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Corps humain et santé : la vision
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CHAPITRE 5 : De la lumière au message nerveux
Pb :
I- La formation des images sur la rétine
1- L'oeil : un milieu transparent
TP1 par binome : dissection d'un oeil de porc et observation sous microscope (+ caméra) du cristallin.
Activité : compléter la coupe sagittale fournie en s'aidant du lexique fourni.
Document tiré du logiciel "l'oeil et la vision" de Pierre Perez - Lycée de Bagatelle SAINT-GAUDENS : seuls les mots surlignés sont à connaître
| En pénétrant dans l'oeil, les rayons lumineux traversent plusieurs milieux transparents (la cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin et le corps vitré) et se projettent sur une membrane nerveuse : la rétine. |
Pb : La presbytie est un trouble de la vision qui touche les personnes généralement après 40 ans. Elle se traduit par une vision trouble des objets proches alors que les objets lointains sont nets.
Activité : proposer une explication à la presbytie en utilisant les documents fournis et en s'aidant de l'animation en ligne à l'adresse suivante :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/instruments/correction.html
Pour aller plus loin (attention hors programme!) : http://facmed.univ-rennes1.fr/wkf//stock/RENNES20100310122948ambernaraccomodation.pdf
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| Claude Monet, « Les nymphéas », 1899 | Claude Monet, « Le Pont japonais », 1923 |
Monet est un maître de l’impressionnisme. Ses peintures ont beaucoup évolué à la fin de sa vie (impression de flou, des couleurs moins vives) en raison d'une cataracte qui s'est déclarée en 1908, à 68 ans.
La
cataracte est l’opacification de tout ou partie du cristallin ; c’est
une pathologie très fréquente (150 000 à 200 000 interventions
chirurgicales de cataracte sont pratiquées chaque année
en France)
et en augmentation constante dans les pays industrialisés du fait de
l’allongement de l’espérance de vie. C’est une des plus grandes
réussites de la chirurgie oculaire pouvant restituer une fonction
visuelle quasi normale. Source : http://lmm.univ-lyon1.fr/internat/download/item58.pdf
| Le cristallin joue le rôle d'une lentille convergente capable de se déformer grâce aux muscles ciliaires pour permettre la formation d'une image nette sur la rétine : c'est l'accommodation. Avec l'âge, l'élasticité et la transparence du cristallin peuvent être altérée à l'origine de troubles visuels comme la presbytie et la cataracte. |
DM : Rechercher les causes de la myopie et de l'hypermétropie : points communs et/ou différences avec la presbytie ?
II- Les photorécepteurs rétiniens
1- Organisation de la rétine
Activité de type "tâche complexe" : Champs visuels et organisation de la rétine
Document extrait du manuel de SVT Belin 2011 p26
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Lame de rétine colorée,
observée au microscope optique |
Schéma d'interprétation
de la lame |
NB : L'oeil des céphalopodes est assez proche de l'oeil humain et se distingue par une inversion du "montage" de la rétine : les cellules sensorielles sont tournées vers la lumière (et non opposées à celle-ci comme chez les vertébrés)
2- Répartition des photorécepteurs
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NB : La rétine d'un oeil humain comporte environ 130 millions de cellules sensibles à la lumière (photorécepteurs) : 125 millions de bâtonnets et 5 millions de cônes. Les deux types de photorécepteurs sont complémentaires et transmettent l'information lumineuse à des cellules de traitement de l'information lumineuse qui vont permettre au cerveau d'interpréter l'image formée sur la rétine.
Les bâtonnets sont des photorécepteurs extrêmement sensibles à la lumière. Très nombreux au niveau de la rétine périphérique, ils permettent de voir dans des conditions d'éclairage faible et assurent ainsi la vision crépusculaire en nuances de gris. Les cônes sont concentrés dans l'axe de l'oeil. Il en existe trois types différents sensibles à la lumière rouge, à la lumière verte et à la lumière bleue. Les informations recueillies par les trois types de cônes permettent de percevoir les couleurs par synthèse additive. Les cônes assurent donc la vision diurne (vision de jour) en couleurs. Les photorécepteurs sont capables de convertir la stimulation lumineuse en un message nerveux de nature électrique. Au niveau de la
rétine périphérique, l'information est "compressée"
en raison de la convergence des cellules (beaucoup de photorécepteurs
connectés à un petit nombre de cellules ganglionnaires).
Dans la zone centrale, chaque photorécepteur est connecté
à une cellule ganglionnaire : l'acuité est alors maximale. |
3- Le daltonisme : une anomalie génétique de la vision des couleurs
Le test d’Ishihara
Ce test, inventé en 1917 par Shinobu Ishihara, est un recueil de 38 planches utilisé pour dépister les anomalies de la vision des couleurs. La plus fréquente de ces anomalies est la confusion entre entre le rouge et le vert foncé. Elle atteint 8% des hommes mais seulement 0.4 % des femmes.
Source : http://daltonien.free.fr/daltonien/article.php3?id_article=6
Pb : Pourquoi un daltonien ne perçoit-il pas certaines teintes ?
L’œil possède des cônes sensibles au Rouge, au Vert et au Bleu et reconstitue toutes les couleurs par synthèse additive.
La sensibilité des cônes à ces trois longueurs d'onde est due à des pigments appelés opsines dont la synthèse est gouvernée par des gènes portés par les chromosomes X et 7 :
| Il
existe plusieurs formes de daltonisme mais dans le cas le plus courant,
les individus ne peuvent pas synthétiser une opsine L fonctionnelle
et sont donc dichromates. Les rouges leur paraissent sombres et ils
distinguent mal le vert, le jaune et le orange. |
Remarque : l’œil d’un chat ou d’un chien est dichromate (il ne possède que des cônes sensibles au bleu et au vert) !
III- Vision des couleurs et parenté chez les Primates
Extrait du logiciel Anagène
Extrait du manuel SVT - Bordas 2002 - p93
| Les séquences nucléotidiques des gènes des 3 opsines ont plus de 20% de ressemblance ce qui suggère une origine commune : c'est un exemple de famille multigénique. Un gène ancestral présent sur le chromosome X a été dupliqué puis transposé sur le chromosome 7. La divergence des gènes d'une même famille s'explique par l'accumulation de mutations. Moins il y a de différences entre les gènes et plus les évènements qui ont conduit à leur apparition (duplication, transposition) sont récents : c'est le cas des gènes des opsines M et L issus d'une duplication récente. |
Remarque : Ne pas confondre la notion d'allèle (= version d'un même gène) avec la notion de famille multigénique : dans ce dernier cas, les gènes d'une même famille peuvent se trouver sur le même chromosome mais à des loci différents ou carrément sur d'autres chromosomes.
2- L'établissement d'une parenté au sein des Primates
Extrait du logiciel Phylogène
| Les similitudes entre les gènes des opsines humaines et les gènes des opsines des chimpanzés (Bonobos et Chimpanzés communs) confirment notre étroit apparentement avec ces deux espèces au sein des Primates. |
Remarque : "L'arbre" (en réalité le phénogramme) proposé par Phylogène se fonde sur les ressemblances entre les séquences protéiques ou nucléiques de la molécule choisie. Cette méthode (dite phénétique) peut conduire à des résultats différents d'une molécule à une autre. Cependant les études portant sur plusieurs molécules montrent le plus souvent un rapprochement Homme-Chimpanzé.
