La lumière et nous DÉPARTEMENT DE CHIMIE

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1 Absorption de la lumière et énergie de la particule dans la boîte. La lumière et nous DÉPARTEMENT DE CHIMIE Magalie DELAUNE, Félix DEBIESME, Cédric VANWELDEN Molécules colorées et doubles liaisons (λ nm), l énergie Systèmes conjugués Δ λ L alternance σ d exister Couleurs absorbées et observées complémentaritéà l énergie du rayonnement absorbé de longueur d onde «λ La particule dans une boîte d une d énergie Lorsqu aucune l échantillon = d atomes l = diamètre d un carbone sp ainsi que la mention «Printemps des Sciences 2015 Exposition des Sciences Bruxelles»

2 La lumière et nous DÉPARTEMENT DE CHIMIE Magalie DELAUNE, Félix DEBIESME et Cédric VANWELDEN Le lycopène, les carotènes et la coloration des tomates Δ 10 λ C est Spectres d absorption de différentes variétés de tomates (solution de de la longueur d onde (nm). Les azurants optiques 4,4' Bis(2 sulfostyryl)biphényle de disodium Fluorescence d un Ils lorsqu ils ainsi que la mention «Printemps des Sciences 2015 Exposition des Sciences Bruxelles»

3 La lumière et nous - Vision DEPARTEMENT DE CHIMIE Absorption d un photon De l isomérisation à l influx nerveux Cette nouvelle conformation de la rhodopsine, appelée métarhodopsine II, va activer une seconde protéine, la transducine. Cette dernière, sous forme plus libre, va pouvoir former un complexe avec un nouvel enzyme, engendrant la fermeture de certains canaux La lumière visible est l ingrédient indispensable au mécanisme de la vision. Elle est caractérisée par une zone spécifique du spectre électromagnétique allant d environ 350 à 800 nm Lorsqu un photon, particule transportant l énergie de la lumière, arrive à la rétine, il transmet une partie de son énergie à celle-ci, engendrant une réaction photochimique (photo-isomérisation). - et permettant d engendrer nerveux transmis au cerveau. Ce processus de photo-isomérisation a lieu à l extrémité d une série de cellules photoréceptrices appelées bâtonnets. Ces derniers contiennent un pigment appelé rhodopsine, à base d opsine, une protéine, et de rétinal. C est ce rétinal qui subit une transformation sous l action de la lumière, appelée isomérisation, qui va induire un changement de conformation de la rhodopsine. ainsi que la mention «Printemps des Sciences 2015 Exposition des Sciences Bruxelles» in fine l influx

4 La lumière et nous - Vision DEPARTEMENT DE CHIMIE Du «noir et blanc» aux «couleurs» ce mécanisme seul permet qu une vision sans et imprécise. D autres nerveuses sont requises d obtenir une vision complète : les cônes, répartis en catégories sensibles à trois spectrales spécifiques, chlorolabes et ). A l instar des ces derniers un des trois pigments d opsine et de rétinal, cette fois iodopsines S, M C est la combinaison de ces cônes qui permet une bonne appréciation des couleurs. Cas particuliers Différentes anomalies génétiques existent ; plusieurs s expliquent par des déficiences des deux types de cellules photoréceptrices. - Daltonisme : une confusion des couleurs est entraînée par l absence d un ou plusieurs types de cônes de la rétine. - Albinisme : vision altérée due à un déficit en photorécepteurs et pigments, ainsi qu à une altération du nerf optique dans certains cas. - Achromatopsie : absence de vision en couleurs due à une atrophie des cônes de la rétine. Approche quantique : photo-isomérisation et isomérisation retour Notons que la répartition des cônes et bâtonnets n est pas anodine : les premiers sont regroupés au centre de la rétine, ou fovéa, et offrent une vision très précise. Quant aux bâtonnets, leur majeure partie se situe en périphérie, ce qui nous permet d avoir une vision correcte. Puisqu il est indispensable de reformer le cisrétinal afin de perpétuer le cycle visuel, un mécanisme doit pouvoir expliquer cette transformation en retour. En description quantique, on parle de surfaces d énergie potentielle (appelées SEP), sur lesquelles se déplacent des molécules lors de réactions chimiques. Dans notre cas, la proximité des deux SEP (fondamentale et excitée) du rétinal en un point précis permet de revenir à la forme de départ, ce qui permet au cycle de se renouveler. - ainsi que la mention «Printemps des Sciences 2015 Exposition des Sciences Bruxelles»

5 La lumière et nous Département de Chimie UV et Radicaux La Crème Solaire La lumière provenant du soleil est en partie composée de rayonnements Ultra-violet invisibles divisés en trois catégories : les UVA, les UVB et les UVC. Seuls les UVA et les UVB pénètrent dans l atmosphère. Une trop grande exposition à ceux-ci est nocive pour la santé et en particulier pour la Pénétration des UV dans la peau peau. Pour éviter ces effets indésirables liés aux UV provenant du soleil, il existe des protections naturelles (la mélanine et les antioxydants) et artificielles (crème solaire) : - La mélanine, pigment responsable de la couleur de peau, absorbe une partie du rayonnement à la place de la peau et le transforme sous forme de chaleur. - Les antioxydants (vitamine E, C et caroténoïdes) sont des molécules capables de capturer les radicaux libres formés par les UV et d ainsi se transformer euxmêmes en radicaux. Ils empêchent ainsi les réactions d oxydation radicalaire modifiant l ADN. Les radicaux antioxydants, sont des radicaux très