TP19 LE FONCTIONNEMENT DE LA RETINE Nous avons la semaine dernière que la rétine était responsable de réception du message visuel. Son organisation et sont fonctionnement sont à l’origine de nombreux phénomènes que vous avez pu constater dans la vie de tous les jours. A partir de ces phénomènes nous allons donc tenter de comprendre les caractéristiques de la rétine. Problème : Quelles sont les caractéristiques de la rétine permettant d’expliquer les particularités de notre perception visuelle ? Activité 1 : Les cellules de la rétine Observez une coupe de rétine ; faites une saisie d’image, imprimez là et légendez là à l’aide du logiciel « œil » (dans le répertoire « biologie animal » A l’aide du même logiciel, rappelez les deux types de cellules photoréceptrices que contient cette rétine et identifiez-les sur la photo ci-contre. Activité 2 : Rôle des différents récepteurs Un spectateur qui assiste à un lever de soleil sur un paysage distingue d'abord les formes des objets avant de percevoir leurs couleurs. Expliquez ce phénomène en exploitant le document ci-contre Activité 3 : Répartition des photorécepteurs Expérience de Mariotte : Fixez le rond blanc avec l'œil droit après avoir masqué l'œil gauche. Placez la feuille à 40 cm environ de votre œil puis rapprochez-la lentement. Décrivez ce que vous constatez et formulez une hypothèse explicative. Pouvez-vous lire entièrement cette ligne si vous ne bougez ni vos yeux ni votre tête ? Fixez bien le mot "si" dans la ligne ci-dessus. Quels autres mots de la phrase (à droite et à gauche) pouvez-vous lire en maintenant tête et yeux strictement immobiles 1 1ère S – Chap III : La représentation visuelle du monde TP19 Décrivez votre constat et formulez une hypothèse explicative A l’aide du document ci-contre, éprouvez votre hypothèse Si, dans le ciel nocturne, on fixe une étoile, elle paraît le plus souvent entourée d'autres étoiles, certaines très peu lumineuses; mais dès que l'on fixe l'une d'elles, elle cesse d'être visible. A l’aide des activités précédentes, expliquez cette observation. Activité 4 : La perception des couleurs Allez dans le logiciel De Visu et sélectionnez le répertoire « la Rétine ». Choisissez quatre couleurs et notez dans le tableau ci-dessous l’importance de réponse de chacun des cônes (prendre les informations dans le cadre « info cône » pour les réponses et « info image » pour les couleurs émises) Couleur perçue Longueur d’onde intensité de réponse Cône 1 (bleu) intensité de réponse Cône 2 (vert) intensité de réponse Cône 3 (rouge) Violet Bleu foncé Bleu clair Vert Jaune Orange Rouge Expliquez comment notre œil est capable de distinguer toutes les couleurs du spectre en haut à droite. Le daltonisme se définit comme des difficultés à distinguer certaines couleurs. On observe l’absence de certains types de cônes chez des individus. Vous allez simuler un tel disfonctionnement en supprimant les cônes verts (rectangle que vous pouvez faire glisser sur la gauche). Retrouvez la ou les couleurs perçues par cet individu lorsque les cônes envoient les intensités suivantes : Intensité de réponse Intensité de réponse Intensité de réponse Couleurs perçues Longueurs d’ondes Cône 1 (bleu) Cône 2 (vert) Cône 3 (rouge) 0 50 0 100 0 150 0 200 Faites une hypothèse sur les difficultés de perception des couleurs rencontrées par cet individu. Eprouvez votre hypothèse en cliquant sur le petit icone « voir » à droite des graphiques. 2 1ère S – Chap III : La représentation visuelle du monde TP19 Activité 5 : Histoire évolutive des opsines Toujours dans le même logiciel De Visu, choisissez maintenant le répertoire opsine. On se propose de comparez les séquences d’ADN (séquences en nucléotides ATGC) des différents types d’opsines. Pour cela, sélectionner dans la partie du bas le gène d’une opsine. Par un clic droit sur le nom de cette opsine, vous pouvez obtenir le nombre de différences avec l’opsine située en début de liste. Faite glissez le nombre ainsi obtenu dans le tableau de comparaison (appelé matrice de distance). Vous pouvez également changer l’ordre des séquences grâce aux flèches situées à côté des noms d’opsines. Complétez ainsi l’ensemble du tableau. Lorsque cela est fait, « vérifier la matrice ». Une fois validée, recopiez cette matrice. Il s’agit ensuite de reconstituer l’histoire évolutive de ces opsines. On sait aujourd’hui qu’au départ, il n’existait qu’un seul gène de pigment photorécepteur (le gène ancestral commun) et que, au cours de l’évolution, les gènes des autres pigments sont apparus mais dans quel ordre ? Pour reconstituer cet ordre, on partira du principe que plus deux séquences sont différentes, plus elles sont apparus il y a longtemps l’une par rapport à l’autre. A l’inverse lorsque deux séquences sont proches, cela signifie qu’elles découlent l’une de l’autre de manière récente. Sur l’arbre situé à droite, déplacez les noms des gènes afin de reconstituer l’histoire. Lorsque celui-ci est validé, recopiez-le. Précisez quels types de pigments possédaient les espèces A qui sont apparus au tout début de l’arbre, c'est-à-dire à l’époque ou seul le gène ancestral devait exister ? Pour les espèces B apparus à « mi-chemin » de l’arbre ? Pour les espèces H apparues récemment comme l’Homme ? Faites une hypothèse quant à la perception des couleurs de chacune ? Activité 5 : Histoire évolutive des opsines Toujours dans le même logiciel De Visu, choisissez maintenant le répertoire opsine. On se propose de comparez les séquences d’ADN (séquences en nucléotides ATGC) des différents types d’opsines. Pour cela, sélectionner dans la partie du bas le gène d’une opsine. Par un clic droit sur le nom de cette opsine, vous pouvez obtenir le nombre de différences avec l’opsine située en début de liste. Faite glissez le nombre ainsi obtenu dans le tableau de comparaison (appelé matrice de distance). Vous pouvez également changer l’ordre des séquences grâce aux flèches situées à côté des noms d’opsines. Complétez ainsi l’ensemble du tableau. Lorsque cela est fait, « vérifier la matrice ». Une fois validée, recopiez cette matrice. Il s’agit ensuite de reconstituer l’histoire évolutive de ces opsines. On sait aujourd’hui qu’au départ, il n’existait qu’un seul gène de pigment photorécepteur (le gène ancestral commun) et que, au cours de l’évolution, les gènes des autres pigments sont apparus mais dans quel ordre ? Pour reconstituer cet ordre, on partira du principe que plus deux séquences sont différentes, plus elles sont apparus il y a longtemps l’une par rapport à l’autre. A l’inverse lorsque deux séquences sont proches, cela signifie qu’elles découlent l’une de l’autre de manière récente. Sur l’arbre situé à droite, déplacez les noms des gènes afin de reconstituer l’histoire. Lorsque celui-ci est validé, recopiez-le. Précisez quels types de pigments possédaient les espèces A qui sont apparus au tout début de l’arbre, c'est-à-dire à l’époque ou seul le gène ancestral devait exister ? Pour les espèces B apparus à « mi-chemin » de l’arbre ? Pour les espèces H apparues récemment comme l’Homme ? Faites une hypothèse quant à la perception des couleurs de chacune ? 3 1ère S – Chap III : La représentation visuelle du monde TP19