Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle A partir des docu

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Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle
Activité 1 : Les photorécepteurs de la rétine
Thème 1
Compétences travaillées
Notions à construire
Attitudes
La vision du monde dépend des propriétés des
photorécepteurs de la rétine
Capacités



Recenser, extraire, organiser des informations, modéliser
Suivre un protocole de dissection
Utiliser un microscope


Faire preuve d’autonomie
Manifester sens de l’observation
et curiosité
A partir des documents proposés et vos connaissances, expliquer la réception par l’œil de stimuli lumineux émis par l’environnement.
Document 1 : Dissection de l’œil (http://back.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/applic/oeil/oeil.htm)
L’organisation extérieure
Dans la région postérieure, la paroi est formée d'une membrane blanche, fibreuse et résistante (la sclérotique) qui constitue le squelette de l'œil. Elle sert à l'insertion des muscles qui
assurent la mobilité du globe oculaire ; elle s'interrompt seulement pour livrer passage au nerf optique.
Vers l'avant sur 1/6 de la surface totale de l'oeil, la sclérotique fait place à la cornée, membrane transparente, épaisse et dure. Derrière la cornée est située l'iris, diaphragme coloré percé
d'un trou noir : la pupille. L'iris divise l'œil en deux chambres :
 La chambre antérieure, très petite, est une chambre claire.
 La chambre postérieure, beaucoup plus vaste, est une chambre noire.
1. Observer les parties externes antérieure et postérieur d’un œil et repérer la sclérotique, le nerf optique, la cornée, l’iris et la pupille.
L’organisation intérieure
2. Comprimer légèrement le globe oculaire et, à l'aide d'un scalpel, pratiquer une petite incision dans le plan équatorial. Poursuivre cette incision aux ciseaux de
façon à obtenir deux hémisphères équivalents. La séparation des deux hémisphères libère les milieux transparents qui occupaient les cavités internes de l'œil.
3. Observer l’hémisphère postérieur et repérer la sclérotique, la choroïde et la rétine.

L'observation de cet hémisphère permet de reconnaître les trois membranes du globe oculaire :
La sclérotique blanche épaisse et résistante.
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Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle


La choroïde, noire, fine, facile à détacher de la précédente.
La rétine, translucide, teintée de rose pâle, très fragile. En raclant doucement la surface interne de l'hémisphère postérieur, on constate que la rétine n'adhère pas à la choroïde. Au
niveau du point aveugle, les fibres issues de la rétine s'engagent dans le nerf optique
4. Observer l’hémisphère antérieur et repérer l’iris et la cornée
Etude des milieux transparents
Ces milieux comprennent l’humeur vitrée, l’humeur aqueuse, la cornée et le cristallin. L'humeur aqueuse, liquide clair emplissant la chambre antérieure de l'oeil est trop
peu abondante pour être étudiée. L’humeur vitrée est une masse gélatineuse, transparente et incolore. Elle porte la trace des procès ciliaires, partiellement déchirés au
cours de la dissection.
5. Détacher le cristallin afin d'étudier sa forme, le placer au-dessus d'un texte sur une feuille. Noter vos observations.
Document 2 : Schéma d’une coupe d’un œil
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Document 3 : Structure de la rétine
Tapissant le fond de l'œil, la rétine est le lieu de transduction du message lumineux venant de l'extérieur en signaux nerveux envoyés au cerveau. Il s'agit d'une membrane de 0,1 à 0,5 mm
d'épaisseur, organisée pour simplifier en trois couches : la couche des cellules photosensibles comprenant les photorécepteurs, la couche granuleuse interne et la couche des neurones
ganglionnaires ou multipolaires. Ces trois couches contiennent des cellules reliées entre elles et ayant chacune une fonction précise.
La plus profonde, par rapport à l'arrivée de la lumière est, paradoxalement,
la couche des cellules photosensibles, aussi appelées photorécepteurs ou
cellules sensorielles. La rétine est en effet "inversée", car la lumière doit
traverser toute la rétine avant de pouvoir atteindre les photorécepteurs,
sensibles à la lumière. Cette couche comporte environ 130 millions de
cellules photosensibles différentes, portant des noms reflétant leur forme:
- Les bâtonnets, qui constituent environ 95% de ces cellules sont
responsables de la vision nocturne, et ne sont sensibles qu'à la différence
entre obscurité et lumière. Par contre, ils ont la plus grande sensibilité, et
sont par cela adaptés à de faibles quantités de lumière.
- D'autre part, les cônes, cellules sensorielles plus grandes, forment les 5%
restants des photorécepteurs. Les cônes sont responsables de la vision diurne
(de jour), et font la différence entre les couleurs.
La seconde couche, dénommée couche granuleuse interne, comporte une
variété de neurones, dont les cellules bipolaires, tenant leur nom du fait
qu'elles soient articulées entre les photorécepteurs et les neurones
multipolaires de la 3e couche, constituent la voie "directe" de transmission
du message nerveux.
La dernière couche de la rétine la couche des ganglionnaires, "l'étage de
sortie" vers le cerveau, est composée d'environ 1 million de neurones
multipolaires. Ces cellules sont reliées d'une part aux cellules bipolaires, et
ont d'autre part des prolongements cytoplasmiques, ou axones, qui se
rejoignent pour former le nerf optique, relié au cerveau
Schéma d’une coupe de rétine
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Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle
Document 4 : Densité des photorécepteurs en fonction de l’éloignement de la fovéa
Document 5 : Expérience de Mariotte
Fermer l'œil gauche. Placer votre visage à une quarantaine de cm la croix noire face à l'œil droit. Fixer la croix avec l'œil droit et rapprocher le plus lentement possible la feuille de l'œil droit
tout en continuant à fixer la croix.
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Document 6 : Des déficits visuels (D’après Wikipedia, http://www.dmlainfo.fr/ , http://www.daltoniens.fr/)
Le daltonisme est une anomalie dans laquelle un ou plusieurs des trois types de cônes de la rétine oculaire, responsables de la perception des couleurs sont déficients. Le
chimiste britannique John Dalton publie sa première étude scientifique sur ce sujet en 1798 intitulé « Faits extraordinaires à propos de la vision des couleurs »2, après
avoir découvert son propre trouble des couleurs. Suite aux études faites par Dalton, la condition est désormais nommée daltonisme, bien que ce terme ne soit
actuellement utilisé pour nommer qu'un symptôme nommé deutéranopie.
Les rétinites pigmentaires sont un ensemble de maladies génétiques de l'œil. Le nom de retinitis pigmentosa aurait été proposé en 1855 par le Néerlandais Franz Donders.
Cet ensemble est génétiquement hétérogène impliquant les photorécepteurs( surtout les bâtonnet) et l'épithélium pigmentaire. Elles se manifestent d'abord par une perte
de la vision nocturne suivie d'un rétrécissement du champ visuel. Elle est provoquée par une mutation génétique dans les cellules de la rétine : les bâtonnets.
DMLA signifie Dégénérescence Maculaire Liée à l’Âge, c’est-à-dire un vieillissement trop rapide de la macula.
La DMLA peut ainsi conduire à une perte de la vision centrale, tout en laissant habituellement intacte la vision périphérique.
Il s’agit d’une maladie chronique et évolutive. D’après l’Organisation Mondiale de la Santé, une maladie chronique est un problème de santé qui nécessite une prise en
charge durant plusieurs années.. La macula occupe la partie centrale de la rétine sur une petite surface (diamètre de 2 mm environ), directement dans l’axe optique. Elle
transmet 90% de l’information visuelle traitée par le cerveau.
Elle est très riche en cellules visuelles responsables de l’acuité visuelle (perception des détails fins) et de la vision des couleurs (les cônes)
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