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1、單元十三 生物對外界刺激的反應 十三十三. .生物對外界刺激的反應生物對外界刺激的反應 單元1.視覺 2.味覺與 嗅覺 3. 聽覺 與平衡 覺 4.皮膚 感覺 5.其他 感覺 內 容 生物 三下 55626267687070717172 參考 書 P369377 實 驗 生物 三下 P8081 單元十三第1部分 視覺 動物視覺器官 海扇 眼點(有多個，於殼內套膜邊緣) 蝸牛 眼睛(於觸角頂端) 昆蟲 1.單眼(感測光線明暗) 2.複眼(許多小眼組成，各自成像.使物體成鑲嵌 狀腦合成準確方位的像覺察外界物體移動) 構造位置功能 上下眼瞼 .睫毛 眼球前方防止異物侵入眼睛(保護眼球) 淚腺眼球外上
2、方 分泌淚液滋潤眼球和殺菌 六條肌肉眼球後方使眼球上.下.左.右轉動(每個 運動神經元支配的肌纖維數少 ,故可精確) 眼球的外部構造(附屬構造)：眼球(直徑2.5近 球形器官) 立體視覺多 數掠食動物 視野範圍 180。 多數草食性動物 視野範圍 360 度 頭足綱視覺器官最發達 成像原理和人相似 視覺的附屬構造視覺的附屬構造 支配眼球轉動的肌肉淚腺及鼻淚管 構造功能 眼 球 壁 分 三 層 外 鞏膜( 眼白) 強韌的結締組織,與肌肉 相連(協助運動) 1.保護眼球內部 2.維持眼球形狀 角膜眼球正前方,薄而無色透 明(排列整齊.無血管) 使光線進入眼 中 脈絡膜 含黑色素(遮光)結締組織 、
3、許多血管(滋養眼球) 1.吸收眼內光線. 阻絕鞏膜內外光線 (防止光散射) 2.供應眼球營養 睫狀體 含懸韌帶和睫狀肌固定.調節水晶體 虹膜含黑色素(決定眼睛顏色) 的結締組織與平滑肌 1.調節進光量(瞳 孔大小調整) 2.決定眼珠顏色 內 視網膜 一層感光色素(維生素A衍 生物)細胞.多層神經細胞 神經細胞的光受器 (接受光線刺激) 視神經 多層神經細胞(最內層神 經軸突聚集成視神經) 將影像由視丘傳至 大腦皮質區 眼的內部構造： 構造功能 眼 球 內 部 水 晶體 透明有彈性的雙凸透鏡, 懸韌帶支持.睫狀肌固定 於脈絡膜上(二者調節晶 體形狀) 將光折射至視網 膜 水 狀液 水晶體與角膜之
4、間(澄清 ) 1.供水晶體.角膜 養分 2.維持眼球形狀 玻璃 狀液 水晶體與視網膜之間(透 明膠狀) 維持眼球形狀 瞳孔變化環狀肌輻射狀肌 縮小收縮舒張 放大舒張收縮 l調整瞳孔(虹膜中央的小孔)：收縮狀態受光線強度與 情緒等因素影響(虹膜平滑肌有二種) 人眼的構造人眼的構造 細胞桿狀細胞錐狀細胞 對光的 敏感度 黑暗中分辨黑色與 白色(對光的敏感 度是錐狀的數百倍 ) 強光才能刺激(偵測影 像.敏銳度高).分辨顏 色(對紅.綠.藍光反應 的三種細胞) 辨識物體外形敏銳的影像 數量(個)1億2千萬6百萬 末梢突起長而細短而鈍 分佈視網膜周圍視網膜中央窩(缺桿狀) 視網膜上的光受器： p感光細
5、胞(外節)：具碟狀構造.內含視紫紅素(視蛋 白與視黃醛組成的視覺色素)吸光引起神經衝動 p黃斑：視網膜中央有一個黃色斑點的小區域(中央 窩：黃斑中央.視網膜中央凹陷處.感光最靈敏區) p盲點：視神經通出眼球處.無感光細胞(光線於此區 無法被感光細胞接收,不能成像) 視網膜之構造 三種錐狀細胞的感光範圍三種錐狀細胞的感光範圍 眼睛各部分構造的功能 視物遠物近物 晶體焦距較長較短 晶體形狀扁平突出 懸韌帶緊張收縮(對晶體拉力增加)舒張 睫狀肌舒張收縮 調適作用：懸韌帶與睫狀肌對晶體的調整(使 光線準確投射在視網膜) 視覺調適作用視覺調適作用 視遠物時 視近物時視覺調適作用 視覺調適作用 視覺原理：
6、類似相機調整透鏡與底片間的距離,使 像清楚呈現於底片位置 l原理：眼睛以改變水晶體(透鏡)的厚薄調整焦距, 虹膜肌肉調整瞳孔大小(光圈)控制進光量,使像清 楚呈現於感光的視網膜上(底片),黑色素皮膜細胞( 暗黑色照相機內部) l路徑：物體反射光線角膜.瞳孔水狀液(眼前房 .眼後房)水晶體折射玻璃狀液光線聚集於視 網膜上(倒反像)視紫紅素(光受器)吸收光子產生 化學變化細胞膜電位變化神經衝動傳導至鄰近 雙極神經細胞神經節細胞神經軸突(組成視神 經)經過視交叉(部分視神經在腦垂體前方構成X狀 )外側膝狀核轉換聯絡神經元視丘大腦枕 葉皮質視覺整合中心整合左.右半球訊息形成 顏色.動作.外型.距離的影
7、像 視覺原理視覺原理 產生視覺時,光線路徑( )和視覺的訊息傳遞路徑( )圖 甲為脈絡膜,乙為鞏膜 l色弱或色盲：多為紅綠色盲(紅.綠基因C在X上 .X連鎖隱性遺傳)是一種性聯遺傳,缺一至多種 錐狀細胞(視紫紅素由3個基因控制合成) 原因成像(焦點)矯正 近視眼軸.眼球前後徑過長(角 膜及水晶體折射過強) 視網膜前方凹透鏡 遠視眼軸.眼球前後徑過短視網膜後方凸透鏡 散光角膜弧度不均勻光線無法聚 集在一點 弧度不均 勻透鏡 結膜炎 眼球外部(球結膜)和眼瞼 內側(瞼結膜)感染 微血管充血塗藥 白內障 水晶體混濁(病變.老化.受 傷)，阻擾光線進入 視力模糊手術 青光眼 眼壓過高，視神經損傷視野缺
8、損 飛蚊症 玻璃液內漂浮物投射在視 網膜 看到似蚊子 在飛 視網膜 剝離 外力撞擊等因素(視網膜和 脈絡膜分離而缺養分.氧氣 ) 視覺喪失手術雷射 光 視力缺陷：眼軸(晶體與視網膜間的距離) 各種視覺異常及矯正示意圖各種視覺異常及矯正示意圖 單元十三第2部分 味覺與嗅覺 味覺與嗅覺：最原始的感覺器官(化學受器受 液體和氣體刺激,普遍存在於動物) l味覺 1.味蕾：舌頭乳突狀皮膜內.橢圓形小體。舌表 皮最多,會厭.舌顎及軟顎也有 味細胞(受器)：特化皮膜細胞(上方分叉接受 流入味 孔的化學分子刺激.下方和感覺神經 樹突末梢毛狀分枝相連) 支持細胞：於周圍,支持 2.途徑：味細胞毛端接受化學分子神
9、經衝動 顏面.舌咽神經延腦視丘大腦味覺區 味覺 味蕾的構造味蕾的構造 p味覺與嗅覺互補：聞到氣味時，化學分子由鼻腔 進入口中刺激味蕾(味覺.嗅覺在大腦皮質感覺區為 綜合效果) p食物之滋味：靠味覺.嗅覺.食物溫度.觸覺.痛覺 及心理因素共同作用 p味細胞對化學刺激的敏感度不同：四種基本味覺 味覺味蕾分佈引起刺激的分子 甜舌尖含氫鍵的特殊分子 苦舌根有機物(咖啡因.奎寧) 酸舌兩側.軟顎氫離子 鹹舌兩側.舌尖金屬陽離子(Na+) p混合味覺：基本味覺以外的味覺(1辣：味覺.皮 膚感覺及嗅覺引起、2檸檬酸：酸和甜之混合) 舌頭味覺分布舌頭味覺分布 l嗅覺 1.鼻黏膜：鼻腔頂端 特化神經細胞(受器)
10、：有千餘種,每一種特定化 學分子僅與有關受器結合(嗅細胞本身即是 雙極神經元) 皮膜細胞：支持 2.途徑：化學分子溶於嗅黏膜表面液體嗅細胞 樹突末梢分枝(嗅纖毛)神經衝動顱腔底部嗅 神經(軸突)腦前方嗅球大腦皮質嗅覺區 p嗅覺疲勞：受器與化學分子結合過久受體失 去結合力不再產生神經衝動，如入芝蘭之室 .久不聞其香 p嗅覺敏感度隨年齡增加而減弱：因嗅黏膜受器 和外界接觸,較易受傷 嗅覺受器嗅覺受器 鼻腔上方的嗅黏膜嗅黏膜內的嗅細胞 單元十三第3部分 聽覺與平衡覺 組成特徵功能 外 耳 耳殼 漏斗狀人不能轉動( 豬.兔可以) 收集音波 (外) 聽道 有脂腺分泌物(耳垢 ),內層有毛 傳遞音波 鼓膜
11、薄膜結締組織震動,複製聲源 中 耳 鎚骨 和鼓膜相連 三者前 後銜接 成槓桿 系統 放大聲波(因卵圓窗較鼓 膜小),將鼓膜的震動傳 到內耳(若聲音太大,可 由肌肉調整相對位置.降 低震動) 砧骨 鐙骨 與卵圓窗相 連 耳咽 管 中耳腔下方與咽喉 連通管道(又稱歐氏 管) 吞嚥.咀嚼.打呵欠時打 開(平衡鼓膜兩側壓力) 薄膜 分隔中.內耳 聽覺：人耳的構造與功能 組成特徵功能 內 耳 耳 蝸 前庭道與鼓室 道間.基膜上 有哥帝氏器 曲折 管道( 又稱 迷路 ),內 含淋 巴液 負責聽覺 哥帝氏器又稱柯氏 器 前 庭 又稱位覺斑負責靜態平衡(橢圓囊 和球囊內有山脊頂.上 有小耳石.下有毛細胞 )
12、半 規 管 三個.互相垂 直.充滿內淋 巴 負責動態平衡(基部壺 腹有毛細胞.上覆山脊 頂) p中耳炎：病菌自耳咽管侵入中耳(耳咽管平時關 閉,阻斷自己聲音進入中耳) p聽覺障礙：音波震幅(響度；強度)超過110分貝 ，長期可能傷害毛細胞(噪音：超過70分貝) 耳蝸與聽覺之產生：耳蝸(橫切面有前庭道( 階).耳蝸道(管).鼓室道(鼓階) l受器：於耳蝸道基膜上的哥帝氏器(包含二 萬個毛細胞與其上的覆膜) l途徑：音波(震動)聽道鼓膜中耳三小 聽骨卵圓窗內耳淋巴流動耳蝸道內基 膜震動哥帝氏器覆膜震動毛細胞的毛摩 擦神經衝動耳蝸神經樹突聽神經(耳蝸 神經軸突)延腦中腦視丘大腦皮層之 聽覺區聽覺 人
13、耳的構造人耳的構造 哥帝氏器 耳蝸的橫切面 進入耳朵的聲音能量路徑( )和引起聽覺與平衡覺的 訊息傳遞路徑( )圖 動態 平衡 受器：三半規管(基部壺腹有毛細胞.上覆山脊 頂) 途徑：身體移動半規管內淋巴液壓向山脊頂 (慣性作用)毛細胞彎曲神經衝動產生運動 方向與速率的感覺 靜態 平衡 受器：前庭(橢圓囊和球囊內有山脊頂.上有小 耳石.下有毛細胞(二者偵測地心引力) 途徑：頭向一邊傾小耳石壓一邊山脊頂下 毛細胞彎曲神經衝動第8對腦神經延腦(反 射調整姿勢)大腦感覺區(產生頭位置的感覺) 本體 感覺 受器：骨骼肌.肌腱和關節韌帶內機械受器(數 目最多.活動最廣)保護肌肉.維持平衡 途徑：感受肌肉
14、和關節的張力和拉力產生身體 活動及位置的感覺(如閉眼穿衣.知道自己姿勢. 肢體或軀幹反射的受器) 平衡覺：由三個半規管.前庭系統.本體感覺及視覺維持 p人體整合前庭感覺.肌腱與關節的感覺.皮膚訊息,感 受姿勢與運動的變化 人體平衡覺器官 人體的平衡人體的平衡 A.與球囊和 橢圓囊有關 之靜平衡 橢圓囊和球囊內平衡覺的形成 B.與半規管有關之動平衡 壺腹內毛細胞平衡感的形成 數種動物的聽覺構造 動物的聽覺範圍：數字表示音波震 動次數的最低與最高限(單位：赫茲) 蝙蝠海豚 發音咽喉.口部產生超 音波(經嘴或特化鼻 葉發射) 聲納系統：約110 分貝,僅1/2000彈回 吸入空氣頭部管道(來 回推送
15、產生高壓)咽喉共 鳴箱內簧片震動前額脂肪 細胞(額隆)匯集.投射至定 點 回音定位：聲音在水中較 陸地快4.5倍 接收 大耳殼收集回音(中 耳肌肉收縮減少震動 .傷害聽覺) 聲波撞擊物體反彈下頷脂 肪細胞耳腦部分析 音波 頻率與覓食對象大小 有關(與種別較無關) 行進時音波範圍廣.攝食時 範圍窄(擊昏魚捕捉) 功能 提供食物距離.方向. 質地.形狀.障礙及本 身位置 行進.攝食 回音(聲)定位(聲納)：動物發出高頻音波,彈回後提 供動物碰撞物體方向.距離及大小等訊息 蝙蝠的聲納系統蝙蝠的聲納系統 蝙蝠的回聲定位(紅色為發出的音波.藍色為反射波) p超音波掃瞄技術：用於雷達導航.醫療探測 瓶鼻海
16、豚的聲納系統瓶鼻海豚的聲納系統 瓶鼻海豚的聲納系統 單元十三第4部分 皮膚感覺 感覺受器特性 痛覺 位置：淺層(表皮).深層( 肌肉或關節).內臟器官 構造：游離的神經末梢( 可被其他訊息掩蓋，如搓揉 傷處較不痛) 敏感度低(需強烈如 高溫.機械或化學物 質刺激才能感覺),痛 時已傷害組織(損傷. 危險警報器) 觸覺位置：表皮.真皮.毛囊附 近 構造：特化受器 分佈不均勻(指尖.嘴 唇分佈最多),輕微. 短暫刺激能引起感覺 冷覺位置：真皮 構造：特化受器 冷受器較熱受器多( 皮膚對冷刺激較敏感 )熱覺位置：真皮 構造：特化受器 壓覺位置：真皮或更深入肌肉 .關節 構造：特化受器 力量較大.持久才能 感覺(壓力持續時,壓 覺消失) p機械受器：有本體感覺.觸覺.壓覺.痛覺.聽覺毛細 胞.前庭.半規管 皮膚有什麼感覺受器皮膚有什麼
