SCIENCES_ Examen 1, déc 2013 Classe : 1 ère ES Durée : 90 min

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1 Nom : N o : SCIENCES SCIENCES_ Examen 1, déc 2013 Classe : 1 ère ES Durée : 90 min PARTIE 1 : Représentation visuelle (8 points) Mme L. a eu un accident au cours duquel elle s'est cognée violemment la tête. Elle est inquiète car depuis l'accident, elle souffre d'un trouble de la vision des couleurs. Elle est persuadée que ses yeux ont subi des lésions et qu'elle doit changer ses lunettes. Document 1 : les consultations ophtalmologiques de Mme L Document 1a : compte rendu d'un rendez-vous de Mme L. chez l'ophtalmologiste avant l'accident

2 Document 1b : compte rendu d'un rendez-vous de Mme L. chez l'ophtalmologiste après l'accident Document 2 : IRM du cerveau de la patiente réalisée à la demande de l'ophtalmologiste après l'accident Compte-rendu : "On note une importante atteinte dans la partie postérieure et interne de l'hémisphère gauche (zone encadrée)." D'après

3 Document 3 : Vue de profil de la partie interne de l'hémisphère droit du cerveau humain La région identifiée par des points correspond à une zone V4, que l'on retrouve sur les deux hémisphères et dont l'atteinte entraîne une perte de la vision des couleurs. D'après COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Mme L. a subi plusieurs examens afin de découvrir l'origine de son trouble de la vision des couleurs. Expliquez-lui, en vous appuyant sur des schéma(s), que ses anciens verres corrigeront toujours son défaut visuel d'avant l'accident et qu'en changer ne résoudra pas le trouble apparu à la suite de son accident dont vous lui préciserez l'origine biologique. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). PARTIE 2 : Représentation visuelle (6 points) Document 1 : l invention des lunettes à double foyer. Benjamin Franklin mit ses talents d'observateur au service de la science expérimentale et fut, on le sait, à l'origine de bon nombre d'inventions : du poêle à combustion interne, du paratonnerre mais aussi... des lunettes à double foyer. L'âge arrivant, Franklin devait utiliser deux paires de lunettes : l'une pour voir de près, l'autre pour voir de loin. Manipulations qui peuvent devenir fort irritantes, on peut le comprendre... Aussi eut-il l'idée de couper les verres de chaque paire en deux, puis de disposer les moitiés de ses verres concaves dans la partie haute de sa monture, et les moitiés convexes dans la partie basse. Dans une lettre du 21 août 1784, Franklin explique, croquis à l'appui, à l'un de ses amis, George Watley, sa découverte : des lunettes "qui me permettent de voir des objets aussi bien lointains que proches et qui donnent à mes yeux une acuité qu'ils n'ont jamais eue".! Source :

4 Document 2 : lentilles concaves et convexes Lentilles convexes Lentilles concaves Document 3 : les verres progressifs Actuellement, pour corriger les défauts de vision dont est atteint Benjamin Franklin, la solution la plus aboutie est l utilisation de verres progressifs. «Le principe est de réaliser sur un seul et même verre, toutes les puissances nécessaires à la correction de la vision de loin jusqu à la vision de près, en passant par toutes les distances de vision intermédiaires. Cela est possible par une augmentation douce et progressive de la puissance du verre entre le haut et le bas du verre : d où le nom de verre progressif». QUESTIONS A l aide des documents et des connaissances, répondre aux questions suivantes : Question 1 : En justifiant la réponse, citer les noms donnés aux lentilles convexes et aux lentilles concaves. Question 2 : En argumentant la réponse, indiquer les deux défauts de vision dont souffrait Benjamin Franklin. Question 3 : On s intéresse ici à la vision de loin non corrigée de Benjamin Franklin. Répondre à la question 3 sur la feuille-réponse en «annexe 1 à rendre avec la copie». Question 4 : On s intéresse ici à la vision de loin corrigée de Benjamin Franklin. Répondre à la question 4 sur la feuille-réponse en «annexe 1 à rendre avec la copie» Question 5 : Le document 3 évoque la «puissance d un verre». Proposer un autre terme scientifique adapté en précisant son unité.

5 PARTIE 3 : Représentation visuelle (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

6 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 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.

7 PARTIE 2 : REPRÉSENTATION VISUELLE ANNEXE 1 À RENDRE AVEC LA COPIE Question 3 : Sur le schéma ci-dessous, compléter le trajet des rayons lumineux expliquant le défaut de vision de loin de Benjamin Franklin Question 4 : Sur le schéma ci-dessous, symboliser la lentille permettant de corriger le défaut de vision de loin de Benjamin Franklin, puis compléter le trajet des rayons lumineux modélisant la correction de la vision. PARTIE 3 : REPRESENTATION VISUELLE 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 Homme Chimpanzé 0 13 Macaque 0

8 Tableau 2 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus Homme Chimpanzé 0 13 Macaque 0 Tableau 3 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus Homme Chimpanzé 0 13 Macaque 0 Tableau 4 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus Homme Chimpanzé 0 13 Macaque 0 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