Photorécepteurs, synapses et perturbation de la vision

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Annales corrigées
Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : De l’œil au cerveau
Type : Partie 3 | Année : 2014 | Académie : France métropolitaine
Corpus Corpus 1
Photorécepteurs, synapses et perturbation de la vision

Représentation visuelle

sci1_1409_07_01C

SVT

26

France métropolitaine • Septembre 2014

Représentation visuelle • 6 points

La perception visuelle, c’est-à-dire la sensation consciente de voir, s’appuie sur un organe récepteur, l’œil, et sur une construction cérébrale.

Dans certains cas, la perception peut être modifiée.

 DOCUMENT 1 La répartition des photorécepteurs dans la rétine

a. Observation microscopique de rétine à des excentricités différentes par rapport à l’axe optique


D’après Curcio C. et al., Human photoreceptor topography, J. Comp. Neurol., 292/4:497-523, 1990

b. Graphique représentant la répartition des photorécepteurs dans la rétine en fonction de l’excentricité


D’après le site Eduscol

 DOCUMENT 2 La perception visuelle, une construction cérébrale

a. Schéma du cerveau en coupe transversale


D’après artic.ac-besancon.fr

b. Deux neurotransmetteurs : la sérotonine et le LSD

La sérotonine est un neurotransmetteur naturel impliqué dans les synapses situées sur les voies visuelles.

La prise de LSD provoque des illusions, déformations de la perception, mais aussi des hallucinations, perceptions apparaissant en l’absence de toute stimulation.


Modèle moléculaire de sérotonine fixée à son récepteur spécifique (en grisé)


Modèle moléculaire de LSD

>1. À partir du document 1, répondez à la question ci-après.

Cochez uniquement la réponse exacte.

La rétine de la zone A correspond à une excentricité, par rapport à l’axe optique, de :

20°

40°

60°

>2. À partir du document 1, répondez à la question ci-après.

Cochez uniquement la réponse exacte.

La zone située à 20° d’excentricité par rapport à l’axe optique, du côté nasal, est une zone particulière de la rétine :

la fovéa.

la macula.

le lieu de naissance du nerf optique.

la tâche jaune.

>3. À partir du document 2a et de vos connaissances, expliquez le mode de transmission du message nerveux au niveau du relais cérébral.

>4. À partir du document 2 et de vos connaissances, expliquez l’origine des hallucinations provoquées par la prise de LSD.

Les clés du sujet

Interpréter les questions

  • Les deux premières questions sont de type QCM sur documents.
  • Les deux suivantes sont des questions rédigées vous demandant de vous servir des documents et de vos connaissances.

Comprendre les documents

  • Le document 1 donne la répartition des différents types de photorécepteurs sur la rétine.
  • Le document 2 présente l’organisation des voies visuelles et donne des informations sur la forme de la sérotonine (neurotransmetteur impliqué dans les voies visuelles) et le LSD (drogue perturbant la vision).

Organiser les réponses

  • Les deux premières questions sont des QCM. On vous demande uniquement de cocher une réponse dans chaque question. Il convient de bien lire et comprendre le document associé à chaque fois avant de répondre. Nous avons choisi de mettre quelques phrases explicatives à votre attention mais elles ne sont nullement exigées lors de l’épreuve.
  • Dans la question 3, il faut vous servir de vos connaissances pour expliquer la manière dont les neurones A et B des voies visuelles présentés sur le document 2 se transmettent l’information (fonctionnement d’une synapse).
  • Dans la question 4, le document 2 ainsi que vos connaissances doivent vous permettre de montrer que le LSD « mime » la sérotonine, ce qui explique ses effets hallucinogènes visuels.
Corrigé
Corrigé

>1. La rétine de la zone A correspond à une excentricité, par rapport à l’axe optique, de : 0° (réponse 1).

En effet, le document 1a montre que la zone A ne comporte que des cônes (et pas de bâtonnets). Or, d’après le document 1b, la zone qui correspond à cette distribution de photorécepteurs est celle située à 0o d’excentricité (c’est-à-dire au centre de la rétine, au niveau de l’axe optique).

>2. La zone située à 20o d’excentricité par rapport à l’axe optique, du côté nasal, est une zone particulière de la rétine : le lieu de naissance du nerf optique (réponse 3).

Sur le graphe du document 1b, on observe qu’à 20° d’excentricité vers le nez, il n’y a aucun photorécepteur : on ne trouve que les fibres de neurones ganglionnaires issus de la rétine et formant le nerf optique.

>3. Le document 2a nous montre que les voies visuelles sont constituées de deux catégories de neurones qui se succèdent : les neurones A, neurones ganglionnaires issus de la rétine, et les neurones B, qui prennent le relai jusqu’au cortex visuel.

La transmission du message des neurones A aux neurones B se fait au niveau d’une zone de relais, il s’agit d’une transmission synaptique (chimique).

Les mécanismes de la transmission synaptique sont les suivants :

  • le premier neurone (A) porte un message électrique car il a été stimulé indirectement par une information lumineuse ;
  • l’information électrique provoque la sortie de molécules de neurotransmetteur du neurone A vers la fente synaptique (ces molécules étaient préalablement enfermées dans des vésicules dans le premier neurone) ;
  • les molécules de neurotransmetteur se fixent par complémentarité de forme sur des récepteurs spécifiques situés sur la membrane des neurones B ;
  • ceci provoque la naissance et la propagation d’un message électrique le long du neurone B : l’information est passée ;
  • enfin, le neurotransmetteur est inactivé par des enzymes et des protéines de recapture du neurone A, afin que le neurone B ne reste pas actif quand le neurone A ne l’est plus.

>4. Le document 2b nous montre que la sérotonine, neurotransmetteur qui permet la transmission du message des neurones A aux neurones B, a une partie similaire au LSD.

Il s’agit de plus de la partie qui se fixe sur les récepteurs de la sérotonine (figure de gauche).

Ainsi, en cas de prise de LSD, celui ci peut activer les neurones B en mimant la sérotonine alors même qu’aucun message visuel ne provient des neurones A, d’où les hallucinations visuelles provoquées par cette substance.