Fiche activité nouveaux programmes Première SVT

Comment expliquer la cataracte ?
Rédaction de la synthèse écrite individuelle.
Étape n°1 : comment est constitué un œil normal ?
Dissection de l’œil.
Étape n°2 : Qu’est-ce que l’accommodation ?
Document 3 et 4.
Etape n°3 : Quelles sont les propriétés du cristallin et sa nature?
Documents 1,2, 5, 6 et 7.
Reconstituer le trajet de la lumière dans l’oeil normal sur le schéma ci-dessous. Puis sur le même schéma et d’après la
définition de la myopie, représenter le trajet lumineux et expliquer le phénomène observé.
La myopie se traduit par une gêne pour voir les objets éloignés. Le cristallin est trop
convergent et les images des objets éloignés se forment avant la rétine. Le cerveau
reçoit une image floue.

Annexes
Documents à disposition

Document 6 : L'étrange transparence du cristallin.
anatomie - 01/03/2004 par Ralf Dahm dans mensuel n°373 à la page 60 (2178 mots)
Vides ! Les cellules du cristallin sont vides, ou du moins, dépourvues de tous les organelles normalement indispensables à
un bon fonctionnement cellulaire. Elles n'ont, par exemple, pas de noyau. En fait, tout se passe comme si elles avaient
commencé à mourir par apoptose, mais que le processus se soit arrêté en cours de route. Une hypothèse longtemps rejetée
par les spécialistes de cette mort cellulaire.
Chaque seconde, 1 milliard de photons percutent la rétine humaine. Mais avant d'atteindre les photorécepteurs rétiniens, ils
ont d'abord traversé la fine cornée, constituée d'une dizaine de couches de collagène transparent, puis le cristallin : 1 000
couches cellulaires empilées sur 5 millimètres [fig. 1]. Pourtant, ils ne sont ni déviés, ni réfléchis, ni absorbés. Car le
cristallin, qui focalise les rayons lumineux sur la rétine et « fait le point » en changeant de forme, est parfaitement
transparent ? il est en cela unique dans le corps humain. Cette transparence s'explique en partie par le fait que le cristallin
n'est pas vascularisé : les pigments sanguins ne le colorent donc pas. Mais, surtout, elle résulte de la parfaite homogénéité
des cellules qui constituent cet organe. Des cellules en effet dépourvues d'organelles, ces structures spécialisées
habituellement présentes dans le cytoplasme cellulaire. Pas de noyau, pas de mitochondries par exemple ! Cette absence est
essentielle à la transparence, car elle évite la dispersion des rayons lumineux. Mais sa nature demeure mystérieuse.
Par bien des aspects, la disparition des organelles et de l'ADN fait penser à l'apoptose, ce mécanisme d'« autodestruction »
des cellules. À cela près que le processus n'est que partiel : même vides, les cellules du cristallin ont en effet une longévité
exceptionnelle et peuvent rester fonctionnelles pendant une petite centaine d'années. Elles ne sont jamais supprimées ni
remplacées. Cette longévité contraste avec celle de la plupart des autres cellules de l'organisme, qui expirent au bout de
quelques jours cellules épithéliales de la paroi interne de l'intestin, quelques semaines cellules de la peau ou quelques mois
globules rouges. Certes, avec l'âge, elles s'appauvrissent en eau et durcissent, mais elles ne meurent pas.
Qu'est-ce donc que cette mort qui n'en est pas une ? L'énigme commence tout juste à s'éclaircir. Au cours du XIXe siècle,
les scientifiques avaient découvert, en disséquant des cristallins de reptiles, d'oiseaux, de mammifères et d'humains, que cet
organe est constitué d'une superposition de cellules très allongées, alignées régulièrement, et dont les extrémités se
rencontrent au niveau des pôles antérieur et postérieur du cristallin. En 1900, Carl Rabl, professeur d'anatomie à l'université
de Prague, s'aperçut que les cellules centrales du cristallin ne possédaient pas de noyau. Il eut beau soumettre de
nombreuses espèces de vertébrés à l'examen, il dut se rendre à l'évidence. Seules les cellules périphériques, peu allongées,
en arboraient un. Rabl décrivit cette découverte en détail, mais il n'avait aucune idée de ce qu'elle impliquait, pas plus
qu'aucun de ses collègues de l'époque.
Par la suite, les progrès de la microscopie, optique d'abord, puis électronique à partir des années cinquante, permirent
d'examiner avec précision les cellules du cristallin et d'aboutir à la conclusion que toutes font partie d'un même type

cellulaire. La face du cristallin tournée vers l'extérieur est recouverte d'une couche unique de cellules cuboïdes qui
constituent un réservoir de cellules souches indifférenciées, à partir desquelles se forment les cellules-rubans qui
constituent l'essentiel du cristallin. Cette différenciation s'effectue essentiellement chez l'embryon et le foetus, puis ralentit,
sans jamais s'arrêter totalement très peu de nouvelles cellules apparaissent après 20 ans. L'une après l'autre, les cellules
cuboïdes positionnées sur un anneau équatorial s'allongent et finissent par rejoindre les pôles, comme les lignes de
longitude sur un globe. Chacune mesure alors plus de 1 centimètre, une longueur mille fois supérieure à celle de la plupart
des cellules du corps.
C'est au cours de leur élongation qu'elles se vident de leurs organelles. Elles perdent leur noyau et l'ADN qu'il renferme,
leurs mitochondries, et toutes les vésicules qui interviennent dans la synthèse des protéines et des lipides soit le réticulum
endoplasmique et l'appareil de Golgi. Ce n'est qu'après cet effondrement général que les fibres occupent la partie centrale
du cristallin, celle à travers laquelle passe la lumière. Leur cytoplasme est alors à l'opposé du fouillis qui règne dans les
autres cellules. Il est totalement homogène, rempli d'une solution épaisse de protéines particulières synthétisées au cours de
l'élongation, les cristallines.
Steven Bassnett, à l'université Washington de Saint-Louis, montra en 1992 que les mitochondries sont les premières
affectées par le processus de destruction.
Au coeur de la cellule en pleine croissance, plusieurs gènes sont fortement surexprimés, notamment ceux codant les
cristallines, certaines protéines du cytosquelette et les connexines qui constituent des tunnels de jonction grâce auxquels les
substrats circulent entre les cellules. Puis, la transcription s'arrête. Le noyau jusqu'alors ovoïde se contracte et s'arrondit, et
certains composants de son enveloppe sont dégradés. C'est à ce moment que l'ADN est fragmenté. À ce stade, les
mitochondries ont disparu, ainsi que l'appareil de Golgi et le réticulum endoplasmique. La cellule adulte n'a plus que la
peau sur les os,comme si elle allait mourir. [...]
Si aucune de ces pistes n'a encore abouti, il n'en demeure pas moins qu'une étape clé a été franchie : aujourd'hui, la majorité
des spécialistes de l'apoptose acceptent l'idée que le mécanisme de différenciation des cellules du cristallin soit très proche
d'une apoptose, et que la perte d'organelles qui s'y produit puisse être vue comme une forme atténuée de mort cellulaire. Le
blocage initial étant levé, l'étude approfondie du cristallin pourrait bien recéler quelques révélations fort utiles, tant pour les
spécialistes du cristallin que pour ceux de l'apoptose en général.
EN DEUX MOTS - Lorsqu'en 1900 l'anatomiste Carl Rabl découvrit que les cellules centrales du cristallin étaient
dépourvues de noyau, il ne sut comment interpréter ce résultat. Durant les quatre-vingts années qui suivirent, la description
anatomique du phénomène progressa certes énormément, mais sans qu'on puisse encore avancer une explication plausible à
l'absence non seulement du noyau, mais de tous les autres organelles au coeur du cristallin. Toutefois, au cours des années
quatre-vingt-dix, divers éléments ont permis de rapprocher ces mécanismes de ceux impliqués dans la mort cellulaire par
apoptose.
Par Ralf Dahm
Document 7 : observation du cristallin au microscope optique.

DISSECTION DE L’OEIL
On se propose de rechercher les différentes parties de l’oeil dans le but de repérer la ou les structures impliquées dans la cataracte.
Dans un premier temps légender le schéma de l’œil à l’aide du logiciel « l’œil » et indiquer le trajet de la lumière.
Puis réaliser la dissection en suivant le protocole.
CAPACITES
ACTIVITES ET DEROULEMENT DES ACTIVITES
CRITERES DE REUSSITE
Saisir et mettre en
relation des
informations.
 Observer les muscles entourant l’œil.
 Repérer le nerf optique.
 Orienter l’œil et placer l’iris vers le haut.
 nerf optique repéré.
 oeil orienté et positionné.
Suivre un
protocole
 Nettoyer le globe oculaire en enlevant muscles et graisse
pour faire apparaître le blanc de l’oeil (sclérotique).
 Réaliser une boutonnière en enfonçant délicatement la
pointe du scalpel dans le plan équatorial du globe (2).
 Découper le globe le long de l’équateur pour le séparer en
deux parties égales (3).
 Dégager de ses adhérences la masse visqueuse centrale
(humeur vitrée) et la récupérer dans un bécher d’eau.
 Repérer dans la moitié antérieure, le cristallin, en forme
de lentille. Le prélever et le placer dans un bécher d’eau
 Puis le placer sur votre protocole
* Appeler l’enseignant pour vérification *
 Section propre et bien placée
Communiquer
Légender le dessin à l’aide du livre ou du logiciel
 Légende correcte et organisée
 Choix d’un titre adapté
Communiquer
Quelle est la structure pouvant être non fonctionnelle chez
une personne atteinte de cataracte ?
 Critères choisis
 Phrase grammaticalement et
scientifiquement correcte
 Nettoyer le matériel et ranger la paillasse
 Cuvette et outils propres
 Disposition organisée