Sujets vision partie III - Exercices corriges

Sujets vision partie III
2012 polynésie.
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
[pic]
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.
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 |0 |25 |25 |26 |
|Homme | |0 |0 |13 |
|Chimpanzé | | |0 |13 |
|Macaque | | | |0 |
Tableau 2
|Espèces |Cebus |Homme |Chimpanzé |Macaque |
|Cebus |0 |25 |25 |26 |
|Homme | |0 |13 |0 |
|Chimpanzé | | |0 |13 |
|Macaque | | | |0 |
Tableau 3
|Espèces |Cebus |Homme |Chimpanzé |Macaque |
|Cebus |0 |13 |25 |26 |
|Homme | |0 |0 |25 |
|Chimpanzé | | |0 |13 |
|Macaque | | | |0 |
Tableau 4
|Espèces |Cebus |Homme |Chimpanzé |Macaque |
|Cebus |0 |0 |25 |26 |
|Homme | |0 |25 |13 |
|Chimpanzé | | |0 |13 |
|Macaque | | | |0 |
QUESTION 2 Les graphiques ci-après montrent la densité des photorécepteurs (cônes et
bâtonnets) et l'acuité visuelle en fonction de l'excentricité dans la
rétine.
DOCUMENT 2A
Graphique représentant la répartition des photorécepteurs dans la rétine en
fonction de l'excentricité
[pic]
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.
DOCUMENT 2B
Graphique représentant l'acuité visuelle de la rétine en fonction de
l'excentricité
[pic]
L'acuité visuelle définit la qualité de la vue d'une personne. Elle permet
de mesurer la capacité à 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.
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. ? Question 3 Le graphique ci-dessous montre le seuil de sensibilité des photorécepteurs
de l'?il 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 différents. Pour chaque longueur d'onde,
ils ont reçu d'abord un éclairement (mesuré en lux) faible, puis de plus en
plus fort.
[pic]
Sachant que l'intensité lumineuse reçue par l'?il 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. Interpréter les questions . Les deux premières questions sont des QCM (questionnaire à choix
multiple). Il faut cocher dans chaque question uniquement la réponse
exacte.
. Il ne vous est demandé aucune justification, cependant nous avons
choisi d'expliquer les choix pour vous aider à mieux comprendre.
. La question 3. nécessite une exploitation du document pour produire un
court texte. Comprendre les documents . Le document de la question 1. contient un arbre de parenté entre 4
primates dont l'homme ; il s'agit de justifier cet arbre en se servant
de 4 tableaux possibles de comparaison des séquences protéiques
d'opsines. Il faut se rappeler que, plus des espèces sont proches,
plus les séquences des gènes ou des protéines qu'ils possèdent sont
semblables.
. Le document de la question 2. contient un graphe présentant la densité
des différents photorécepteurs, et un autre l'acuité visuelle, en
fonction du degré d'excentricité du côté nasal et temporal.
. Le document de la question 3. présente la sensibilité des différents
photorécepteurs en fonction de l'intensité de la longueur d'onde. À
propos des quatre photorécepteurs, il présente, pour chaque longueur
d'onde, l'intensité lumineuse minimale qu'il faut pour stimuler ce
photorécepteur.
CORRIGÉ : Question 1 Le tableau qui justifie l'arbre de parenté présenté est le tableau 1. Plus
les séquences des opsines sont différentes pour deux espèces, plus ces deux
espèces sont éloignées du point de vue évolutif. Les espèces les plus
proches sur l'arbre de parenté sont l'Homme et le Chimpanzé, ensuite le
Macaque puis le Cebus.
Le tableau 1 est donc valide : aucune différence entre Homme et Chimpanzé,
et nombre croissant de différences quand on s'éloigne de l'Homme vers le
Cebus. Le tableau 2 est invalide car il ne montre aucun acide aminé
différent entre l'Homme et le Macaque, ce qui signifierait que ces deux
espèces sont les plus proches. Le tableau 3 est invalide car il montre
seulement 13 différences entre l'Homme et le Cebus, contre 26 entre l'Homme
et le Macaque, alors que l'Homme est plus proche du Macaque. Le tableau 4
est invalide car il ne montre aucune différence entre l'Homme et le Cebus,
ce qui signifierait que ces espèces sont les plus proches. Question 2 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 cônes.
En effet, les graphes de la question 2 montrent que :
. le maximum d'acuité visuelle se situe à 0 degré d'excentricité, et le
point aveugle à 18 degrés d'excentricité côté nasal ;
. les cônes sont présents au maximum à 0 degré d'excentricité, il n'y a
par contre pas de bâtonnets à cet endroit, les bâtonnets étant au
maximum présents vers 20 degrés d'excentricité côté temporal et nasal. Question 3 Le graphe présente l'intensité lumineuse (IL) permettant l'excitation des
différents photorécepteurs, en fonction de la longueur d'onde.
Les cônes S, M et L ne réagissent qu'à une IL de 1 000 lux et plus.
Les bâtonnets réagissent à une IL de 1 lux et plus (1 lux vers une longueur
d'onde de 500 nm).
Or l'IL reçue par l'?il une nuit de pleine lune est seulement de 1 lux ;
dans ces conditions d'éclairement, seuls les bâtonnets sont mis en jeu.
Comme les bâtonnets ne sont pas sensibles aux couleurs, contrairement aux
trois types de cônes, on ne peut percevoir les couleurs dans ces conditions
d'éclairement. 2012 inédit Le mécanisme de la vision Annales corrigées : partie 3Sciences1re ES1re LDe l'?il au
cerveauInédit2012
> 1. L'image ci-dessous représente ce que perçoit un individu âgé de 50 ans
au moment où, installé dans son jardin, il s'apprête à consulter un livre.
Jusqu'alors sa vision n'avait jamais présenté de défaut.
DOCUMENT
[pic]
Ph © Matteis/Lookatsciences
Au cours de la consultation, son ophtalmologue lui explique que son
problème est dû à une :
(Entourez uniquement la réponse exacte.)
a) perte de souplesse du cristallin.
b) détérioration des photorécepteurs rétiniens.
c) opacification du cristallin.
d) détérioration du nerf optique.
> 2. Les cônes (dont il existe trois types) et les bâtonnets sont des
photorécepteurs rétiniens dont les propriétés déterminent la vision du
monde.
Pour réaliser le graphique ci-après, les photorécepteurs ont été exposés à
des longueurs d'ondes différentes. Pour chaque longueur d'onde, le
photorécepteur a été soumis d'abord à une intensité lumineuse très faible,
puis de plus en plus forte (mesurée en lux). Le graphique représente
l'intensité lumineuse minimale pour laquelle le photorécepteur réagit.
DOCUMENT
Intensité minimale de stimulation des photorécepteurs en fonction de la
longueur d'onde
[pic]
DOCUMENT?DE RÉFÉRENCE
[pic]
D'après cette étude, on peut dire que :
(Dans chaque proposition, cochez vrai ou faux.)
a) seuls les bâtonnets sont stimulés dans un endroit ?très peu
éclairé. [pic] [pic]
b) les cônes sont stimulés quelle que soit l'intensité ?de
l'éclairement. [pic] [pic]
c) les bâtonnets présentent une sensibilité maximale ?dans le bleu et le
rouge. [pic] [pic]
d) chaque type de cône possède une sensibilité maximale ?pour une couleur
donnée. [pic] [pic]
> 3. La photo ci-dessous a été prise au microscope électronique au niveau
d'une synapse du cortex visuel (G × 10 000).
DOCUMENT