生物学课件：第九章 感觉器官的功能.ppt

第九章 感觉器官的功能 第九章 感觉器官的功能 感受器传入神经中 枢感 觉肌梭血压感受器第一节 感受器及其一般生理第二节 眼的视觉功能第三节 耳的听觉功能第四节 前庭器官的平衡感觉功能第一节 感受器和感觉器官的一般生理一、感受器、感觉器官的定义和分类1. 感受器定义 分布于体表或组织内部的一些专门感受 机体内、外环境变化的结构或装置,并能 将不同形式的刺激能量转化成神经元的 生物电信号 实质：生物换能器 结构形式 简单结构：外周感觉神经末梢（痛觉） 复杂结构：感受细胞 感觉器官（1）分布部位： 外感受器（感受外界环境变化） 远距离感受器：视觉、嗅觉和听觉 接触感受器：触、压、味、温度感受器 内感受器（感受机体内部变化） 平衡感受器 本体感受器：肌梭 内脏感受器：存在于内脏或内部器官中2. 感受器的分类：根据接受刺激的性质： 机械感受器 温度感受器 伤害性感受器 光（电磁）感受器 化学感受器、等 感受器的传入冲动通常都能引起主观感觉； 也有一些感受器只是向中枢提供内外环境中某些因素改变的信息，引起各种调节性反应，主观上不产生特定感觉2. 感受器的分类：二、感受器的一般生理特性（一）适宜刺激与特异敏感性1. 定义 一种感受器只对特定形式的刺激（能量变化）敏感，这种形式的刺激是该感受器的适宜刺激。

这种特性就是特异敏感性 举例：眼：适宜刺激电磁波（ = 370740 nm） 非适宜刺激 压迫眼球 感觉阈：引起感受器兴奋所需的最小刺激强度 适宜刺激的感觉阈最小定义：各种形式的刺激能量传入神经的动作电位刺激（二）感受器的换能作用和感受器电位感受器感受器电位传入神经某种感觉或反射慢电位(局部电位)发生器电位快电位(动作电位)G蛋白耦联受体（视、嗅 、味）TRP通道（冷、热、化学）机械门控通道（听、触）1. 定义：感受器把刺激包含的变化信息转移到动作电位的序列之中2. 感受器对刺激的处理3. 编码的来历 用一些少量的特定符号，经过排列组合来反应较复杂内容的一种方式 举例：电报（三）编码功能4. 机制：（1）对刺激“性质”的编码 不同刺激方式不同感受器专用线路皮层特定部位 （2）对刺激“量”的编码不同刺激强度单一神经纤维上的动作电位频率高低 参与传输信息的神经纤维数目多少（三）编码功能感受器在把外界刺激转换为神经动作电位时，不仅发生了能量的转换，而且把刺激所包含的环境变化的信息也转移到动作电位的序列中，起到信息转移的作用河豚毒阻断AP产生动作电位感受器电位自然情况入芝兰之室，久而不闻其香入鲍鱼之肆，久而不闻其臭（四）适应现象 (adaptation)1. 定义：某一恒定刺激持续作用于感受器时，感觉神经纤维上的动作电位频率逐渐降低的现象2. 分类：（适应的程度不同） 快适应感受器：嗅觉、味觉、皮肤上的触觉 特点：对刺激的变化敏感，适应出现快 意义：有利于感受器再接受新的刺激（探索） 慢适应感受器：痛觉、肌梭、颈动脉窦等 特点：出现慢，程度不完全 意义：有利于对机体的某些功能进行长期持 久的监测和调节第二节 视觉器官眼睛 折光系统：角膜、房水、晶状体、玻璃体 感光系统：视网膜（视杆细胞和视锥细胞）人眼的适宜刺激是波长380-760nm的电磁波照相机 折光系统：镜头 感光系统：胶片四种折射率不同的介质:角膜, 房水, 晶状体,玻璃体四个屈光度不同的折射面:角膜的前表面和后表面 晶状体的前表面和后表面折光系统后主焦点在视网膜上眼折光系统的光学特性一、眼的折光系统及其调节（一）眼的折光系统的光学特征主焦点主焦面1. 折光原理 1)远物 2)近物（二）眼内光的折射与简化眼BABA凸透镜成像原理简化眼（reduced eye） 1. 定义；人眼的一个等效折光系统 2. 意义：计算物像的大小；计算视敏度 眼对细小结构的分辨能力称为视敏度或视力20mm15mm5折射率1.333BABA视角1视力表BABA视角1正常眼在视网膜上的像最小为5m，等于中央凹处一个视锥细胞的平均直径视力表1.05 m，视力大于1.0的原因（三）眼的调节 当看近物时，通过增加眼睛折光系统的折光能力，使物像聚焦在视网膜上，这样的调节称为眼的调节实现调节的方式： 晶状体的调节（悬韧带，睫状肌） 瞳孔的调节 双眼球汇聚1. 晶状体的调节神经反射过程物体移近模糊物像视觉皮层 正中核睫状N节睫状肌收缩 悬韧带放松晶状体变凸折光能力 视网膜像清晰图9-4 眼调节前后晶状体形状的改变 1. 晶状体的调节神经反射过程调节能力有限近点：在晶状体最大调节能力下，眼能看清物体的最近距离 10岁8.3cm，20岁11.8cm，60岁80cm2 瞳孔 虹膜有两种平滑肌 散瞳肌-交感神经支配 缩瞳肌-副交感神经支配 2. 瞳孔的调节 瞳孔近反射（near reflex of the pupil）(1)、定义：看近物反射性引起双侧瞳孔缩小的反射(2)、意义: a: 减少入眼光线量 b: 减少球面像差和色像差，成像更清晰 瞳孔的对光反射（中枢：中脑） 瞳孔的大小随入射光量的强弱而变化 互感性对光反射 瞳孔对光反射是双侧的，光照一侧眼，两眼瞳 孔都会缩小，反映视网膜、视神经和脑干功能3. 眼球会聚（Convergence） 1）定义： 视近物，两眼球内收、视轴向鼻侧会聚 2）机制： 神经反射（内直肌反射性收缩） 3）意义： 在视网膜对称点成像， 避免复视，单一物像视觉（四）眼的折光能力和调节能力异常近视（myopia） 定义：任何原因引起平行光线聚焦在视网膜前方，在视网膜上形成模糊的图像（近点移近） 分类：轴性近视：前后径过长 屈光性近视：折光系统折光能力过强 矫正：凹透镜远视（hyperopia） 定义：任何原因引起平行光线聚焦在视网膜后方，在视网膜上形成模糊的图像（近点移远） 分类： 轴性近视：前后径过短（新生儿） 屈光性近视：折光系统折光能力下降（老人） 矫正：凸透镜散光（antigmatism） 定义：由于角膜的改变，使得平行光线不能在视网膜形成焦点，而是形成焦线 （一）视网膜的结构特点二、视网膜的感光换能功能色素上皮层视锥视杆细胞层外界膜外颗粒层外网状层内颗粒层内网状层神经节细胞层神经纤维层内界膜主要细胞层次生理功能色素上皮层感光细胞层双极细胞层神经节细胞层营养、保护感光细胞感光换能传导发生器电位产生和传导神经冲动（一）视网膜的结构特点外内二、视网膜的感光功能(胞体)生理盲点：视网膜由黄斑向鼻侧约3mm处有一直径约1.5mm边界清楚的淡红色圆盘结构，称为视神经乳头。

这是视网膜上视神经穿出眼球的部位，无感光细胞，所以无感光作用二）视网膜的两种感光换能系统（）视锥系统 视杆系统组成光敏感度色觉分辨率作用视锥细胞、双极细胞、神经节细胞低有高昼光觉视杆细胞、双极细胞、神经节细胞高无低晚光觉两种感光换能系统相对独立存在依据 视锥细胞 视杆细胞 分布 中央凹 周边部神经元联系 会聚少, 单线联系 会聚现象感光色素 三种（红 绿 蓝） 视紫红质动物种系 白昼活动 夜间活动 （鸡） （猫头鹰）三、视杆细胞的感光换能机制（一）视紫红质的光化学反应及其代谢 1.视紫红质的组成：结合蛋白视蛋白（opsin） 蛋白质 (11-顺)视黄醛 (retinene) 生色基团视紫红质的光化学反应视紫红质视蛋白全反型视黄醛光照感受器电位暗处异构酶11-顺视黄醛全反型视黄醇（Vit A）异构酶11-顺视黄醇视杆细胞色素上皮补充夜盲症1. RP - 30 - 40 mV1. RP - 30 - 40 mV （一部分（一部分cGMPcGMP门控型门控型NaNa+ +通道开放，暗电流）通道开放，暗电流）2. 2. 光照时产生超极化型光照时产生超极化型感受器感受器电位电位机制：机制： 光照后钠通道大量关闭光照后钠通道大量关闭 光光视紫红质视紫红质视黄醛变构视黄醛变构转导蛋白转导蛋白(Gt)(Gt) 磷酸二酯酶磷酸二酯酶胞浆、膜外段胞浆、膜外段cGMPcGMP NaNa+ +内流内流 视杆细胞超极化感受器电位（外段膜）视杆细胞超极化感受器电位（外段膜）影响终足递质（谷氨酸）的释放影响终足递质（谷氨酸）的释放视神经动作电位视神经动作电位 （三）视杆细胞的光换能机制视杆细胞感受器电位的产生机制磷酸二酯酶 视网膜上分布有三种不同的视锥细胞分别含有对红 绿 蓝三种光敏感的视色素（如何证明）三原色学说（Young and Helmholtz）三种视锥细胞的感光特性（四）视锥系统的换能和颜色视觉视锥系统的换能作用与视杆细胞基本相同,只是视蛋白的分子结构有所不同。

颜色的基本属性色调饱和度（深浅）亮度（明暗）420nm534nm564nm 一定波长的光线以一定的比例使三种视锥细胞分别产生不同程度的兴奋，产生某一种颜色的感觉 是节节能的表现现，可看清150多种颜颜色 对对色盲的解释释（色弱） 不能解释释色对对比：红红与绿绿、兰兰与黄、白与黑四、与视觉有关的若干生理现象（一）视力（视敏度）：眼对细小结构的分辨能力，常用视角的倒数表示（二）明适应与暗适应 暗适应和明适应（dark and light adaptation） 1. 暗适应：（明暗，几分钟） 人眼在暗处对光的敏感度逐渐提高的过程 2. 明适应：（暗明，几秒钟）机制：视杆细胞在黑暗中合成了大量的视紫红质，在明处时要迅速分解，产生耀眼的感觉视力表BABA视角1正常眼在视网膜上的像最小为5m，等于中央凹处一个视锥细胞的平均直径视力表1.05 m，视力大于1.0的原因图9-12 暗适应曲线 空心圈：表示用白光对全眼的测定结果 实心圈：表示用红光对中央凹测定的结果 ( 即表示视锥细胞单独的暗适应曲线，因中央凹为视锥细胞集中部位，且红光不易被杆细胞所感受 ) （三）视野（visual field） 定义：用单眼固定注视前方，所能看到 的空间范围 视轴：单眼注视某点时，此点的像正好落在视网 膜的中央凹处，这两点间的连线就是视轴 大小：白色 黄色、蓝色 红色 绿色 意义：帮助诊断视神经、视觉传导通路 和视网膜病变（四）双眼视觉和立体视觉 双眼视觉：两眼视野的重叠部分 立体视觉：第三节 耳的听觉功能一、概述 人耳的听阈和听域听阈（Hearing threshold）: 每一种频率的声波能引起听觉的最小强度最大可听阈 引起鼓膜疼痛的最小强度听域 (frequency range of hearing)最大可听阈和听阈间的面积人耳的听阈和听域一、外耳和中耳的功能（一）外耳的功能 1. 组成： 2. 作用： 1）采音 2）判断声源方向 3）传导声波 4）增压作用（共振） 波长为管道4倍时可发生共振，4）增压作用（共振）根据物理学原理：一端密闭的管道，波长为管道4倍时可发生共振，人外耳道长2.5cm，共鸣的最佳声波频率为3800Hz，这是声音传导鼓膜时的其强度可增加。

二）中耳的功能 1. 组成：鼓膜和听骨链、鼓室、咽鼓管 鼓膜呈圆锥状，可以和声音同始同终 （二）中耳的功能 1. 组成：鼓膜和听骨链 锤骨砧骨镫骨2. 作用 1）将声波振动能量高效 地传递到内耳淋巴液 2）增压作用 面积：59.4：3.2mm2 18.6 杠杆：1.3倍 3）咽鼓管调节鼓室内压（感冒）S鼓膜: S卵圆窗膜 = 18. 6 :1听骨链L长臂:L短臂=1. 3 :1增压效应24.24） 中耳肌（鼓膜张肌、镫骨肌）反射可阻止过强声波传入内耳1. 气传导（air conduction）2. 骨传导（bone conduction） 敏感性比气传导低 （三）声波传入内耳的途径临床检查用于判断听觉异常产生的部位和原因传音性耳聋感音性耳聋二、内耳（耳蜗）的功能耳蜗的结构横切面（两膜三腔）前庭膜（前庭阶）基底膜（鼓阶）蜗管前庭阶前庭膜鼓阶基底膜蜗管血管纹听神经图9-15 耳蜗及耳蜗管的横断面示意图甲：耳蜗纵行剖面；乙：耳蜗管横断面耳蜗的结构耳蜗的纵切面前庭阶（外淋巴）前庭膜鼓阶（外淋巴）基底膜蜗管（内淋巴）卵圆窗圆窗缓冲作用1. 气传导（air conduction）2. 骨传导（bone conduction）（三）声波传入内耳的途径（二）耳蜗的感。