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. 1 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 2 Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle 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 3 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. 4 Thème 1 1ère ES et L Représentation visuelle 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) 5
