II. Ciekawostki o narządzie wzroku

Wrażenia zmysłowe
zmysł wzroku
Doświadczenia związane z narządem wzroku:
 poznanie budowy narządu wzroku
 poznanie w jaki sposób odbieramy wrażenia zmysłowe – bodźce świetlne
 ciekawostki o narządzie wzroku
 wykonanie doświadczenia - potwierdzenie istnienie plamki ślepej
 wykonanie doświadczenia dotyczącego powstawania obrazu na siatkówce –model camera
obscura
 zebranie wiadomości dotyczących zastosowania odkryć biologicznych, fizycznych,
chemicznych i geograficznych w medycynie
 zaprezentowanie zgromadzonych informacji na forum grupy
Karta pracy - narząd wzroku
I. Część teoretyczna - Poznanie budowy narządu wzroku
I. Wstęp
Narządy zmysłów są nam niezbędne do wyobrażania sobie otaczającego nas świata.
Dzięki nim możemy m.in.: odpowiednio się zachowywać, unikać rzeczy nieprzyjemnych lub
szkodliwych, a także korzystać z tych - pożytecznych lub sprawiających nam radość.
Zwierzęta w zależności od środowiska życia maja zwykle dobrze rozwinięty jeden narząd (
np. węch u psa, wzrok u ptaka).
Człowiek jest istotą posiadającą równomiernie rozwinięte wszystkie narządy zmysłów.
Narządem, odbierającym bodźce świetlne jest oko.
II. Budowa oka
Oko zbudowane jest z następujących części:
a) gałka oczna
Zawartość gałki ocznej
soczewka
o
o


kora soczewki syn. torebka soczewki
jądro soczewki
obwódka rzęskowa syn. więzadło rzęskowe
ciało szkliste
Między tymi elementami a elementami gałki ocznej znajdują się komory oka:


komora przednia gałki ocznej
komora tylna gałki ocznej
Obie komory wypełnia ciecz wodnista
b) narządy dodatkowe
- aparat ochronny





rzęsy (kurz)
brwi (pot)
powieki (ciała obce)
kostny oczodół (przed uderzeniami)
tkanka tłuszczowa, łzy (przed tarciem i naciskiem)
- aparat ruchowy

mięśnie (rzęskowy, zwieracz, rozszerzacz źrenicy)
Budowa oka – wikipedia
BUDOWA OKA
Gałka oczna umieszczona jest w zagłębieniu kostnym tak zwanym oczodole. Jej wnętrze
wypełnia ciało szkliste, które ma postać przezroczystej, galaretowatej masy. Ściana gałki
ocznej zbudowana jest z trzech warstw:
a) twardówka – błona zewnętrzna włóknista:
 rogówka-w przedniej części; jej funkcją jest ochrona przed czynnikami zewnętrznymi,
przezroczysta, przepuszcza światło.
 twardówka-w tylnej części oka; jej funkcja jest również :ochrona przed czynnikami
zewnętrznymi.
b) naczyniówka – błona :naczyniowa
Środkową błonę stanowi w części tylnej naczyniówka, a w części przedniej ciało rzęskowe i
tęczówka. Tęczówka ma wygląd barwnego pierścienia, w środku którego znajduje się otwór
zwany źrenicą. Wielkość źrenicy może się zmieniać za sprawą mięśni: rozszerzacza i
zwieracza źrenicy. Funkcją źrenicy jest regulacja ilości wpadającego do wnętrza oka światła.
Z kolei ciałko rzęskowe, mające postać zgrubiałego pierścienia osadzonego między
naczyniówką i tęczówką, posiada gładki mięsień rzęskowy regulujący, z pomocą wiązadełek,
krzywiznę soczewek (tzw. akomodację oka).
c) siatkówka - błona wewnętrzna
Siatkówka - najbardziej wewnętrzna część oka, tylna część wrażliwa na światło nosi nazwę
wzrokowej. W niej znajdują się ogromne ilości komórek nerwowych, a za nimi kolejne rzesze
komórek fotoreceptorowych (pręciki liczniejsze na peryferiach siatkówki i czopki skupione w
niewielkim zagłębieniu w centrum siatkówki – plamce żółtej). Od powierzchni gałki ocznej
odchodzi sześć mięśni, które ciągną się do różnych punktów w kostnym oczodole, dzięki
temu gałka może się poruszać.
W czopkach i pręcikach następuje przetworzenie bodźców świetlnych na impulsy
nerwowe, które następnie są przesyłane do mózgu przez nerw wzrokowy. Wychodzi on z
gałki ocznej w miejscu zwanym tarczą nerwu wzrokowego. To jedyne miejsce na siatkówce,
gdzie nie ma komórek światłoczułych, dlatego nazywane jest też plamka ślepą.
Schemat gałki ocznej u człowieka – źródło Wikipedia
1: komora tylna oka 2: rąbek zębaty siatkówki 3: mięsień rzęskowy 4: obwódka rzęskowa 5:
kanał Schlemma 6: źrenica 7: komora przednia oka 8: rogówka 9: tęczówka 10: kora
soczewki 11: jądro soczewki 12: wyrostek rzęskowy 13: spojówka 14: mięsień skośny, dolny
15: mięsień prosty, dolny 16: mięsień prosty, przyśrodkowy 17: tętnice i żyły siatkówki 18:
tarcza nerwu wzrokowego 19: opona twarda 20: tętnica środkowa siatkówki 21: żyła
środkowa siatkówki 22: nerw wzrokowy 23: żyła wirowata 24: otoczka gałki ocznej 25:
plamka żółta 26: dołek centralny siatkówki 27: twardówka 28: naczyniówka 29: mięsień
prosty, górny 30: siatkówka
III. Powstawanie obrazu
Promienie świetlne przechodzą przez rogówkę. Następnie poprzez źrenicę dostają się do
soczewki. Dzięki swemu kształtowi zmienia ona kierunek promieni świetlnych tak, aby
skupiły się na siatkówce. Zjawisko to nosi nazwę załamania światła. Na siatkówce powstaje
obraz dwuwymiarowy. Każde oko rejestruje nieco inny obraz. Mózg odbiera informacje z
oczu, nakłada je na siebie i analizuje. Dzięki temu człowiek widzi trójwymiarowo, przestrzennie i potrafi ocenić jak daleko znajduje się dany przedmiot.
Na siatkówce powstaje obraz przedmiotu prawdziwy, zmniejszony i odwrócony.
Mózg potrafi go zanalizować, dzięki czemu widzimy każda rzecz taką, jak jest w
rzeczywistości.
IV. Wady wzroku












miopia/krótkowzroczność
hyperopia /nadwzroczność/ dalekowzroczność
presbyopia /starczowzroczność
astygmatyzm/niezborność rogówkowa
zez
zaćma
jaskra
kurza ślepota
oczopląs
męty ciała szklistego
stożek rogówki
zaburzenia widzenia barw
o ślepota barw (zaburzenie rozpoznawania barw)
o deuteranopia/daltonizm (odmiana ślepoty barw)
o achromatopsja (całkowita ślepota barwna)
o dichromatopsja
o tritanopia (nie rozpoznawanie barwy niebieskiej (lub mylenie jej z
czerwonym))
Choroby oczu














jaskra
owrzodzenie rogówki
retinopatia
skrzydlik
światłowstręt
tłuszczyk
wytrzeszcz
zaćma
zapalenie spojówki
zapalenie błony naczyniowej
zapalenie woreczka łzowego
zwyrodnienie barwnikowe siatkówki (Retinitis pigmentosa)
zwyrodnienie spojówki
zwyrodnienie plamki żółtej


odwarstwienie siatkówki
nowotwory gałki ocznej: czerniak złośliwy, siatkówczak
Krótka charakterystyka najczęściej spotykanych wad wzroku.
Zez to choroba w której osłabione są mięśnie oczne, co prowadzi do zmiany kąta widzenia
jednego lub obu oczu. W wyniku tego może dochodzić do wadliwego położenia jednej lub
obu gałek ocznych (jest to tzw. zez jawny) lub też może pojawiać się skłonność oczu do
przyjmowania wadliwego ustawienia (tzw. zez utajony). U osób z zezem osie widzenia nie są
ułożone równolegle podczas patrzenia w dal i nie krzyżują się podczas patrzenia z bliska w
tzw. punkcie bliży. Wyróżnia się zez zbieżny lub rozbieżny, ku dołowi lub ku górze.
Wynikiem zeza jest widzenie jednooczne, przy jednoczesnym upośledzeniu widzenia w
drugim oku.
Do przyczyn zeza należą: schorzenia nerwu wzrokowego, siatkówki, wady refrakcji, uraz
okołoporodowy, zmiany w mięśniach ocznych lub porażenia ich nerwów (tzw. zez
porażenny).
Krótkowzroczność (miopia) jest wadą wzroku spowodowaną zmianą kształtu gałki ocznej
polegającą na jej wydłużeniu. Obrazy oglądanych przedmiotów znajdują się wtedy nie na
siatkówce, ale przed nią, a przedmioty oddalone zawsze odbierane są jako nieostre. W
przypadku znacznego wydłużenia gałki ocznej mówimy o krótkowzroczności wysokiej.
Powoduje ona zwykle zmiany chorobowe w naczyniówce, twardówce oraz siatkówce oka
mające charakter odwarstwienia siatkówki, wylewów krwi i innych dolegliwości.
Wadę tę koryguje się za pomocą okularów z rozpraszającymi, wklęsłymi soczewkami.
Dalekowzroczność (nadwzroczność, hypermetropia) to wada polegająca na skróceniu gałki
ocznej. Ognisko skupienia padającego światła ulega wtedy przesunięciu poza siatkówkę, a
przedmioty oglądane z bliska stają się niewyraźne. Schorzenie to najczęściej dotyczy osób
starszych i jest związane z zaburzeniem zdolności oka do akomodacji.
Do korekcji tej wady stosowane są szkła wypukłe pomagające przesunąć ognisko skupienia
na siatkówkę.
Niezborność (astygmatyzm) to wada spowodowana zaburzeniem sferyczności gałki ocznej soczewka lub rogówka nie przybiera kształtu całkowicie kulistego. Jest to następstwo
nabytych lub wrodzonych zmian, głównie pourazowych lub zapalnych. Powoduje to, że
wpadające do oka wiązki promieni świetlnych załamują się pod różnymi kątami i tworzą dwa
punkty ogniskowe leżące w różnych płaszczyznach. W związku z tym dla chorego niektóre
fragmenty obrazu są ostre, a inne nie.
Do korygowania astygmatyzmu służą odpowiednio zorientowane soczewki cylindryczne.
Daltonizm, zwany ślepotą barw, to schorzenie polegające na nie rozpoznawaniu barw,
najczęściej zielonej i czerwonej. Daltonizm nieuleczalny, wrodzony i dziedziczny, występuje
częściej u mężczyzn (5% populacji), niż u kobiet (0,5%). Daltoniści nie mogą wykonywać
niektórych zawodów, głównie związanych z kierowaniem pojazdami. Spotykany jest także
daltonizm nabyty, powstały na skutek uszkodzeń siatkówki lub nerwów wzrokowych.
Narządem słuchu i równowagi jest ucho. Umożliwia on odbieranie zarówno wrażeń
słuchowych, jak i odpowiada za utrzymywanie równowagi. Zmysł słuchu charakteryzuje się
zdolnością do rejestracji fal dźwiękowych o określonej częstotliwości, rozpoznaje on także
kierunek, natężenie, ton i barwę danego dźwięku.
II. Ciekawostki o narządzie wzroku
 Oczy przetwarzają informacje z niesamowitą prędkością, przekraczającą 40 000 bitów na
godzinę, rozróżniając przy tym średnio około 200 niezależnych barw. W trakcie średniej
długości życia oczy dostarczają około 24 miliardów (24 000 000 000) osobnych obrazów.
 Mrugnięcie okiem trwa około 3/10 sekundy. Zdrowy człowiek mruga średnio 1 do 2 razy
na 10 sekund. Z czego można wyliczyć, że co dziennie człowiek mrugając ma zamknięte
oczy przez 36 minut w ciągu dnia, co daje 9 dni w ciągu roku!
 Podczas kichania zawsze zamykamy oczy . Kichanie z otwartymi byłoby wręcz groźne trzeba uchronić je przed bardzo wysokim ciśnieniem powstającym w zatokach podczas
kichnięcia (powietrze wylatujące z dróg oddechowych osiąga aż 170 km/h)
 W odpowiednich warunkach pogodowych nasze oczy mogą zauważyć światło świecy z
odległości aż 22 kilometrów!
 85% procent wiedzy o świecie dostarczają naszemu mózgowi 85% wiedzy o świecie.
Wykorzystują przy tym 2/3 wszystkich bezpośrednio łączących z mózgiem połączeń
nerwowych. A w procesie analizy sygnałów odbieranych przez narząd wzroku
zaangażowane jest aż 10% wszystkich komórek mózgowych!
 Oczy nigdy nie zasypiają! Nasze powieki odpoczywają, zewnętrzne mięśnie poruszające
gałką oczną też potrzebują czasami chwili wytchnienia. Ale samo oko jest jedyną częścią
ludzkiego ciała, które nigdy nie potrzebuje odpoczynku - zawsze jest gotowe do
działania.
 Średnio człowiek a około 150 rzęs na powiece dolnej i górnej.
 "Kurze łapki" pojawiają się zwykle już w 25 roku życia! Dlatego, że skóra w okolicach
oczu starzeje się znacznie prędzej niż na reszcie twarzy.
Związane jest to o wiele mniejszą ilością gruczołów łojowych.
 Wzór tęczówki kształtuje się w drugim roku życia i jest unikalny dla każdego człowieka.
Jego niepowtarzalność jest podobna jak układu linii papilarnych, dlatego wkrótce zdjęcia
tęczówki będą służyć w biometrii do skutecznej identyfikacji osób.
 Tęczówka lewego jest różna od tęczówki prawego oka Różnice w tęczówkach są wyraźne
nawet u bliźniąt jednojajowych!
 Noworodek potrafi skupić wzrok na przedmiotach umieszczonych nie dalej niż 25 cm od
oczu. I co ciekawe niemowlęta płaczą dopiero w drugim miesiącu życia, wcześniej ich
kanaliki łzowe nie wydzielają łez.
III. Część praktyczna – doświadczenia
 Doświadczenie I –Doświadczenie Marietta - Potwierdzenie istnienia
plamki ślepej
1. Problem badawczy:
- Czy w oku istnieje plamka ślepa?
2. Hipoteza
- W oku istnieje miejsce pozbawione komórek światłoczułych zwane plamką
ślepą.
3. Przebieg eksperymentu biologicznego.
Potrzebne materiały:
- czarna i biała kartka papieru
Wykonanie doświadczenia:
Przekonaj się o istnieniu plamki ślepej za pomocą doświadczenia Mariotte a.
Pośrodku czarnej kartki papieru naklej wycięte z białego papieru: krzyżyk, kółko
i kwadracik.
Przysłaniając ręką lewe oko, prawym okiem patrz na biały krzyżyk. Zbliżaj i oddalaj rysunek
na odległość od 10 cm do 25 cm. Pamiętaj, aby cały czas koncentrować wzrok na białym
krzyżyku, nie patrząc na kółko. Przestań przesuwać kartkę w momencie zniknięcia z pola
widzenia kółka.
Uzyskane wyniki
Po pewnym czasie przy odległości około 20 cm od oka zniknie białe kółko, ponieważ jego
obraz padnie na plamkę ślepą. Przy jeszcze dalszym oddaleniu zniknie biały kwadracik, a
pojawi się znów kółko.
5. Wnioskowanie:
Plamka ślepa to miejsce na siatkówce oka, gdzie nie ma komórek odbierających
światło. Jak to możliwe, że nasze oko obserwuje otaczający nas świat bez “dziur” w
widzeniu?
Tam gdzie wypustki nerwowe komórek światłoczułych łączą się ze sobą tworząc wspólnie
nerw wzrokowy, na siatkówce powstaje miejsce zupełnie pozbawione czopków i pręcików
nazywane plamką ślepą. Gdy zatem obraz oglądanego przedmiotu pada dokładnie na to
miejsce siatkówki, wówczas nie może on być odebrany przez siatkówkę, co sprawia, że
przedmiot zostaje nie zauważony.
Tylna część oka jest zbudowana z fotoreceptorów, komórek, które odbierają światło
i zamieniają je w impulsy nerwowe przekazywane do mózgu. Na siatkówce jest jednak jedno
miejsce, gdzie tych komórek nie ma- jest to plamka ślepa. Z tego miejsca odchodzi włókno
nerwowe, przekazując informację o obrazie prosto do mózgu.
Mózg automatycznie wypełnia lukę w obrazie, która powstaje poprzez istnienie plamki ślepej.
Gdy patrzysz normalnie przed siebie, nie masz dwóch pustych kropek w swoim polu widzenia
(każde oko ma swoją plamkę ślepą). Mózg wypełnia te obszary tym, co spodziewa się, że tam
powinno być.
Dlaczego więc widzimy wszystko dobrze, skoro część naszych oczu jest niewrażliwa na
obraz? Posiadamy dwoje oczu, to, czego nie widzi jedno oko, widzi drugie. Mózg nakłada na
siebie oba obrazy i efekcie powstaje jeden spójny.
6. Teza: wniosek poparty wynikami eksperymentu
- W oku istnieje plamka ślepa –miejsce pozbawione komórek światłoczułych.
Doświadczenie II –Powstawanie obrazu na siatkówce – model camera obscura
1. Problem badawczy:
- Jak powstaje obraz na siatkówce?
2. Hipoteza
- Jaki obraz powstaje na siatkówce?
3. Przebieg eksperymentu biologicznego.
Wykonanie doświadczenia:
Wykonaj model camera obscura. Do tego celu użyj pudełka. Wytnij jedną ściankę i zaklej ją
papierem przezroczystym ( kalką techniczną). W przeciwległej ścince zrób niewielki
otworek9 np. cyrklem). Otwór ten pełnić będzie rolę źrenicy. Głowę można okryć kocem jak
dawniej fotografowie. Za kamerą z otworkiem umieszczamy źródło światła 9np. świecę).
Obserwujemy obraz powstały na ściance z kalką.
Uzyskane wyniki
Dzięki małej ilości światła wpadającego przez mały otwór (źrenicę) możemy obserwować
obraz świecy. Jest to obraz pomniejszony i odwrócony.
5. Wnioskowanie:
Camera obscura (Camera obscura z łac. ciemna komnata), zwana także kamerą
otworkową - składa się z poczernionego wewnątrz pudełka (dla zredukowania odbić światła).
Na jednej ściance znajduje się niewielki otwór (średnicy 0,3 - 1 milimetra zależnie od
wielkości kamery) spełniający rolę obiektywu, a na drugiej kalka techniczna. Promienie
światła wpadające przez otwór rysują na kalce odwrócony i pomniejszony obraz.
Camera obscura pozwala wyjaśnić i zrozumieć mechanizm powstawania obrazu na siatkówce
oka.
Promienie świetlne musza przejść przez źrenicę oka, aby paść na światłoczułe komórki
siatkówki. Po drodze promienie przechodzą przez soczewkę. Na siatkówce powstaje obraz
przedmiotu prawdziwy, zmniejszony i odwrócony
Obraz przedmiotu na siatkówce, ze względu na odwrócenie promieni przechodzących przez
soczewkę, powstaje do góry nogami. W czasie naszego rozwoju mózg musi się więc nauczyć
korygować ten obraz tak, by widzieć wszystko normalnie. Ten proces nauki zachodzi podczas
pierwszych dni naszego życia i potem staje się zupełnie automatyczny. Jednak niemowlęta
widzą świat postawiony zupełnie na głowie.
6. Teza: wniosek poparty wynikami eksperymentu
Na siatkówce powstaje obraz prawdziwy, zmniejszony i odwrócony..
Literatura:
1. Claude A. Villee
„Biologia”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1990r.
2. Wanda Stęślicka
„Nauka o człowieku” Wydawnictwa Szkolne i pedagogiczne, Warszawa 1983r.
3. M. Jefimow.
„Puls życia” – podręcznik do biologii dla gimnazjum Wydawnictwo Nowa Era,
Straszyn 2009r.
4. „Biologia 2 ” – podręcznik, Wydawnictwo Operon, Gdynia 2007r.
5. Internet – Wikipedia, Wiem – darmowa encyklopedia