TP 1 Les photorécepteurs de la rétine

Thème 1 représentation visuelle
TP 1 : Les photorécepteurs de la rétine
Notions Compétences
La vision du monde dépend des propriétés des photorécepteurs de la
rétine
- Déterminer les rôles des photorécepteurs dans la perception d’une image
- Relier certaines caractéristiques de la vision à certaines propriétés et à la nature des
photorécepteurs de la rétine
- Relier certaines maladies et anomalies génétiques à des déficiences visuelles
Comment expliquer la réception par l’œil de stimuli lumineux émis par notre environnement ?
I. Activité 1 : Dissection de l’œil (http://back.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/applic/oeil/oeil.htm)
L’organisation extérieure
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.
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'oeil en deux chambres :
• La chambre antérieure, très petite, est une chambre claire.
• La chambre postérieure, beaucoup plus vaste, est une chambre noire.
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.
• 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.
6. A l’aide du logiciel « l’œil », compléter les légendes du schéma de l’œil.
7. Préciser la structure de l’œil où la lumière arrive au final.
Schéma d’une coupe d’œil

Thème 1 représentation visuelle
Comment expliquer la réception par la rétine de stimuli lumineux ?
II. Activité 2 : Etude de la structure et de la fonction 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 3
e
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
8. Observer au microscope une coupe de rétine et retrouver l’ensemble des structures cellulaires citées.
9. Légender le schéma d’une coupe de rétine avec les mots suivants : bâtonnet, cône, neurone bipolaire, neurone ganglionnaire (ou multipolaire).
10. D’après les documents p 26, préciser les cellules responsables de la réception du stimulus lumineux : les photorecepteurs.
11. Indiquer si la structure de la rétine est constante en tout endroit en vous aidant des documents p 26 et 28.
12. D’après les documents p 26 et 27 et l’étude des déficiences visuelles, préciser les fonctions respectives des bâtonnets et des cônes.
13. Préciser la partie de la rétine qui assure une meilleure acuité visuelle. Justifier.
14. Réaliser l’expérience de Mariotte en suivant les consignes. Noter vos observations.
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.
15. Interpréter ces observations en vous aidant des documents du TP et ceux du livre p 26 et 27.