GTD-SVT-PC Programme 1-L 6/05/00 Thème commun SVT
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GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire 1/1 LA REPRESENTATIO N VISUELLE DU MO NDE Activité s e nvisage able s e n SVT Notions e t conte nus Activité s e nvisage able s e n PC - S VT : L’œil : système optique de la formation des images. TP : -Etude anatomique de l’œil par la dissection ou l’observation de sa maquette. -Mise en évidence de la formation d’une image rétinienne dans un œil décapé. L’œil est limité par trois enveloppes emboîtées : la sclérotique, la choroïde, et la rétine qui se prolonge par le nerf optique. Il comprend des milieux transparents ( cornée, humeur vitrée, cristallin , humeur aqueuse) qui rendent possible la formation d’images sur la rétine. PC : Formation des images optiques Un objet ne peut être vu que s’il émet de la lumière et que celle-ci pénètre dans l’œil. Le cerveau interprète la lumière comme se propageant en ligne droite. Les milieux transparents permettent la propagation de la lumière. Une lentille modifie le trajet de la lumière. Point-objet, point-image; image d’un objet étendu. Tout rayon optique issu d’un point-objet émerge de la lentille en passant par le point-image correspondant. Eléments caractéristiques d’une lentille mince : centre optique, axe optique, foyer. Construction géométrique de l’image, d’un petit objet-plan par une LCV. Limites : Les relations de conjugaison (position, grandissement) ne seront ni établies, ni utilisées. Toute relation entre le rayon de courbure et la vergence est hors programme TP1 : - Reconnaître une lentille mince CV d’une DV, au toucher, par la déviation produite sur un faisceau de lumière parallèle, par l’effet de grossissement ou de réduction des objets. (Plus une lentille est bombée, plus elle est convergente). - Notion de foyer image, de distance focale ; détermination de la distance focale d’une LCV ; relation entre distance focale et vergence. - Observation des différents types d’aberrations. - Condition du stigmatisme. - Obtention d'une image avec une LCV. Taille, position, sens de l’image. GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire 2/2 Les conditions de Gauss, les développements sur les aberrations sont hors - Observer une image agrandie et non programme. retournée avec une LCV et une LDV. - S VT : La rétine :les photorécepteurs rétiniens génèrent des messages sensoriels. TP : -Observation et interprétation d’une coupe microscopique de la rétine -Mise en évidence du point aveugle (Exp de Mariotte) TP : -Détermination des champs visuels en lumière blanche et en lumière colorée. -Mise en évidence de l’adaptation aux faibles éclairements. -Expérience de persistance des images rétiniennes. -Enregistrement de la propagation de signaux électriques dans le nerf • Structure de s photoré ce pte urs ré tinie ns La rétine est un tissu nerveux. La représentation visuelle du monde est dépendante de la diversité et des propriétés des photorécepteurs rétiniens. Les cônes et bâtonnets sont des cellules photoréceptrices dont la répartition est variable suivant les endroits de la rétine. • Fonction de s photoré ce pte urs ré tinie ns. La stimulation des photorécepteurs rétiniens par la lumière est à l’origine du processus visuel. L’absorption des photons par les pigments rétiniens des cônes et des bâtonnets est à l’origine du message nerveux sensoriel. Ce processus se traduit en message nerveux destiné au cerveau Les bâtonnets sont les cellules photoréceptrices fonctionnelles en faible éclairement. La rétine humaine comprend trois types de cônes :chacun présente un maximum de sensibilité pour une longueur d’onde donnée. Ils participent à la vision des couleurs mais sont beauoup moins sensibles à la lumière que les bâtonnets. Le message nerveux provenant de la rétine est propagé par les fibres du nerf optique sous forme de signaux électriques appelés potentiels d’action. Un potentiel d’action est une variation brève du potentiel électrique de part et d’autre de la membrane plasmique. Limites Ne sont pas au programme : GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire - TP : -Observation de coupes du cortex, d’électronographies de synapses. -Analyse de films sur le rôle de neurotransmetteurs 3/3 L’ultrastructure des cônes et des bâtonnets . L’analyse détaillée de l'activité électrique des cônes et des bâtonnets. La décomposition et la synthèse des pigments photosensibles. Le rôle des cellules pigmentaires, des neurones bipolaires, horizontaux et ganglionnaire. • Le s voie s visue lle s Les messages nerveux véhiculés par les fibres du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortex visuel occipital. Les fibres du nerf optique communiquent avec le relais cérébral au niveau des synapses par un message chimique. T oute perturbation du fonctionnement des synapses sous l’action de substances chimiques a des conséquences sur le fonctionnement des neurones. PC : Œil réduit, défaut et corrections Eléments optiques constituant l’œil ; formation de l’image sur la rétine et nécessité de l’accomodation. Punctum proximum et punctum remotum. Défauts de l’œil. Principe de correction de ces défauts par association de lentilles minces, ou par modification de la courbure de la cornée. TP2 :. - Construction d’un œil réduit avec LCV et distance LCV-écran fixe. Déviation des rayons optiques par un prisme. Domaine spectral de la lumière - Modélisation de l’accommodation du cristallin. blanche, IR et UV. Radiations monochromatiques. - Détermination approchée du pouvoir Milieux dispersifs et non dispersifs. séparateur de l’œil. Absorption et diffusion. - Détermination des distances maximale Synthèse soustractive. Couleur des objets. et minimale de vision nette. Couleurs complémentaires. PC : Lumières colorées. Couleurs des objets. GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire 4/4 - Anomalies de la vision (étude documentaire) - Construction d’un œil réduit myope, hypermétrope. PC : Comportement électrochimique de la membrane du - Détermination expérimentale de la longueur de l'œil réduit et corrections neurone. optiques. Prérequis : - Localisation des images formées, avant La membrane du neurone est en permanence soumise à une ddp d’ environ 60 et après correction. mV, dite potentiel de repos. L’ activité cellulaire nerveuse produit des variations de ddp membranaire, dites potentiel d’ action, dues à des variations de concentration ionique de part et d’ autre de la membrane. Une ddp apparaît entre deux solutions ioniques de c.m différente reliées par une jonction. Cette tension tend rapidement à s’annuler par suite de la résistance élevée de la pile de concentration. Le pôle négatif de la pile correspond à la demi-pile de plus forte concentration. Une modification des c.m des demi-piles fait varier la valeur de la ddp et les polarités de la pile (hyperpolarisarion ; dépolarisation). La membrane du neurone est électriquement équivalente à un générateur de tension 60mV dont le pôle positif correspond au compartiment extracellulaire, alimentant une résistance membranaire. Les porteurs de charge sont les protéines. Sélectivité de la membrane (facteur stérique). La tension aux bornes du générateur peut être maintenue constante par branchement d’un condensateur jouant le rôle d’un “ réservoir de charges ”, capable d’absorber les variations de ddp. Schéma électrique équivalent pour une “ unité de membrane ”. TP3 : - Décomposition de la lumière blanche. Arc-en-ciel. - Décomposition de la lumière émise par un filament incandescent à l’aide d’un prisme ou d’un réseau. - Recomposition de la lumière blanche avec une LCV ou deux prismes. Disque de Newton. - Filtres colorés, synthèse soustractive. Spectre d’absorption. Rôle de la lumière incidente sur la couleur des objets. - Spectres de raies (lampe à mercure, à vapeur de sodium, tube fluorescent). - Synthèse additive des couleurs primaires. - Activité documentaire sur le pointillisme, principe de trichromie pour la TV couleur. TP4 : - Fabrication à partir de solutions de NaCl et KCl à différentes concentrations molaires, de piles en reliant les demipiles par un pont ou une membrane de GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire S VT : -Le cerveau : un exemple d’intégration des signaux TP : -Observation et description d’un encéphale. -Etude de documents d’imagerie cérébrale normale et pathologique concernant la vision -Etude d’illusions d’optique Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel (couleur, direction du mouvement, reconnaissance des formes) . D’autres aires corticales participent à l’élaboration de la perception visuelle (cortex temporal, pariétal…). Les différentes aires du cortex visuel échangent en permanence des informations qui permettent une perception visuelle globale des objets. L’organisation générale du cortex visuel est la même pour tous (déterminisme génétique). Les apprentissages et les expériences acquises sont à l’origine d’une organisation différente des réseaux de neurones corticaux qui fait qu’aucun cerveau ne voit le monde exactement comme un autre. 5/5 jonction. - Mesure de la ddp entre les électrodes et détermination des polarités de la pile. - Réalisation de la pile correspondant au potentiel de repos transmembranaire (solution de NaCl de concentration molaire 0,3 mol.L-1 ! et 0,02 mol. L1 ); mesure de la ddp et détermination des polarités ;rôle de la membrane. - Variation de la ddp de la pile en fonction de la concentration des demipiles. - Maintien de la valeur maximale de la ddp par un condensateur. TP5 : - Déviation d’un pinceau lumineux à la surface de séparation air-eau, par une Limite :Le corps genouillé latéral et les structures des aires corticales ne lame à faces planes et parallèles. sont pas au programme. - Etude qualitative de la réfraction (milieux plus ou moins réfringents). - Observation d’objets immergés dans l’eau, expérience du bâton brisé. - Mesure approchée d’un indice de réfraction.. - Propagation de la lumière dans un milieu à indice variable. PC : Apparences de la perception visuelle. - Détermination approchée de la durée de persistance des impressions rétiniennes. Dioptre, surface de séparation de deux milieux réfringents.. Observation en éclairage Réflexion. Conditions de transmission de la lumière dans un autre milieu stroboscopique. réfringent. Réflexion totale. - Vision stéréoscopique et illusions Principe d’observation d’un mouvement apparent ou d’immobilité apparente : d’optique. ralenti, projection cinématographique. - Dessin animé, construction d’un zootrope. Limites : La relation de Descartes pour la réfraction est hors programme. Toute approche GTD-SVT-PC 6/05/00 Programme 1-L Thème commun SVT-PC obligatoire quantitative est à exclure en stroboscopie. 6/6
