreurs fréquentes

  • Dire qu'un muscle « pousse » l'os : un muscle ne fait que tirer ; c'est son antagoniste qui ramène l'os dans l'autre sens.
  • Confondre tendon et ligament : le tendon attache un muscle à un os ; le ligament relie deux os entre eux.
  • Dire que le muscle contracté augmente de volume : il se raccourcit et s'épaissit, mais son volume reste presque le même.
  • Croire que les deux muscles antagonistes se contractent en même temps pour plier le bras : l'un se contracte, l'autre se relâche.

5Je m’exerce

1Exercice 1

(Questions de cours)

a) Cite les trois types de muscles et donne un exemple de chacun.

b) Qu'est-ce qu'un tendon ?

c) Cite les quatre propriétés du muscle.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Muscles squelettiques (biceps, muscles de la cuisse), muscles lisses (paroi de l'estomac, de l'intestin, des vaisseaux sanguins), muscle cardiaque (le cœur).

b) Un tendon est un cordon blanc, solide et non élastique, qui prolonge le muscle et l'attache à un os.

c) Excitabilité, contractilité, élasticité, tonicité.

2Exercice 2

Réponds par vrai ou faux et corrige les phrases fausses.

a) Le cœur est un muscle lisse.

b) Un muscle contracté est plus court, plus épais et plus dur.

c) Le triceps est le muscle fléchisseur de l'avant-bras.

d) L'estomac est commandé par notre volonté.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Faux : le cœur est un muscle strié particulier, le muscle cardiaque, à fonctionnement involontaire.

b) Vrai.

c) Faux : le triceps est l'extenseur ; le fléchisseur est le biceps.

d) Faux : l'estomac possède des muscles lisses, à fonctionnement involontaire.

3Exercice 3

Hawa soulève une calebasse posée sur la table en pliant le bras, puis la repose en tendant le bras.

a) Nomme les deux mouvements réalisés.

b) Pour chacun, indique le muscle qui se contracte et celui qui se relâche.

c) Comment appelle-t-on deux muscles qui travaillent ainsi ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Soulever la calebasse en pliant le bras : flexion de l'avant-bras. La reposer en tendant le bras : extension.

b) Flexion : le biceps se contracte, le triceps se relâche. Extension : le triceps se contracte, le biceps se relâche.

c) Ce sont des muscles antagonistes.

4Exercice 4

Au repos, Lansana consomme 0,3 litre de dioxygène par minute. Pendant une course, il en consomme 2,4 litres par minute.

a) Par combien sa consommation de dioxygène est-elle multipliée ?

b) À quoi sert ce dioxygène dans les muscles ? Écris le bilan de la réaction.

c) Pourquoi a-t-il chaud et respire-t-il vite pendant la course ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) 2,4 ÷ 0,3 = 8 : la consommation est multipliée par 8.

b) Le dioxygène sert à dégrader le glucose pour libérer l'énergie nécessaire à la contraction : glucose + dioxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie.

c) Une partie de l'énergie libérée par les muscles se transforme en chaleur, d'où la sensation de chaleur. Il respire vite (et son cœur bat vite) pour apporter plus de dioxygène aux muscles et éliminer plus de dioxyde de carbone.

5Exercice 5

(Type examen) On mesure le tour de bras de Mamadou avant et pendant la contraction du biceps : 24 cm au repos, 27 cm pendant la contraction. La longueur du biceps passe, elle, d'environ 30 cm à 26 cm.

a) Calcule la variation du tour de bras et la variation de longueur du muscle.

b) Quelles modifications du muscle ces mesures mettent-elles en évidence ?

c) Un élève affirme : « Le biceps grossit parce qu'il fabrique de la matière en se contractant. » Que lui réponds-tu ?

d) Sékou a eu une crampe après avoir couru longtemps sans boire ni s'échauffer. Donne trois conseils pour l'éviter.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) Tour de bras : 27 − 24 = +3 cm. Longueur du muscle : 26 − 30 = −4 cm.

b) Pendant la contraction, le biceps se raccourcit et s'épaissit (il gonfle) ; il devient aussi plus dur.

c) C'est faux : le muscle ne fabrique pas de matière en se contractant. Il change seulement de forme : il perd en longueur ce qu'il gagne en épaisseur, et son volume reste pratiquement constant.

d) S'échauffer avant de courir ; boire de l'eau avant, pendant et après l'effort ; augmenter progressivement la durée de l'entraînement ; s'étirer doucement après l'effort ; se reposer.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1Quel type de muscle se trouve dans la paroi de l'intestin ?
Voir la réponse

Réponse B : un muscle lisse. Les organes creux (estomac, intestin, vaisseaux) ont des muscles lisses à fonctionnement involontaire.

2Qu'est-ce qui relie un muscle à un os ?
Voir la réponse

Réponse A : un tendon. Le tendon attache le muscle à l'os ; le ligament relie deux os.

3Que fait le triceps pendant la flexion de l'avant-bras ?
Voir la réponse

Réponse B : il se relâche. Pendant la flexion, le biceps se contracte et son antagoniste, le triceps, se relâche.

4Quelle propriété permet au muscle de rester légèrement contracté au repos ?
Voir la réponse

Réponse C : la tonicité. Le tonus musculaire maintient une légère contraction permanente, qui assure la posture.

5Pourquoi le cœur bat-il plus vite pendant un effort ?
Voir la réponse

Réponse B : pour apporter plus de dioxygène et de glucose aux muscles. Les muscles en activité consomment davantage de dioxygène et de glucose, apportés par le sang.

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