生物化学与分子生物学：第九章 感觉器官的功能

第九章感觉器官的功能FunctionofSensoryOrgans一、感受器、感觉器官的定义和分类1.感受器(receptor)：

分布于体表或组织内部的一些专门感受体内外环境变化的结构或装置。第一节感受器及其一般生理特性第九章感觉器官的功能感受器示意图

2.感觉器官(senseorgan)：感受细胞+附属结构——感觉器官一、感受器、感觉器官的定义和分类感觉阈(阈值)：能引起感觉传入冲动产生的最小的适宜刺激强度。非适宜刺激也可使某种感受器反应，但需刺激强度大，如压眼球产生光感。

1.感受器的适宜刺激(感受刺激的特异敏感性)：

指感受器对之最敏感的刺激＝感受器的适宜刺激。如：眼：一定波长的光波＝是视觉感受器的适宜刺激;

耳：一定频率的声波＝是听觉感受器的适宜刺激。

二、感受器的一般生理特性

2.感受器的换能作用：

指感受器接受到适宜刺激后，通过跨膜信号转换过程，感受器细胞发生膜电位的变化。∴将感受器看作“生物换能器”。适宜刺激→感受器→感受器电位→传入神经→神经冲动(AP)。二、感受器的一般生理特性

3.感受器的编码作用

指感受器在换能过程中，将外界刺激的信息转移到感受器电位(其幅度、持续时间和波动方向)以及神经冲动(特定序列)的可变参数之中的过程。感觉中枢正是根据这些信号的特定排列组合,进行分析综合,获得各种主观感觉二、感受器的一般生理特性

4.感受器的适应现象

指感受器对同一刺激的持续作用,其反应逐渐降低的现象。

快适应感受器：嗅觉、触觉。利于机体重新接受新刺激，以便不断探索新异事物。

慢适应感受器：痛觉、血压。利于机体进行持续检测，以便随时调整机体的功能。类型与意义：人眼的适宜刺激:380~760nm的电磁波

第三节眼的视觉功能Visualsenseofeye第九章感觉器官的功能眼的基本结构:1.眼球壁纤维膜血管膜视网膜2.眼内容物房水晶状体玻璃体角膜巩膜虹膜睫状体脉络膜第三节眼的视觉功能眼内与产生视觉有关的结构:折光系统和视网膜一、眼的折光系统及其调节（一）眼的折光系统的光学特征第三节眼的视觉功能眼内折光系统的折射率和曲率半径

空气角膜房水晶状体玻璃体折射率1.0001.3361.3361.4371.336曲率半径

7.8(前)10.0(前)6.8(后)-6.0(后)折光系统：（二）简化眼

简化眼

reducedeye：根据眼的实际光学特性设计的一种简单的等效光学系统（模型）。一、眼的折光系统及其调节像高ab物高AB像距nb物距Bn＝（三）眼的调节(accommodationoftheeye)一、眼的折光系统及其调节远点：人眼不作任何调节时所能看清的物体的最远距离。（三）眼的调节(accommodationoftheeye)一、眼的折光系统及其调节（三）眼的调节(accommodationoftheeye)1.晶状体的调节2.瞳孔的调节3.双眼球会聚(辐辏反射)1.晶状体的调节（三）眼的调节(accommodationoftheeye)一、眼的折光系统及其调节（三）眼的调节(accommodationoftheeye)一、眼的折光系统及其调节成像在视网膜后，视像模糊视觉皮层中脑正中核动眼神经副交感核睫状N睫状环形肌收缩视近物悬韧带松弛晶状体前后凸折光力↑物像前移到视网膜晶状体调节反射过程：近点(Nearpoint)：眼能看清物体的最近距离随年龄↑,晶状体弹性↓→眼调节能力↓→近点远移1.晶状体的调节（三）眼的调节(accommodationoftheeye)一、眼的折光系统及其调节（三）眼的调节(accommodationoftheeye)（三）眼的调节2.瞳孔调节

正常人的瞳孔直径变动在1.5～8.0mm之间。（三）眼的调节2.瞳孔调节

瞳孔缩小后,可减少折光系统的球面像差和色像差,使视网膜成像更为清晰。⑴瞳孔近反射：

当视近物时,反射性的引起双侧瞳孔缩小。

瞳孔近反射意义：（三）眼的调节2.瞳孔调节

概念：瞳孔的大小随光照强度而变化,强光下瞳孔缩小,弱光下瞳孔扩大,称为瞳孔对光反射。

特点：具有双侧效应(互感性对光反射),即不仅光照侧瞳孔缩小,而且对侧瞳孔也缩小。⑵瞳孔对光反射：瞳孔对光反射过程：中脑顶盖前区（双侧）→副交感纤维→双侧的动眼神经核瞳孔括约肌收缩→瞳孔缩小视N强光视网膜→→3.双眼球会聚/辐辏反射(convergencereflex):（三）眼的调节

当双眼凝视一个由远而近移动的物体时,两眼球同时向鼻侧会聚的现象称为眼球会聚（内直肌收缩）。

意义：使物像分别落在两眼视网膜的对称点上,使视觉更加清晰和防复视的产生。(四)眼的折光异常

正常眼(正视眼)：通过调节,可以分别看清远、近不同的物体。

非正视眼：若眼的折光能力异常,或眼球的形态异常,平行光线不能在视网膜上清晰成像,称为屈光不正(非正视眼)。常见的有远视、近视和散光。（三）眼的调节正视眼1.近视眼:多数由于眼球的前后径过长,或折光系统的折光能力过强。故远处物体的平行光线被聚焦在视网膜的前方。因此,近视眼的近点和远点都移近。

矫正：配戴适宜凹透镜。(四)眼的折光异常

（三）眼的调节1.近视眼:(四)眼的折光异常

（三）眼的调节2.远视眼:多数由于眼球的前后径过短,或折光系统的折光能力过弱。远视眼的近点比正视眼的远,看远物、看近物都需要调节。

矫正：配戴适宜凸透镜。(四)眼的折光异常

（三）眼的调节3.散光眼:角膜或晶状体(常发生在角膜)的表面不呈正球面,曲率半径不同,入眼的光线在各个点不能同时聚焦于一个平面上,造成在视网膜上的物像不清晰或变形,从而视物不清或视物变形。

矫正：配戴适当的柱面镜,在曲率半径过大的方向上增加折光能力。第九章感觉器官的功能第一节感受器及其一般生理特性2.感觉器官一、感受器、感觉器官的定义和分类

1.感受器(receptor)：二、感受器的一般生理特性

第三节眼的视觉功能一、眼的折光系统及其调节（一）眼的折光系统的光学特征（二）简化眼（三）眼的调节(accommodationoftheeye)1.晶状体的调节2.瞳孔的调节：对光反射的定义和意义，中枢位置3.双眼球会聚(辐辏反射)(四)眼的折光异常

正常眼(正视眼)非正视眼1.近视眼2.远视眼3.散光眼二、眼的感光换能系统（一）视网膜(retina)的结构主要的细胞层次划分（由外→内）：神经节细胞层：色素上皮层：黑色素颗粒和VitA感光细胞层：视杆和视锥细胞双极细胞层：(一)视网膜的结构二、眼的感光换能系统1.色素细胞层

内含黑色素颗粒和VitA：

①遮蔽功能；②吞噬感光细胞外段脱落的视盘；③传递来自脉络膜的营养物质。2.感光细胞层

由视锥细胞和视杆细胞组成，在视网膜的中央凹处只有视锥细胞，视杆细胞在偏离中央凹6mm处最多。(一)视网膜的结构二、眼的感光换能系统2.感光细胞层—膜盘(一)视网膜的结构二、眼的感光换能系统

细胞层间存在着复杂的突触联系，有化学性突触和电突触，可纵向和水平方向传递信号。当最初产生的视觉电信号，将首先在这些细胞层中处理与加工。(一)视网膜的结构二、眼的感光换能系统3.神经细胞层视网膜的结构示意图

黄斑的鼻侧约3mm处，直径1.5mm，淡黄色圆盘样结构。盲点：(一)视网膜的结构二、眼的感光换能系统3.神经细胞层(二)视网膜的两种感光换能系统1）、系统组成

视杆系统(暗视觉）：由视杆细胞和与它们相连双极细胞和神经节细胞等组成，对光的敏感性高，感受弱光刺激引起暗视觉，无色觉，对细节的分辨能力差。

视锥系统（明视觉）：由视锥细胞和与它们相连双极细胞和神经节细胞等组成，对光的敏感性较差，感受强光刺激，有色觉，对细节的分辨能力强。二、眼的感光换能系统组成特点功能视锥系统对光的敏感度差对光的敏感度高只能区别明暗，没有色觉

分辨能力低

能分辨颜色分辨能力高司暗光觉司昼光觉、色觉视杆系统视杆细胞双极细胞神经节细胞视锥细胞双极细胞神经节细胞(二)视网膜的两种感光换能系统二、眼的感光换能系统视杆系统视锥系统细胞分布不同近视网膜周边部中央凹处与传递细胞的联系不同会聚程度小１:１:１会聚程度大

250:几个:１动物种系差别夜间活动--猫头鹰只有视杆细胞而无视锥细胞白昼活动--鸡只有视锥细胞而无视杆细胞感光色素一种感光色素——无色觉三种感光色素——有色觉(二)视网膜的两种感光换能系统二、眼的感光换能系统两种感光细胞与神经细胞的联系方式示意图视蛋白+11-顺视黄醛视紫红质全反型视黄醛+视蛋白全反型视黄醇(VitA)11-顺视黄醇(VitA)视黄醛还原酶醇脱氢酶视黄醛异构酶(暗处，需能)(暗处，需能)视黄醛异构酶暗光1.视紫红质的光化学反应（三）视杆细胞的感光换能机制二、眼的感光换能系统注：①贮存在色素细胞中的全反型视黄醇→11-顺视黄醇→视杆细胞→11-顺视黄醛。

②分解与合成速度取决于光强：暗处分解＜合成，亮处分解＞合成，强光处于分解状态。

③分解与合成过程中要消耗一部分视黄醛，需血液循环中的VitA补充，缺乏VitA→夜盲症。（三）视杆细胞的感光换能机制二、眼的感光换能系统视杆细胞外段2.视杆细胞的感受器电位(receptorpotential)光电转换的关键部位—转换过程：无光照时－去极化静息电位（-30~-40mV）有光照时－超极化感受器电位（-60mV）（三）视杆细胞的感光换能机制二、眼的感光换能系统三、与视觉有关的几种视觉生理现象

1．视敏度(视力)：

⑴概念：指人眼分辨精细程度的能力。

由简化眼模型，根据已知的物距和物体大小，可算出物像及视角大小。正常人眼在光照良好的情况下，在视网膜上的物像≥5μm(视角≥1’)能产生清晰的视觉。1’角的物像可分别刺激相邻的两个感光细胞，其各自的感光信息传入才能分辨两个点。

三、与视觉有关的几种视觉生理现象

1．视敏度—概念⑵视敏度的限度：用能分辨两点的最小视网膜上的物像(5μm)或视角(1’)表示。视力表是根据此原理设计的。E字的笔画粗细和缺口皆为1’

。

视角=1’

=1.0(5.0)视角=10’

=0.1(3.3)三、与视觉有关的几种视觉生理现象(二)暗适应与明适应1.暗适应:

⑴概念：指从明处→暗处,最初看不清→逐渐恢复暗视觉的过程(约25～30min)。⑵机制：是视紫红质的含量在暗处恢复的过程。三、与视觉有关的几种视觉生理现象2.明适应：

⑴概念：从暗处→明处,最初看不清(耀眼的光感)→片刻后恢复明视觉的过程(约1min)。

⑵机制：是视紫红质分解的过程。∵杆素在暗处大量蓄积+对光的敏感度强,∴到明亮处被迅速大量分解,产生和传入大量视觉冲动,从而出现耀眼的光感。(三)视野

概念：指单眼固定不动注视前方一点时,该眼所看到的空间范围。

范围：∵上眼框和鼻粱遮挡的缘故，∴单眼视野的下方＞上方；颞侧＞鼻侧。∵三种视锥细胞在视网膜中的分布不匀,∴色视野的白色＞黄蓝＞红色＞绿色。绿红蓝白生理盲点投射区位于视野的颞侧15°处。二、眼的感光换能系统（一）视网膜(retina)的结构(二)视网膜的两种感光换能系统（三）视杆细胞的感光换能机制三、与视觉有关的几种视觉生理现象（一）视敏度(视力)(二)暗适应与明适应(三)视野

第四节耳的听觉功能

耳是听觉的外周感觉器官。●外耳：耳廓、外耳道。●中耳：鼓膜、听小骨、咽鼓管和听小肌。●概述：耳蜗。

是空气振动的疏密波(20～20000Hz)。※最大可听阈：听觉忍受某一声频的最大声强。●人耳的适宜刺激：※听阈：某一声频引起听觉的最小声强。

第四节耳的听觉功能

※听域：听阈曲线与最大可听阈曲线之间的面积。

声波振动→外耳(耳廓→外耳道)→中耳(鼓膜→听小骨→卵圆窗)→内耳(耳蜗的内淋巴液→螺旋器→声-电转换)→神经冲动→听觉中枢→听觉。●听觉的产生过程

第四节耳的听觉功能

一、外耳和中耳的功能(一)外耳的功能

2.外耳道:

1.耳廓:

①利于集音;②判断声源：依据声波到达两耳的强弱和时间差判断声源。

①传音的通路;②增加声强:与4倍于外耳道长的声波长(正常语言交流的波长)发生共振,从而增加声强。

第四节耳的听觉功能

⑴结构特点:

是一个具有一定紧张度、动作灵敏、斗笠状的半透明膜,面积约50～90mm2,对声波的频率响应较好,失真度较小。外耳道鼓膜镫骨锤骨砧骨半规管(二)中耳的功能

1.鼓膜:

⑵功能作用:能如实地把声波振动传递给听小骨。一、外耳和中耳的功能2.听小骨:

⑴结构特点:

由锤骨-砧骨-镫骨依次连接成呈弯曲杠杆状的听骨链。这一杠杆系统的长臂为锤骨柄、短臂为砧骨长突、支点恰好在整个听骨链的重心上。长臂长度∶短臂长度=1.3∶1

⑵功能作用:外耳道鼓膜镫骨锤骨砧骨半规管

增强振压(1.3倍),减小振幅(约1/4),防止卵圆窗膜因振幅过大造成损伤。一、外耳和中耳的功能砧59.4mm23.2mm2鼓膜：卵圆窗=18.6∶1增压效应：18.61.3=24.2长臂∶短臂=1.3∶13.鼓膜-听骨链-卵圆窗一、外耳和中耳的功能3.鼓膜-听骨链-卵圆窗(二)中耳的功能（三）声音传入内耳的途径1.气传导:声波外耳道鼓膜振动听骨链卵圆窗2.骨传导：耳蜗外淋巴颅骨振动声波鼓室圆窗(boneconduction)(airconduction)一、外耳和中耳的功能

3.声波传入内耳的途径特点：●正常时：气导的传音效应＞骨导;

●传导性耳聋：骨导＞气