生物对外界刺激的感应

第十章生物對外界刺激的感應10-1植物對環境刺激有什麼反應？10-2視覺是怎樣產生的？10-3味覺和嗅覺是怎樣形成的？10-4聽覺有怎樣的構造與功能？10-5平衡覺器官的構造與功能如何？10-6什麼叫回音定位？10-7皮膚有什麼感覺受器？人體的本體感覺與內臟感覺（補充教材）探討活動－瞳孔的反射與味覺的靈敏度回總目錄植物對環境刺激有什麼反應？植物對光有什麼反應？植物對溫度刺激有什麼反應？植物對光有什麼反應？光敏素 (1)植物的光受體，接受光的刺激而影響 植物的生長與發育 (2)存在的部位：葉 (3)成分：色素蛋白質 (4)含量微少，但作用很大 (5)有兩種型態：

Pfr：有活性

Pr

：無活性

Pr

Pfr照紅光照紅外光兩種光敏素的變化植物對光有什麼反應？光敏素影響植物生長發育的例子： (1)影響葉綠素的生成、葉的發育： 在光照下生長的馬鈴薯植株： 節間短、枝葉發育茂盛 在黑暗下生長的馬鈴薯植株： 節間長，葉不發育亦無葉綠素， 呈白化狀態光對馬鈴薯生長與發育的影響植物對光有什麼反應？(2)促進苣萵種子萌發 實驗： 萵苣種子發芽 萵苣種子不發芽 萵苣種子發芽 結論：只要最後一次照射紅光，即能 產生Pfr型光敏素，促進種子萌發紅光遠紅光紅光紅光遠紅光紅光植物對光有什麼反應植物對光有什麼反應？(3)影響植物的開花（光週期）： 長日照植物：日照時間＞臨界日照值 開花，例如：菠菜 短日照植物：日照時間＜臨界日照值 開花，例如：菊花、紫蘿蘭和聖誕紅 中性植物：不論日照長短，成長至一定 程度均會開花者，例如：番茄、南瓜植物對光有什麼反應？實驗：短日照條件下，短日照植物的連續黑暗期不開花短日照條件下，短日照植物的連續黑暗期開花短日照條件下，長日照植物的連續黑暗期開花短日照條件下，長日照植物的連續黑暗期不開花結論：A.光敏素與植物開花有密切關係

B.照紅光（產生Pfr）

a.會抑制短日照植物開花

b.會促進長日照植物開花紅光遠紅光紅光遠紅光紅光紅光光中斷的影響資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.768,Fig.39.18紅光與紅外光影響光期性資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.768,Fig.39.18植物對光有什麼反應？植物的睡眠運動： (1)指花瓣或葉片日間張開、夜間 閉合的現象 (2)花瓣或葉柄受光的刺激而引起 膨壓改變 (3)例如：牽牛花和豆科植物植物對溫度刺激有什麼反應？溫度影響植物生理活動： 溫度影響酵素活性，進而影響呼吸、光合作用的速率40℃呼吸率最高50℃呼吸酵素被破壞呼吸率下降植物對溫度刺激有什麼反應？溫度影響植物生長： (1)植物生長的溫度要求 最低溫度：低於此溫度， 植物停止生長 最適溫度：在此溫度下， 植物的生長速率最快 最高溫度：高於此溫度， 植物便停止生長或死亡 最適溫度因植物種類不 同而異植物對溫度刺激有什麼反應？(2)溫度對植物開花的影響（春化作用） 二年生植物 第一年營養生長次年春、夏開花 感受低溫刺激的部位

A.胚

B.種子

C.幼苗冬(低溫)視覺是怎樣產生的？

人眼的構造如何？什麼是視覺原理？什麼是視覺異常？人眼的構造如何？眼球外部： (1)上、下眼瞼：保護眼球 (2)淚腺 位於上眼瞼外側 分泌淚液：溼潤眼球人眼的構造如何？眼球壁： (1)由外而內為：鞏膜脈絡膜視網膜虹膜(A)眼球周圍的肌肉(B)眼球切面，和內部構部人的眼角膜脈絡膜視網膜肌肉水狀液晶體曈孔睫狀肌鞏膜玻璃狀液中央窩盲點視神經資料來源：國立編譯館，民84，高中生物第三冊，國立編譯館出版，p.21，Fig22-2人眼的構造如何？(2)鞏膜： 由結締組織構成 強韌、呈白色，俗稱眼白 與肌肉相連，可協助眼球運動 可保護眼球內部構造，維持眼球形狀人眼的構造如何？ (3) 脈絡膜： 由結締組織構成 含黑色素，可吸收入眼的光線 含許多血管，可滋養眼球 前方特化成肌肉性的虹膜與睫體人眼的構造如何？ 虹膜如何控制瞳孔的大小？

A.虹膜本身含有環狀和輻射排列的平滑肌， 二者具有拮抗作用

B.環狀肌收縮、輻射肌舒張瞳孔縮小

C.環狀肌舒張、輻射肌收縮瞳孔放大 虹膜肌肉的收縮可調節瞳孔的大小 虹膜亦含有黑色素，其含量多寡決定了眼睛的顏色 睫體位於角膜與鞏膜的接合處，內含睫狀肌，可調節晶體的凸度人眼的構造如何？人眼如何清楚看遠看近？

A. 藉睫狀肌的收縮與舒張帶動懸韌帶的鬆 緊來調節晶體的凸度，使光線折射後會 聚在視網膜上

B. 視遠物時，睫狀肌舒張、懸韌帶收縮， 使晶體呈扁平狀

C. 視近物時，睫狀肌收縮、懸韌帶舒張， 使晶體呈圓凸狀人眼的構造如何？人眼的構造如何？(4)視網膜： 由一層色素細胞和多層神經細胞構成 是眼內感光成像之處

中央窩是視野中心，也是視網膜上感 光最靈敏之處 盲點：A.位於中央窩下方

B.無視覺作用

C.無感光細胞

D.為視神經通出之處人眼的構造如何？(5)眼睛各部分構造的功能：人眼的構造資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.997,Fig.49.6成像情形什麼是視覺原理？人眼似照相機： (1)晶體：透鏡 (2)虹膜、瞳孔： 光圈 (3)視網膜：底片什麼是視覺原理？視網膜上的光受器： (1)桿細胞： 約有一億二千萬個 膜狀小盤中含視覺色素（視紫紅素） 對光敏感，不能區分顏色什麼是視覺原理？ (2)錐細胞 約有六百萬個 膜狀小盤中含視覺色素（視紫紅素） 能感光並區分顏色什麼是視覺原理？ 通常有三種，分別對紅、藍、綠光起反應 因為每種細胞感光範圍有重疊現象，所以可形成多種顏色的感覺什麼是視覺原理？影像的形成： (1)神經衝動的產生：視紫紅素吸光後產生化 學變化，導致桿細胞、錐細胞的膜電位改 變，而產生神經衝動 (2)視覺形成的路徑：

自物體反射出來的光角膜水狀液瞳 孔晶體玻璃狀液視網膜的光受器 視神經視神經交叉大腦皮層視覺整 合中心形成影像神經衝動什麼是視覺原理？產生神經衝動雙極細胞神經節細胞(3)視網膜上的路徑： 光線神經節細胞雙極細胞光受器 桿細胞 錐細胞桿細胞錐細胞軸突集合成視神經纖維由盲點通出視網膜之構造資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.1001,Fig.49.10什麼是視覺異常？常見的視覺異常：類型成因晶體折射後的光線矯正方式近視眼眼球前後徑過長會聚於視網膜前方配戴凹透鏡晶體的凸度太大遠視眼眼球前後徑過短會聚於視網膜後方

配戴凸透鏡

晶體的凸度太小散光角膜或晶體表面

弧度不均勻不能會聚於視網膜上的同一點配戴弧度不均勻型透鏡色盲合成視紫質的基因異常目前尚無有效矯正方法各種視覺異常及矯正示意圖什麼是視覺異常？色盲： (1)色盲多數為紅、綠色盲，是一種性聯遺傳 (2)視紫質的合成分別受到三個基因控制，其中 紅、綠基因C位於X染色體上 (3)味覺和嗅覺是怎樣形成的？

人體味覺受器在味蕾中嗅覺是怎樣形成的？人體味覺受器在味蕾中化學受器： (1)味覺和嗅覺受器 (2)普遍存在動物界 (3)是最原始的感覺器官味覺受器： (1)舌表面乳頭狀突起內有味蕾 (2)味蕾內有味覺受器（味細胞） 味細胞不是神經細胞 感覺神經元的樹突與味細胞相連人體味覺受器在味蕾中 (3)不同的味蕾，分別接受甜、鹹、酸、苦 等不同滋味的刺激： 舌前端的味蕾：對甜、鹹味敏感 舌兩側的味蕾：對鹹、酸味敏感 舌後端的味蕾：對苦味敏感舌對甜、鹹、酸和苦等感應之部位人體味覺受器在味蕾中味覺形成的路徑： (1)溶於水中的化學物質味細胞感覺神經元大腦皮層主要感覺區產生味覺 (2)傳遞味覺的感覺神經元： 第七對腦神經（顏面神經） 第九對腦神經（舌咽神經）對食物滋味的感覺是味覺和嗅覺的共同表現，對食慾的刺激而言，嗅覺比味覺更重要嗅覺是怎樣形成的？

嗅覺受器（嗅細胞）： (1)位於鼻腔頂端的嗅黏膜 (2)本身為神經元： 樹突末端分枝呈毛狀，露出於鼻 黏膜表面 軸突連於嗅神經（第一對腦神經）嗅覺是怎樣形成的？

(3) 細胞膜上有上千種氣態化學物質的受體， 具專一性 (4)人類嗅覺容易疲勞： 同樣分子刺激時間過久，嗅細胞便不 再產生神經衝動 例如：入芝蘭之室，久而不聞其香； 入鮑魚之肆，久而不聞其臭。嗅覺是怎樣形成的？

嗅覺形成的路徑： 氣體化學分子 嗅細胞 嗅神經 嗅球 大腦皮層主要 感覺區 產生嗅覺資料來源：(A)Wallace,R.A.,G.P.Sanders,R.J.Ferl.1996.Biology.HapperCollinsCollegePublishers,p.729,Fig.34.22(B)Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.1009,Fig.49.20聽覺有怎樣的構造與功能？聽覺器官有怎樣的構造？聽覺受器與聽覺的形成聽覺器官有怎樣的構造？

人耳可分為外耳、中耳和內耳 (1)外耳： 包括：耳殼、聽道 鼓膜：外耳與中耳相接處 的結締組織薄膜聽覺器官有怎樣的構造？

(2)中耳： 三塊小聽骨：鎚骨、砧骨和鐙骨 鎚骨連接鼓膜 鐙骨連接卵圓窗薄膜 卵圓窗：中耳與內耳相接處的薄膜

歐氏管（耳咽管）：

A.連接中耳腔與咽腔

B.可平衡鼓膜內外兩側壓力

C.中耳炎人耳的構造

資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.1003,Fig.49.12聽覺器官有怎樣的構造？

(3)內耳： 充滿淋巴的曲折管道 包括：

A.耳蝸

B.前庭

C.半規管聽覺受器與聽覺的形成

哥帝氏器是聽覺受器 (1)哥帝氏器位於耳蝸道的基膜上 耳蝸的橫切面：A.前庭道

B.耳蝸道

C.鼓室道 (2)哥帝氏器包括： 二萬多個毛細胞 毛細胞上的覆膜 毛細胞本身為神經元聽覺受器與聽覺的形成

資料來源：Campbell,N.A.,J.B.Reece,L.G.Mitchell.1999.Biology.AddisonWesleyLongman,Inc.,p.1003,Fig.49.12哥帝氏器耳蝸的橫切面聽覺受器與聽覺的形成

聽覺的形成： 音波聽道鼓膜中耳的鎚、砧、鐙三塊小聽骨卵圓窗耳蝸管內淋巴哥帝氏器的毛細胞聽神經（第八對腦神經）大腦皮層聽覺區形成聽覺 註：因卵圓窗面積較鼓膜小，故聲音的能量傳至此處會造成振動增大平衡覺器官的構造與功能如何？

什麼是平衡器官？平衡覺是怎樣形成的？什麼是平衡器官？

三個半規管是動態平衡覺器官 (1)三個半規管各互相垂直 (2)半規管內充滿淋巴，基部為壼腹 壼腹內有一群毛細胞 毛細胞上覆有膠狀物「

頂」什麼是平衡器官

資料來源：Solomon,E.P.andL.R.Berg.1995.TheWorldofBiology.SaundersCollegePublishing,p.683,Fig.35-6壼腹內毛細胞平衡感的形成什麼是平衡器官？

前庭是靜態平衡覺器官 (1)前庭包括橢圓囊和球囊 囊內充滿淋巴液 毛細胞和耳石為地心引力偵測器什麼是平衡器官

資料來源：(B)Solomon,E.P.andL.R.Berg.D.W.Martin.1999.Biology.SaundersCollegePublishing,p.884,Fig.35-5平衡覺是怎樣形成的？

動態平衡覺的形成： 頭部或身體快速移動半規管內的淋巴壓向頂毛細胞產生神經衝動聽神經大腦皮層產生運動速率和方向的感覺靜態平衡覺的形成： 頭部向一邊傾斜耳石流向下傾的一側毛細胞產生神經衝動聽神經大腦皮層感覺區形成頭部位置的感覺平衡覺是怎樣形成的？

動態平衡覺與靜態平衡覺的比較：

動態平衡覺靜態平衡覺受器半規管內的毛細胞前庭內的毛細胞感覺神經聽神經聽神經產生的感覺頭部或身體運動的快慢和方向的感覺只有頭部或身體位置的感覺，無運動方向或快慢變化的感覺什麼叫回音定位？

回音定位（聲納）： (1)回音是一種音波反射 (2)某些動物利用回音來測知： 物體所在的方向、距離 物體的大小什麼叫回音定位？蝙蝠的聲納系統： (1)咽喉和口：發出超音波 強度約110分貝 中耳肌肉收縮 (2)大耳殼：蒐集回音 回音強度僅約0.05分貝什麼叫回音定位？海豚的回音定位： (1)鼻道前額發出超音波

前額具有充滿油脂的彈性囊，可 引導超音波發射

航行時發出的音波幅度較廣

尋找獵物時發出的音波幅度較窄 (2)可發出振幅較大（能量強）的音波 擊昏獵物皮膚有什麼感覺受器？

皮膚的感覺受器： (1)痛覺受器本身即為游離的神經末梢 (2)觸、壓、冷、熱覺受器為神經末梢 外加結締組織所構成觸覺受器： (1)位於皮膚的表皮、真皮中： 分布並不均勻 以指尖和唇部最多 (2)敏感度高皮膚有什麼感覺受器？壓覺受器： (1)位於皮膚真皮中，亦可深入肌肉、關節處 (2)力量較大，持續較久的接觸才會引起壓覺溫覺受器： (1)包括冷受器和熱受器：因為冷受器較多， 所以皮膚對冷的刺激較敏感 (2)位於皮膚真皮中 (3)接受溫度改變的刺激，引起神經衝動傳至 大腦，但無法判知實際的溫度皮膚有什麼感覺受器？痛覺受器： (1)位於皮膚表皮層中，本身即 為神經末梢 (2)敏感度較低，要有較強的刺 激才能使其產生神經衝動 (3)痛覺是身體遭受損傷或危險 的警報器皮膚有什麼感覺受器人體的本體感覺與內臟感覺

本體感覺： (1)本體感覺：對身體活動及位置的感覺 (2)本體受器： 位於骨骼肌、肌腱及關節韌帶等處 肌肉、關節的張力和拉力的變化本 體受器大腦皮層本體感覺 (3)藉由本體感覺，可閉著眼睛完成經常在 做的動作，例如：穿衣感覺神經人體的本體感覺與內臟感覺內臟感覺： (1)