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Thème 3:
CORPS HUMAIN et
SANTE
CHAPITRE 7
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Le cours de Physique a permis d’étudier des notions
d’optique, la nature de la lumière et la couleur.
Introduction
Chapitre 7 :
DE L’ŒIL AU CERVEAU, physiologie
de la vision
L’œil est un instrument d’optique naturel
qui permet la réception d’une image et qui
transmet un message nerveux au cerveau.
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
Comment fonctionne un œil ?
Comment le cerveau traite-t-il les informations reçues ?
I. LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
(Activités 1 et 3)
Quelles sont les propriétés et
les fonctions du cristallin ?
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
Le mot est grossi (effet loupe)
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
Le mot est grossi (effet loupe)
pas d’organites, protéines cristallines, en forme de «lames de parquet»
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
I) LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
I. LE CRISTALLIN, UNE LENTILLE VIVANTE
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
Le cristallin est un système transparent de l’œil qui
assure la convergence des rayons lumineux.
Il est formé de couches concentriques de cellules vivantes, qui
ont perdu beaucoup de leurs organites et qui ne sont jamais
remplacées.
Il peut être à l’origine de différentes anomalies de la
vision : perte de transparence (cataracte qui conduit à la
cécité), perte de souplesse (presbytie qui apparait
naturellement avec l’âge).
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
Où la lumière est-elle réceptionnée dans la rétine
et que devient-elle ?
II. LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE, UN
PRODUIT DE L’ÉVOLUTION
1. Des cellules photoréceptrices spécialisées
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
(Activité 2)
Lumière
Message nerveux électrique
Vers le cerveau
Opsines S,M et L
Rhodopsine
Absents de la fovéa;
Zone périphérique
Concentrés dans la
zone centrale (fovéa)
Faible
Très élevée (100x plus
que les cônes)
Optimale (fovéa)
Faible
Absorption de la lumière dans
le bleu (S), le vert (M) et le
rouge (L).
Absorption de la lumière
de faible intensité
vision diurne et
colorée
vision crépusculaire et
nocturne en "noir et
blanc".
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
1. Des cellules photoréceptrices spécialisées
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
(Activité 2)
La rétine est une fine membrane qui transforme
l’énergie lumineuse en message nerveux acheminé par le nerf
optique vers le cerveau.
Dans la rétine, les cellules photoréceptrices sont les
cônes (6,5 millions) au centre et les bâtonnets (120 millions) à
la périphérie. Il existe 3 types de cônes sensibles au bleu, au
vert ou au rouge (thrichromatie) qui permettent la vision en
couleur. Les bâtonnets sont très sensibles à la lumière et
permettent une vision nocturne en noir et blanc.
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
2. Les pigments rétiniens contenus par les
cellules photoréceptrices
a. La vision des couleurs chez l’Homme
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
(Activité 4)
Comment la nature de ces pigments
influence-t-elle la vision des couleurs ?
1) Absorption
d’un photon
par le rétinal
(vitamine A)
2) Changement de forme de l’opsine
 message nerveux
3) Transmission du message
nerveux au cerveau
Message nerveux
électrique
Vers le
cerveau
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
2. Les pigments rétiniens contenus par les
cellules photoréceptrices
a. La vision des couleurs chez l’Homme
TP n°14 : Etude anatomique et fonctionnelle de l’œil de mammifère
(Activité 4)
Les cellules photoréceptrices contiennent des pigments
rétiniens (rhodopsine et opsines S, M et L) sensibles à
différentes longueurs d’ondes de la lumière. L’absorption de la
lumière par ces pigments modifie leur forme, ce qui entraine
des modifications électriques du photorécepteur et la
naissance d’un message nerveux qui sera transmis aux autres
cellules nerveuses jusqu’au cerveau.
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
Les pigments, qui sont des protéines avec des
séquences d’acides aminés différentes, possèdent des
sensibilités différentes à la lumière.
Les anomalies des gènes codant pour ces pigments et
donc des pigments eux-mêmes, se traduisent par des
perturbations de la vision, comme par exemple le daltonisme.
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
b. La vision des couleurs chez nos proches parents
TP n°15 : La vision des couleurs chez les Primates
Pourquoi tous les primates n’ont-ils pas une vision trichromatique ?
Hypothèse: il existe un lien entre la vision des couleurs et l’évolution : tous
les primates n’ont pas hérité des mêmes gènes.
• Face aplatie (réduction de l’appareil olfactif);
• Grand cerveau
• Aptitude à la préhension grâce au pouce opposable;
Partout
opsines S (bleu), M
(vert) et L (rouge)
3 = S, M et L
vision
trichromatique
Afrique
opsines S (bleu), M
(vert) et L (rouge)
3 = S, M et L
vision
trichromatique
Afrique
opsines S (bleu) et
M (vert)
2 = S et M
opsines S (bleu), M
(vert) et L (rouge)
3 = S, M et L
vision
dichromatique
Amérique du
Sud
vision
trichromatique
Afrique
vision
trichromatique
Afrique
Amérique du
Sud
vision
dichromatique
Amérique du
Sud
c) La différence est la présence d’un gène supplémentaire (gène L sur le
chromosome X) pour la vision trichromatique, codant pour l’opsine L
(rouge).
a) La très grande similitude des séquences des opsines S de l’Homme et des
singes (>90%) confirme son appartenance au groupe des primates.
b) Les plus proches parents de l’Homme sont le Bonobo et le Chimpanzé.
Ancêtre des
dichromates
Primates
Opsines S et
M
2 gènes
Opsines S, M
et L
3 gènes
Ancêtre des
trichromates
similitudes
commune
ancêtre
proches
similaires
Primates
bonobo
chimpanzé
Forte similitude entre les gènes L et M  ?
II) LES PHOTORÉCEPTEURS DE LA RÉTINE
b. La vision des couleurs chez nos proches parents
TP n°15 : La vision des couleurs chez les Primates
La comparaison des séquences des gènes codants pour
les pigments rétiniens chez les primates montre qu’ils sont
issus d’un même gène ancestral par duplication et mutation:
ils constituent une famille multigénique.
L’étude de ces gènes permet de placer l’Homme dans
l’arbre évolutif des primates et permet d’expliquer pourquoi
tous les primates ne voient pas les mêmes couleurs.