难度预警:本文难度稍大,不能理解的就看标题有个大致了解就好。
一、视觉的进化二、人眼三、眼的聚焦、调节四、近视眼、远视眼、散光怎么回事五、感光细胞六、感光色素的光化学反应七、人是怎样区分不同的颜色的一、视觉的进化无脊椎动物的3种不同的视觉器官:1、涡虫的光感受器称眼杯(下图1),是最简单的光感受器,由一团色素细胞排列成杯形,感光细胞末端膨大含有色素分子。这些色素分子能吸收光能产生动作电位,并传送到涡虫的脑。涡虫的眼杯不能成像,只能检测到光的强度与方向,使涡虫避开强光躲入暗处。
图1涡虫
2、龙虾、蟹、昆虫等具有复眼(下图2),复眼一般是由几千个结构相同的小眼构成的,每个小眼的表面是一个六角形的凸出的小单位,称为小眼面。下面的视网膜细胞可以感受光线的刺激,并将神经冲动传送到脑两侧的视叶。这样的复眼形成的像是镶嵌像。
图2蜻蜓的复眼
图3复眼的结构
3、单透视镜眼(下图4):工作原理与照相机相似,如乌贼的眼。单透视镜眼可以产生清晰的不间断的图像。
图4单透视镜眼
二、人眼
人眼是最复杂的感觉器官,接近球形,直径约24mm,眼球壁分为3层,最外层外巩膜和角膜,中间层为脉络膜,最内层为视网膜。
巩膜起保护眼的作用,角膜曲度比其他部分大,外面的光线由此入眼,在聚焦光线中起最重要的作用。
脉络膜即可供给视网膜营养,又可吸收眼内光线防止光的散射。
视网膜是感受光刺激的神经组织。
在巩膜和角膜交界处有睫状肌和虹膜,不同肤色的人种,虹膜所含色素不同。
图片版权归作者所有三、眼的聚焦、调节光线进人眼到达视网膜要经过3个折光面,空气-角膜界面,房水一晶状体界面,晶状体一玻璃体界面,其中空气-角膜界面的折射最强。
正常眼在静息状态时,来自远处的平行光线聚焦在视网膜上。
当物体向眼移近时,则来自物体的光线越来越辐散。如果眼的折光系统不变,这些辐散的光线将聚焦在视网膜之后,视网膜上成像模糊。因此,人眼从看远处物体改换到看近处物体时要进行调节。
调节主要是增加晶状体前表面的曲度。
晶状体是富有弹性的组织,当看远处物体时,健状肌舒张,睫状小带由于眼球壁的张力将悬挂其中的晶状体拉成扁平形,来自远处的平行光线恰好聚焦在视网膜上。看近处物体时,睫状肌收缩使睫状小带舒张,晶状体由于本身的弹性而增加曲度,能使来自近处的辐散的光线聚焦在视网膜上。
内心OS:这个图,你看得懂就看,看不懂就算了吧
当人的年龄到达45岁左右时,晶状体的弹性开始迅速减小,看近处物体时虽然睫状肌尽量收缩,睫状个街充分舒张,但晶状体却越来越不能达到正常的曲度,因而成为老视眼。所以中老年人要戴老视镜(凸透镜)才能看清楚近处的物体。
四、近视、远视、散光怎么回事
正常眼在静息状态时,来自远处物体的平行光线正好聚焦在视网膜上。
如果由于眼的折光系统接配的形状发生异常,平行光线不能聚焦于视网膜上。为异常眼。异常眼主要有3种:近视、远视和散光。
(1)近视平行光线聚焦在视网膜的前面,远处物体成像模糊。近视大多数是由于眼的前后径过长有时是由于角膜的曲度增大。可在眼前加一凹透镜矫正。
(2)远视平行光线聚焦在视网膜的后面,近处物体成像模糊。远视大多数是由于眼的前后径过短,有时也由于角膜的曲度减小所致。远视可在眼前加一凸透镜增加折光率矫正。
(3)散光多数是由于角膜表面经线和纬线的曲度不一致造成的。因此,从不同经纬线方向射入的光线不能全部聚焦在视网膜上,造成视像模糊和歪曲,可用圆柱形透镜矫正。
五、感光细胞
视网膜的厚度只有0.1~0.5mm,但结构十分复杂。
视网膜的最外层是色素细胞层。内含黑色素颗粒和维生素A,对感光细胞有营养和保护作用。
第二层为感光细胞层,人的感光细胞可分为视锥细胞和视杆细胞两种。感光细胞的外段含有特殊的感光色素,在感光换能中起重要作用。视杆细胞处段呈长杆状,视锥细胞外段呈圆锥状。
两种感光细胞都和第三层的双极细胞的突触联系,双极细胞再和第四层的神经节细胞联系。
神经节细胞发出的轴突先在视网膜内表面聚合成束,然后从眼的后极穿过视网膜离开眼球,这个部位称为视盘(看图??)。视盘没有感光细胞,因而不感光,如果外界物体的像正好投射在这一区城便会看不到,是生理上的盲点(blindspot)。
视网膜各部分的结构并不完全相同。
眼球后极稍偏外侧的视网膜上有直径为1.5mm的黄色色素区,称为黄斑。黄斑中央有一个直径为0.5mm的小凹,中央凹。这里视网膜极薄,只有密集的视锥细胞,没有视杆细胞。
六、感光色素的光化学反应视杆细胞外段中的感光色素是视紫红质。视紫红质由视蛋白和视黄醛组成,视蛋白镶嵌在外段的细胞膜上。
(光下)视紫红素→视黄醛+视蛋白
(黑暗)视黄醛+视蛋白→视紫红素
在无光的情况下,视蛋白与视黄醛紧密结合在一起,视黄醛嵌在视蛋白中。
接受光的作用后,视黄醛构型有了变化,不再嵌在视蛋白中了,视蛋白构型也有了变化。由此引起膜电位的改变通过双极细胞,最终引起视神经的冲动发放。
在此过程中可能损耗部分视黄醛,耗损的部分由色素上皮细胞中的视黄醇(维生素A1)来补充。
如果营养不良,缺乏维生素A1就会影响视黄醛的补充和视紫红质的再合成。
因而,视杆细胞不能发生正常的光化学反应,光敏感度下降,在傍晚和夜间看不清物体,这种病称为夜盲症。
七、人是怎样区分不同的颜色的
在人眼的视网膜中有3种视锥细胞,每一种视锥细胞含有一种感光色素,分别对蓝光、绿光和黄光最敏感。不同颜色的光刺激这3种感光细胞时引起的兴奋程度不同,传入大脑后产生相应的不同的色觉。
色觉异常有两类,即色弱和色盲。
色弱是对红或绿的分辨能力降低。这是由遗传因素或健康状况不良所造成的。
色盲包括全色盲和部分色盲。
全色盲患者只能分辨明暗,不能分辨颜色。这类色盲很少见。
部分色盲多为红色盲或绿色盲。
红色盲患者不能分辨红色与绿色,绿色盲患者不能分辨绿色。
红、绿色盲是高度伴性遗传的。据一项调查,约有8%的男性和0.5%的女性有某种程度的色盲或色弱。色盲基因在X染色体上,是隐性遗传。
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