Theme 3C De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision CORRIGÉ

1 : Anatomie de l'œil 1. Cornée 2. Humeur aqueuse 3. Pupille 4. Cristallin 5. Corps vitré 6. Sclérotique 7. Choroïde 8. Rétine 9. Fovéa 10. Nerf optique 11. Iris 12. Muscles ciliaires périphérique).

2 : Répartition des cônes et des bâtonnets dans la rétine Les cônes sont essentiellement situés au niveau de la fovéa (rétine centrale), contrairement aux bâtonnets (rétine Le nombre de photorécepteur diminue lorsqu'on s'éloigne de la rétine centrale.

Aucun photorécepteur au niveau du départ du nerf optique (point aveugle).

au lieu de -2).

3 : Réponse des photorécepteurs à des variations d'intensité lumineuse Les bâtonnets sont plus sensibles à la lumière que les cônes puisqu'ils répondent pour des intensités plus faibles (-3 A partir de -2, les bâtonnets saturent, les informations qu'ils envoient ne changeront plus même si l'intensité lumineuse augmente. Au contraire, les cônes ne saturent pas en pleine lumière.

Donc, les bâtonnets serviront à la vision crépusculaire et les cônes à la vision diurne.

Caractéristiques des cônes Cône S M L Spectre (nm) 340-520 460-640 500-680 4 : Cônes et vision des couleurs Absorption simultanée des 3 types de cônes Max (nm) Absorption (%) Couleur 440 - bleu S M 540 - vert 600 - rouge Bleu-vert : 460 nm Vert : 540 nm Vert-jaune : 560 nm 95 0 0 40 100 80 L 0 70 90 Les différentes couleurs correspondant, chacune, à une combinaison unique d'absorption des 3 types de cônes, elles peuvent donc être perçues différemment. 5 : Pigments rétiniens et parenté entre espèces Livre, exercice 10 p.322

On observe une grande similitude (homologie) des séquences de l'opsine S pour des espèces différentes.

L'opsine étant une protéine, les différences observées (acides aminés) sont la conséquence de mutations dans l'ADN puisque la séquence polypeptidique d'une protéine dépend de la séquence nucléotidique du gène qui la code.

Moins deux espèces présenteront de différences, plus elles seront apparentées.

Par rapport à l'Homme, les espèces les plus apparentées sont donc, par ordre décroissant : Macaque (96%), Rat Vache-Souris-cochon (≈86%), Poule (47,1%).

6 : Transmission familiale du daltonisme Le daltonisme concerne les cônes M.

Dans certains cas, le gène M est absent, dans d'autres cas il est non fonctionnel.

On notera d+ l'allèle normal et d- l'allèle muté ou l'absence de gène.

1. Déterminer le mode de transmission du daltonisme.

Dans une famille, certains membres sont daltoniens (noir).

2. Calculer le risque : - qu'avaient 1 et 2 d'avoir un garçon daltonien (5).

- que 4 et 6 soient porteuses.

- que 3 et 4 aient un enfant daltonien.

- que 6 et 7 aient un enfant daltonien.

On sait que le gène M est situé sur le chromosome X.

5 est daltonien donc son génotype est Xd-//Y car c'est un garçon.

Il a donc reçu Xd-/ de sa mère 2 qui n'est pas daltonienne. Son génotype étant Xd+//Xd-, on en conclut que la transmission est récessive.

Pour calculer les risques, il faut construire un échiquier de croisement.

1 n'étant pas daltonien son génotype est donc Xd+//Y.

1 \ 2 Xd+ Xd Xd+ Y (A) Xd+//Xd+ (B) Xd+//Xd (C) Xd+//Y (D) Xd-//Y 1 et 2 avaient 1/2 chance d'avoir un garçon daltonien (cas D).

4 et 6 sont des femmes ( cas A et B), elles ont donc 1/2 chance d'être porteuses (cas B).

Pour 3 et 4, le risque n'existe que si 4 est porteuse (p=1/2) risque(garçon daltonien) = ½ * ½ = ¼ risque (fille daltonienne) = 0 risque (enfant daltonien quel que soit le sexe) = ½ * ¼ = 1/8 Pour 6 et 7, la situation est différente puisque 7 est daltonien donc de génotype Xd-//Y Si 6 est porteuse (p=1/2) : 7 \ 6 Xd+ Xd Xd (A) Xd+//Xd (B) Xd-//Xd Y (C) Xd+//Y (D) Xd-//Y risque(garçon daltonien cas D) = ½ * ½ = ¼ risque (fille daltonienne cas B) = ½ * ½ = ¼ risque (enfant daltonien quel que soit le sexe) = ½ * ½ = ¼ Si 6 n'est pas porteuse (p=1/2), aucun enfant ne sera daltonien, mais les filles seront toutes porteuses (cas A).

7 \ 6 Xd+ Xd (A) Xd+//Xd Y (B) Xd+//Y 7 : Voies visuelles - Perturbation de la perception visuelle Livre, exercice 9 p.322 et pages 328-329 Voir le TP sur les voies visuelles.

8 : Plasticité cérébrale Les bandes claires correspondent aux neurones marqués par l'acide aminé radioactif injecté dans un œil.

On observe normalement une alternance régulière de bandes sombres et claires. L'aire visuelle reçoit donc des informations venant des deux yeux (rétine nasale d'un œil + rétine temporale de l'autre œil).

Si on supprime la vision d'un œil, on observe une modification de la taille des bandes claires par rapport aux bandes sombres. Les bandes claires correspondent à l'œil qui est resté fonctionnel.

Le cortex s'est donc remanié en accordant plus d'importance à l'œil fonctionnel. C'est la plasticité cérébrale.