Schéma de l œil en coupe

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1 CH 1 L œil 1. Organisation anatomique de l œil SPC+SVT Voir Activité Pratique 1 p Les milieux transparents sont : - la cornée, - l humeur aqueuse, - le cristallin, - l humeur vitrée. Cornée Schéma de l œil en coupe Sclérotique Choroïde Rétine Remarque : Iris Cristallin Axe optique - Le cristallin joue le rôle d une lentille convergente. - La rétine joue le rôle d écran sur lequel l image se forme. Humeur aqueuse Ligaments suspenseurs du cristallin Nerf optique Humeur vitrée 2. Le cristallin SPC Le cristallin joue le rôle d une lentille convergente mais il existe deux sortes de lentilles Deux types de lentilles O f F O Axe optique Schéma d une lentille convergente (bord mince, centre épais) Schéma d une lentille divergente (bord épais, centre mince) Le centre O de la lentille est appelé centre optique. L axe de symétrie de la lentille est l axe optique. La distance focale f caractérise une lentille. Elle s exprime en mètres. F se nomme le foyer image de la lentille (OF = f ). La vergence C est l inverse de la distance focale. Elle s exprime en dioptries (δ). 1 C f ' Application : Une lentille de distance focale f = 10 cm a une vergence de C = 1/0,1 = 10 δ. Une lentille de distance focale f = 5 cm a une vergence de C = 1/0,05 = 20 δ. Une lentille divergente a une vergence négative! Une lentille convergente peut, dans certaines conditions, donner une image sur un écran. Cette image peut être déterminée par construction graphique. Page 1 sur 8

2 2.2. Construction graphique Tracé de 2 rayons particuliers : - Tout rayon passant par O n est pas dévié. O F - Tout rayon parallèle à l axe émerge en passant par F. Construction d une image : Construisons l image d un objet AB (AB = 2 cm) placé à 6 cm devant une lentille de distance focale f = 4 cm. B A O F A B On constate que l image donnée par la lentille convergente est inversée. Comme le cristallin joue le rôle d une lentille convergente, alors l image perçue sur la rétine est aussi inversée. Nous percevons donc le monde à l envers et c est le cerveau qui le remet à l endroit. Voir Cours-partie 2 p Les photorécepteurs de la rétine SVT Activité : Déterminer le rôle des photorécepteurs dans la perception d une image - doc 1 p 32 : les cônes et les bâtonnets de la rétine sont des photorécepteurs : ce sont des cellules capables d absorber la lumière grâce à leurs pigments photosensibles. Page 2 sur 8

3 - doc p : tableau de comparaison des photorécepteurs Répartition dans la rétine Rôle Sensibilité à la lumière Vision des couleurs Acuité visuelle Bâtonnets Cônes - nombreux dans la région - nombreux dans la région centrale périphérique - rares dans la région périphérique - rares dans la région centrale - très sensibles (réagissent à un - peu sensibles (réagissent à un fort faible éclairement donc utilisés éclairement donc utilisés dans la vision dans la vision crépusculaire) diurne) - niveaux de gris - toutes les couleurs grâce à 3 types de cônes respectivement sensibles au bleu, au vert ou au rouge - faible - optimale - doc p 45 : expérience de Mariotte qui met en évidence l existence d un point aveugle sur la rétine : à cet endroit, il n y a pas de photorécepteur car c est le départ du nerf optique. - doc 2 p 33 : l expérience met en évidence l existence de la fovéa située dans l axe optique au centre de la rétine. Dans cette zone, les photorécepteurs ne sont presque que des cônes : l acuité visuelle et la vision des couleurs y sont optimales. On parle de vision centrale. Remarque : Vers la périphérie de la rétine où les cônes sont plus rares et les bâtonnets plus nombreux, on parle de vision périphérique (acuité visuelle et distinction des couleurs médiocres, forte sensibilité) Questions type bac : - A partir des documents 2 et 3 p 33, expliquer pourquoi la lecture exige un bon éclairement ainsi qu un mouvement fréquent et précis des yeux. Lors de la lecture, un bon éclairement sollicite les cônes de la rétine permettant une bonne vision des couleurs et une meilleure acuité visuelle que les bâtonnets. Le mouvement fréquent des yeux positionne la fovéa, permettant une acuité visuelle optimale, sur chaque mot à lire. - Expliquer les symptômes de la «DMLA», trouble de la vision présenté p 30. La DMLA entraîne une baisse de la perception visuelle puis l apparition d une tâche sombre au centre du champ visuel. Ces symptômes s expliquent par la détérioration des photorécepteurs responsables de la vision centrale c est-à-dire les cônes situés au niveau de la fovéa. La vision repose sur l existence des cônes et des bâtonnets, photorécepteurs de la rétine. Les propriétés et la répartition de ces photorécepteurs expliquent les caractéristiques de la vision. Page 3 sur 8

4 4. La vision des couleurs SPC+SVT Comment la vision des couleurs se caractérise-t-elle chez les primates? 4.1. La lumière blanche (rappels) SPC Dans un milieu transparent homogène, la lumière se propage en ligne droite. La lumière blanche visible est constituée d un ensemble de radiations, dont les longueurs d ondes varient entre 400 nm (violet) et 700 nm (rouge). Rappel : 1 nm = 10-9 m Lumière visible par l œil humain UV Violet Bleu Vert Jaune Orange Rouge IR Spectre de la lumière blanche (reprendre schéma p 60) en nm A chaque longueur d onde correspond une radiation dite monochromatique. Pour obtenir un spectre, on peut utiliser un prisme ou un réseau. Voir Cours-partie 2 p Les pigments rétiniens SVT Activité : Déterminer le rôle des pigments rétiniens dans la vision des couleurs (doc p 40) - Chez l Homme, la vision des couleurs repose sur la présence de 3 types de cônes qui diffèrent par leur pigment appelé opsine. - La synthèse des opsines est contrôlée par 3 gènes localisés sur 2 chromosomes différents (chromosome X et chromosome 7). - Les 3 cônes n ont pas la même sensibilité aux couleurs : les cônes à opsine S absorbent les radiations lumineuses dans le bleu (437 nm) les cônes à opsine M absorbent les radiations lumineuses dans le vert (533 nm) les cônes à opsine L absorbent les radiations lumineuses dans le rouge (564 nm). Remarque : les bâtonnets renferment un pigment, rhodopsine, qui absorbe les radiations lumineuses dans le vert (498 nm) Chez l Homme, la vision des couleurs est dite trichromatique : elle repose sur la présence de 3 sortes de cônes Synthèse additive SPC puis SVT Puisque l œil humain n est sensible principalement qu à trois radiations lumineuses, on peut donc simplifier en disant que la lumière blanche est constituée de trois lumières colorés (rouge, verte et bleue). Par combinaison de ces trois lumières, le cerveau perçoit toutes les autres lumières colorées. Cela se nomme : la synthèse additive. Voir Activité Pratique 4-A p 56. Page 4 sur 8

5 Activité : Déterminer l origine du daltonisme - Le daltonisme est une déficience de l aptitude à distinguer les couleurs. - Le daltonisme est dû à une déficience de l un des 3 cônes, n absorbant pas «leur» couleur. L individu ne perçoit alors les couleurs qu avec 2 types de cônes. C est une anomalie génétique (l un des gènes codant la synthèse des opsine est déficient) Une déficience génétique peut être à l origine d anomalies de la vision des couleurs comme le daltonisme 4.4. Opsines et évolution SVT Activité : Justifier la place de l Homme au sein des primates - doc 2 p 41 : la comparaison de la séquence nucléotidique du gène codant pour l opsine S montre un pourcentage de ressemblances plus élevé entre l Homme et les primates (+ de 93 %) qu entre l Homme et la souris (86,5 %). En supposant que 2 espèces ont un ancêtre commun d autant plus récent que les différences entre les gènes sont faibles, on en déduit que l Homme à une parenté plus étroite avec les primates. Question type bac : (voir polycopié) Sur l arbre on voit que : - l Homme a une parenté plus étroite avec le chimpanzé qu avec le macaque ou le cebus. donc élimination du tableau 2 qui supposerait que l Homme et le macaque auraient une parenté plus étroite que l Homme et le chimpanzé - le chimpanzé et l Homme ont le même lien de parenté avec le macaque. donc élimination du tableau 3 qui supposerait que le chimpanzé et le macaque auraient une parenté plus étroite que l Homme et le macaque DONC le tableau justifiant l arbre de parente des primates est le n 1 : Remarque : Tous les primates ne sont pas trichromates. La vision des couleurs s accompagne d un enrichissement du génome au cours de l évolution. (Voir doc 3 p 41) L étude comparée des pigments rétiniens permet de placer l Homme parmi les primates. Page 5 sur 8

6 5. L accommodation et les corrections de la vision SPC 5.1. L œil réduit On modélise le fonctionnement de l œil grâce à un diaphragme (1) accolé à une lentille convergente (2) et d un écran (3). La distance lentille écran est fixe et vaut environ 17 mm L accommodation Un œil normal peut voir nettement des objets situés entre l infini (limite appelée Punctum Remotum) et une distance minimale de vision distincte (appelée Punctum Proximum). Pour un œil normal, la vision à l infini est nette sans accommodation. Si l objet se rapproche, un œil normal doit accommoder pour que l image de l objet reste nette : il y a alors modification de la courbure du cristallin. Page 6 sur 8

7 5.3. Les défauts de l œil et leur correction Voir Cours-partie 3 p 25. Domaines de vision distincte pour différents types d yeux. Page 7 sur 8

8 6. Les voies visuelles nerveuses SVT Activité : Déterminer le rôle des voies visuelles dans la perception d une image - doc 4 p 35 : la naissance du message nerveux visuel est déclenchée par une stimulation lumineuse des pigments des photorécepteurs rétiniens. Ce message de nature électrique a une amplitude constante et une fréquence variable. Il se propage dans les différents neurones rétiniens puis dans les fibres du nerf optique - doc 1 p 34 : le cortex occipital, situé à l arrière du cerveau, est impliqué dans la vision : on parle alors de cortex visuel. - doc 2 p 35 : chaque secteur du champ de vision est représenté sur le cortex visuel avec une importance qui dépend de l acuité visuelle. Le champ visuel gauche est associé au cortex visuel droit et inversement. - tableau d interprétation des expériences de section : Le champ visuel est perçu par l œil droit et l œil gauche Expériences Résultats Interprétation section en A cécité de l œil droit le nerf optique droit achemine tous les messages nerveux issus de l œil droit section en B section en C perte de la vision périphérique de chaque œil perte de la vision du champ visuel gauche les messages correspondant à la vision périphérique issus de l œil droit et de l œil gauche se croisent au niveau du chiasma les messages correspondant au champ visuel gauche issus de chaque œil arrivent sur le cortex visuel droit Les trajet des voies visuelles Champ visuel gauche Champ visuel droit Question type bac : -Formuler une hypothèse sur l origine des symptômes du patient présenté. Le patient atteint d'hémianopsie latérale gauche présente une perte de la vision de la partie gauche du champ visuel. Hypothèse sur l origine des symptômes : - dégénérescence du cortex visuel droit - perturbation du relais entre neurones dans le corps genouillé latéral droit La stimulation par la lumière des photorécepteurs de la rétine donne naissance à un message nerveux de nature électrique. Ce message est acheminé au cerveau jusqu au cortex visuel par les nerfs optiques. Page 8 sur 8