Thème 2 – De l’œil au cerveau : Représentation visuelle Problématiques : Comment voit-on le monde qui nous entoure ? Est-ce l’œil ou le cerveau qui voit ? Activité 0 : rappels Chapitre 1 : L'œil, un organe spécialisé dans la perception de la lumière Problèmes : Comment expliquer le défaut de vision de Claude Monet ? Comment l'œil et le cristallin permettent-ils de former une image nette sur la rétine ? I – Le cristallin, une lentille vivante et structure de l'œil : Activité 1 : Dissection d'un œil de Vertébrés et structure interne de l'œil Bilan : L'œil de Vertébrés a une structure complexe constitué d'une lentille vivante qu'on appelle le cristallin. Parmi les systèmes transparents de l’œil, il est très important : il est formé de cellules vivantes en activité permanente (renouvellement du contenu), ce qui est indispensable pour qu'il reste transparent. Lorsqu'un objet se rapproche de l'œil, il doit accommoder sinon l'image sera floue (notion de PR vue en SPC). Pour accommoder, le cristallin est capable de se déformer (élasticité et ligaments) pour augmenter sa vergence et permettre de créer une image nette au niveau de la rétine. Certains défauts de vision proviennent d'anomalies au niveau du cristallin (perte de souplesse dans le cas de la presbytie, perte de transparence dans le cas de la cataracte). Problèmes : Comment expliquer les pertes de champ visuel et de vision des couleurs ? Comment les photorécepteurs de la rétine perçoivent-ils les images ? II – Le cristallin, une lentille vivante : A – Répartition des photorécepteurs et fonction : Activité 2 : La rétine, un organe complexe Bilan : La rétine est structure complexe ayant deux types d'organisations : horizontale (photorécepteurs, neurones bipolaires et ganglionnaires) et verticale. Les cellules photoréceptrices sont réparties de façon hétérogènes. Les cônes sont concentrés au centre de l’œil, au niveau de la fovéa (inversement pour les bâtonnets). De ce fait, la fovéa est l'endroit où l'acuité visuelle (= la capacité à discerner un petit objet) est la plus importante. Cette répartition forme un champ visuel caractéristique de l’œil humain qui est allongé. Les champs de chaque œil se superpose. Cela crée un champ visuel total de 180°. De plus, la rétine est capable de percevoir la lumière blanche (luminosité) grâce aux bâtonnets et les couleurs : bleu, rouge et vert, grâce au cônes. Chaque cône perçoit une longueur d'onde spécifique grâce aux opsines qu'il synthétise (protéines sous l'expression de gènes). Sous-problème : Comment expliquer la présence de 4 types de pigments qui permettent de voir la lumière ? B – Les photorécepteurs : un produit de l’évolution. Activité 3 : L'étude comparée des pigments rétiniens Bilan : Les séquences nucléotidiques ou les séquences peptidiques des opsines humaines sont très semblables. Les opsines sont donc des protéines homologues ainsi que les gènes qui les codent. De telles similitudes confortent l'idée d'une origine commune. Tous ces gènes dérivent d'un même gène ancestral. Les gènes des opsines forment une famille multigénique. L'étude des opsines permet de dégager l'histoire évolutive de ces molécules indispensables à la vision humaine. Elle constitue également un argument en faveur de la théorie de l'évolution des espèces et permet de placer l'Homme parmi les Primates.