SCIENCES BAC BLANC N°1 DUREE : 1H30

DECEMBRE 2015
MM. COUTRY, GUERIN, MARTEL ET ZAJAC
SCIENCES
BAC BLANC N°1
DUREE : 1H30
8 PAGES



CALCULATRICE INTERDITE
PARTIE 1 :
LA VISION DES BEBES
8 POINTS
PARTIE 2 :
PEINTURE OPTIQUE
6 POINTS
PARTIE 3 :
CONES ET BATONNETS
6 POINTS
1 ANNEXE A RENDRE
Les 3 parties devront être rédigées
sur 3 copies séparées
Bac Blanc décembre 2015
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PARTIE 1 :
LA VISION DES BEBES
(8 POINTS)
Tout le monde a déjà entendu au moins une fois cette affirmation : « Les bébés ne voient rien à la naissance » ou « les
bébés sont aveugles pendant 40 jours. » Pourtant, les mamans ont l'impression que leur nourrisson les regarde. Alors
qu'en est-il ?
D’après http://www.pourlascience.fr
Document 1 : description de la vision des nouveau-nés comparée à la vision réelle d'un adulte
Vision supposée à 70 cm, d’un visage de femme, par des bébés de 1 mois, 2 mois, 3 mois et d’un adulte (sans tenir
compte des couleurs).
Un bébé vient au monde avec une acuité visuelle* de l’ordre du vingtième de celle d’un adulte. Jusqu’à six semaines,
sa vision est essentiellement en « noir et blanc ». Il perçoit des mouvements et des contours flous. Son regard est
instinctivement attiré vers la lumière et les images nouvelles.
* acuité visuelle : capacité à distinguer les détails
Document 2 : comparaison des cônes du nouveau–né et de l’adulte
Document 2a : densité des cônes au niveau de la fovéa
Bébé âgé d’une semaine
32 400 cônes/mm²
Adulte
150 000 cônes/mm²
Document 2b : aspect des cônes
Le segment externe des cônes est formé d’un empilement de
disques enchâssés dans la membrane de la cellule. C’est sur ces
disques que se trouvent les pigments (opsines) sensibles à la
lumière. La taille de ce segment est de 45 μm chez l’adulte.
D’après http : lecerveau.mcgill.ca
Structure d'un cône
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Taille du segment externe en fonction de l’âge
Document 3 : formation des images
Dès ses premières semaines de vie, le nourrisson peut voir plus nettement des objets situés à des distances inférieures
à 30 cm de son visage. Plus loin, l’image est floue. Ceci s’explique par la rigidité et la courbure importante du cristallin
à la naissance.
COMMENTAIRE RÉDIGÉ :
Votre sœur ainée qui vient d’avoir un bébé se demande comment il la voit.
Construire un argumentaire pour lui expliquer la vision actuelle de son bébé et l'évolution avec l'âge vers une
vision normale.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre,
entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).
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PARTIE 2 :
PEINTURE OPTIQUE
(6 POINTS)
Document 1 : « De l’art ou de la physique ? »
Le pointillisme nommé aussi divisionnisme est une technique picturale, proche de celle des impressionnistes qui
fragmentaient déjà leurs touches en petites taches de couleur vive […], que l'œil organise et reconstitue en objet
identifiable lorsqu'il les regarde de loin. Georges Seurat développe cette technique en s'appuyant sur les études de la
lumière du chimiste Eugène Chevreul.
http://www.peintre-analyse.com/pointillisme.htm
Détail de la parade du cirque de Georges Seurat 1888.
Document 2 : le cercle chromatique
Document 3 : le pointillisme.
Lorsque le tableau est regardé à une certaine distance, les taches de couleur ne peuvent être distinguées les unes des
autres et se fondent optiquement les unes aux autres. L'aspect visuel obtenu est différent de celui obtenu en
mélangeant des couleurs sur une palette et en les appliquant ensuite sur la toile. Certains décrivent le résultat comme
plus brillant ou plus pur car le mélange est réalisé par l'oeil et non par le pinceau. L'explication est liée aux théories sur
l'additivité et la soustractivité des couleurs : habituellement, lorsque des couleurs sont produites par un mélange de
pigments, la synthèse soustractive joue […]. Ainsi, mélanger des pigments de cyan, de magenta et de jaune (les
couleurs primaires soustractives) produit une couleur proche du noir. En revanche, lorsqu'on mélange des couleurs
produites par des sources de lumière, c'est l'additivité qui joue son rôle : le mélange de faisceaux lumineux des trois
couleurs rouge, vert et bleu produit une lumière blanche.
http://marclasserre.artblog.fr
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QUESTIONS :
Question 1 :
A l’aide des documents, expliquer la technique de restitution des couleurs des artistes utilisant la technique
pointilliste.
Question 2 :
Préciser, en utilisant le cercle chromatique (document 2), la couleur qu’obtiendra le peintre en mélangeant sur
sa palette de la peinture cyan et jaune.
Question 3 :
En utilisant le cercle chromatique (document 2) et le document 3, expliquer comment un peintre pointilliste, qui
n’utiliserait que des peintures bleue, rouge et verte, obtient sur sa toile, une couleur jaune.
Question 4 :
Le document 3 cite les principes des synthèses additive et soustractive.
4.a- Nommer un objet du quotidien utilisant le principe de la synthèse additive de la lumière.
4.b- Nommer un objet du quotidien utilisant le principe de la synthèse soustractive des couleurs.
Question 5 :
Une personne atteinte de presbytie regardant l’œuvre de Seurat (document 1) ne comprend pas le terme «
pointilliste » donné à ce tableau.
5.a- Préciser le type de verre correcteur que cette personne doit utiliser pour comprendre le pointillisme.
5.b- D’après les documents et les connaissances personnelles acquises, expliquer les raisons de cette
incompréhension.
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PARTIE 3 :
CONES ET BATONNETS
(6 POINTS)
QUESTION 1 :
On peut établir des relations de parenté en comparant l'enchaînement des acides aminés constituant une protéine
(séquence de la protéine).
Le document ci-dessous correspond à un arbre de parenté de 4 primates.
Document 1 : Arbre de parenté de 4 primates.
On cherche à valider cet arbre de parenté à partir de la comparaison des séquences protéiques d'un pigment
photorécepteur commun à tous ces primates : l'opsine bleue.
Répondez à la question 1 sur la feuille annexe
QUESTION 2 :
Les graphiques ci-dessous montrent la densité des photorécepteurs (cônes et bâtonnets) et l'acuité visuelle en
fonction de l'excentricité dans la rétine.
Document 2a : Graphique présentant la répartition des
photorécepteurs dans la rétine en fonction de l'excentricité.
Document 2b : Graphique présentant l'acuité visuelle
de la rétine en fonction de l'excentricité.
Remarques :
 L'excentricité correspond à l'éloignement d'un point donné de la rétine par rapport au centre de celle-ci, repéré par
0 sur le graphe. Plus on s'éloigne du centre de la rétine et plus l'excentricité augmente.
 L'acuité visuelle définit la qualité de la vue d'une personne. Elle permet de mesurer la capacité à discerner deux
points différents situés à la distance minimale de vision distincte. En France, l'acuité visuelle est exprimée en dixièmes.
On cherche à établir un lien entre la répartition des photorécepteurs et l'acuité visuelle.
Répondez à la question 2 sur la feuille annexe
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QUESTION 3 :
Le graphique ci-dessous montre le seuil de sensibilité des photorécepteurs de l'œil en fonction de la longueur d'onde.
Le seuil de sensibilité correspond à l'éclairement minimal provoquant une réponse.
Pour le réaliser, les photorécepteurs (cônes et bâtonnets) ont été soumis à des lumières de longueurs d'ondes
différentes. Pour chaque longueur d'onde, ils ont reçu d'abord un éclairement (mesuré en lux) faible, puis de plus en
plus fort.
Les cônes S sont sensibles au bleu.
Les cônes M sont sensibles au vert.
Les cônes L sont sensibles au rouge.
Les bâtonnets ne sont pas sensibles aux
couleurs.
Sachant que l'intensité lumineuse reçue par l'œil une nuit de pleine lune est d'environ 1 lux, exploitez le
graphique pour expliquer pourquoi on ne perçoit pas les couleurs dans ces conditions d'éclairement.
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PARTIE 3
ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE
Question 1 :
Parmi les tableaux ci-dessous, présentant le nombre d'acides aminés différents entre les opsines bleues de ces
primates, cochez celui vous permettant de justifier l'arbre de parenté.
Tableau 1
Espèces
Cebus
Homme
Chimpanzé
Macaque
Cebus
0
Homme
25
0
Chimpanzé
25
0
0
Macaque
26
13
13
0
Espèces
Cebus
Homme
Chimpanzé
Macaque
Cebus
0
Homme
25
0
Chimpanzé
25
13
0
Macaque
26
0
13
0
Espèces
Cebus
Homme
Chimpanzé
Macaque
Cebus
0
Homme
13
0
Chimpanzé
25
0
0
Macaque
26
25
13
0
Espèces
Cebus
Homme
Chimpanzé
Macaque
Cebus
0
Homme
0
0
Chimpanzé
25
25
0
Macaque
26
13
13
0
Tableau 2
Tableau 3
Tableau 4
Question 2 :
Cochez uniquement la réponse exacte
La mise en relation des informations apportées par ces deux graphiques permet de déduire que l'acuité visuelle est
maximale dans la région de la rétine où sont présents :
Uniquement des bâtonnets
Uniquement des cônes
Autant de cônes que de bâtonnets
Moins de cônes que de bâtonnets
NOM :
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PRENOM :
8/8
Pb 1 : pas de chiffre = réponse non justifiée
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Pb 2 : lien de causalité…
« il ne suffit pas d’écrire en effet pour démontrer » ; exemple « Je suis fatigué. En
effet je suis habillé en manteau noir 
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Pb 3 : pas de connaissances
Pb 4 : la construction optique non utilisée
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Barème partie 1- EN GRAS & SOULIGNE, c’est du cours
Faits tirés des documents
Interprétations
Pourquoi le bébé voit-il flou ?
 L’acuité visuelle mesure la capacité à
Doc 1 :
distinguer les détails ; pourquoi le bébé
 De 1 à 3 mois, vision floue et acuité visuelle 20
fois moindre que l’adulte.
possède-t-il une acuité réduite ?
Doc 3 :
 A la naissance la vision proche est nette ; au-delà  Le trouble de la vision du bébé est lié à la
de 30 cm flou.
distance de l’objet ; hypothèse = pb
d’accommodation.
 Construction optique pour objet proche : pas de
 Cristallin = lentille convergente.
différence entre le bébé et l’adulte = la distance
focale F’ permet la formation de l’image A’B’ sur la  Chez le bébé, vergence trop élevée et ne varie
pas ; œil myope, CQFD !
rétine.
 Construction optique pour objet éloigné :
différence entre le bébé et l’adulte = la distance
focale F’ augmente chez l’adulte pas chez le
bébé ; csq : formation de l’image A’B’ avant la
rétine chez le bébé
Pourquoi le bébé voit-il en noir et blanc ?
Doc 1 :
 Jusqu’à 6 semaines, le bébé ne perçoit pas les
 Perception différente des couleurs et de
couleurs ; mais la lumière oui.
l’intensité lumineuse.
Doc 2 :
 Un bébé possède 5 fois moins de cônes.
 Le pb de vision des couleurs s’interprète par :
o Moins de cônes (couleurs RVB,
 Le segment externe du cône contient des disques
opsine)
avec des opsines.
Doc 3 :
o Des cônes au segment externe réduit,
 La taille du segment externe augmente fortement
avec moins de disques donc d’opsine,
entre 0 et 5 ans  passe de 4 à 30 µm
CQFD !
Et en grandissant ?
Doc 1, 2, 3 :
 L’accommodation devient possible = vision
 Le cristallin s’assouplit.
nette de loin.
 Le nombre de cône augmente.
 La rétine devient photosensibles aux lumières
 La taille du segment externe des cônes augmente
RVB = vision en couleur.
Barème partie 3 – QCM
1) Réponse 1
2) Réponse 2
3) Le seuil de sensibilité des cônes est de 1 000 lux pour les cônes M, 1 000 lux pour les cônes L,
10 000 lux pour les cônes S. La nuit, l’intensité lumineuse est de 1 lux : aucun des 3 cônes n’est
excité ; C’est le cas des bâtonnets qui possèdent un seuil de 1 lux : la nuit tous les chats sont gris.
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