Temat nr 39. Komunikacja ze światem – narządy zmysłów. Teoria ch

Temat nr 39. Komunikacja ze światem – narządy zmysłów.
Teoria
Narządy zmysłów - komunikacja ze światem
Organizmy reagują na bodźce ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego za pośrednictwem wyspecjalizowanych
komórek zmysłowych, czyli receptorów. Komórki zmysłowe odbierają sygnały i przetwarzają je na impulsy nerwowe.
Termin receptor ma dwa znaczenia: jest to komórka zmysłowa (czuciowa), ale także białka znajdujące się w błonach
komórkowych; zadaniem białek receptorowych jest wiązanie określonych substancji.
Receptory odbierające sygnały ze środowiska, mogą być pojedynczymi komórkami lub tworzyć wielokomórkowe
zespoły o złożonej budowie zwane narządami zmysłów. U człowieka będą to oko, ucho, kubki smakowe na języku, ciałka
dotykowe w skórze, nabłonek węchowy w jamie nosowej.
ch
Narząd wzroku - oko
W budowie oka wyróżniamy gałkę oczną oraz dodatkowe narządy: mięśnie poruszające gałką oczną (aparat ruchowy)
oraz ochraniające ją powieki, brwi, rzęsy i gruczoły łzowe (aparat ochronny).
Gałka oczna umieszczona jest w zagłębieniu kości czaszki, tzw. oczodole. Jest on chroniony przez dwa fałdy skórne
(powieki: górna i dolna). Gruczoły łzowe produkują nawilżającą wydzielinę, która jest rozprowadzana po gałce ocznej
przy mruganiu. Brwi chronią przed zalewaniem przez pot, a rzęsy - przed wpadaniem pyłów z powietrza. Sześć mięśni
przymocowuje gałkę oczną do oczodołu i odpowiadają za jej ruch.
Ściana gałki ocznej ma budowę trójwarstwową.
Warstwa zewnętrzna to błona włóknista zbudowana z tkanki łącznej, nadająca gałce ocznej odpowiednią sztywność.
Wyróżniamy w niej twardówkę (sztywna, biała, nieprzezroczysta część gałki ocznej w jej tylnej części), rogówkę
(przednia, sztywna, przezroczysta część gałki ocznej) oraz spojówkę (cienka, przezroczysta błona na zewnętrznej
powierzchni rogówki i wewnętrznej powierzchni powieki).
Warstwę środkową stanowi błona naczyniowa. Wyróżniamy w niej naczyniówkę (tylna, większa część błony
zbudowana z licznych naczyń krwionośnych odżywiających gałkę oczną), tęczówkę (przednia część błony zbudowana z
mięśni gładkich, zawiera barwnik decydujący o kolorze oczu oraz otwór zwany źrenicą) i ciałko rzęskowe (łączy
naczyniówkę z tęczówką; zbudowane z mięśni gładkich podtrzymujących soczewkę i zmieniających jej krzywiznę).
Warstwa wewnętrzna to delikatna błona zwana siatkówką, obecna w środkowej i tylnej części gałki ocznej. Siatkówkę
budują dwa rodzaje światłoczułych komórek (fotoreceptorów); za światłoczułość odpowiadaj ą barwniki, które pod
wpływem światła ulegają przemianom chemicznym.
Pręciki - w liczbie ok. 125 milionów, występują najliczniej na obrzeżach siatkówki; odpowiadają zarówno za widzenie w
jasnym świetle, jak i przy minirnalnym oświetleniu, a także za postrzeganie kształtu i ruchu; posiadają barwnik
rodopsynę.
Czopki - w liczbie ok. 6,5 min, z barwnikiem jodopsyną, odpowiadają za widzenie szczegółów obrazu i postrzeganie
barw; skupiają się w środkowej części siatkówki — najwięcej jest ich naprzeciwko źrenicy, w obszarze zwanym plamką
żółtą, która jest miejscem najostrzejszego widzenia. Trzy rodzaje czopków są wrażliwe na różną długość fal świetlnych, a
tym samym za widzenie barw: niebieskiej, zielonej i czerwonej. Postrzeganie innych kolorów to wynik kombinacji
pobudzeń różnych czopków.
Plamka ślepa jest obszarem siatkówki, gdzie nie występują ani czopki, ani pręciki; w tym miejscu odchodzi nerw
wzrokowy, który przesyła impulsy nerwowe (wygenerowane w fotoreceptorach) do ośrodków wzrokowych w mózgu.
W gałce ocznej wyróżniamy dwie komory: przednią, między rogówką a soczewką, wypełnioną wodnistą cieczą, oraz
tylną, między soczewką a tylną powierzchnią gałki ocznej, wypełnioną galaretowatym ciałem szklistym.
Rejestrowanie fal świetlnych
Światło wpada do wnętrza gałki ocznej przez przezroczystą rogówkę i otwór w tęczówce, zwany źrenicą. Tęczówka jest
zaopatrzona w mięśnie, które zwężają lub rozszerzają otwór źrenicy - w zależności od natężenia światła i stanu
emocjonalnego. Następnie promienie świetlne przechodzą przez przezroczystą soczewkę, gdzie ulegają załamaniu w taki
sposób, aby obraz obserwowanego przedmiotu powstał na siatkówce.
Soczewka jest utrzymywana przez więzadła, do których przylegają mięśnie (tzw. ciało rzęskowe lub mięśnie rzęskowe)
umożliwiające zmianę kształtu soczewki, a tym samym jej krzywiznę i zmianę ogniskowej, a to powoduje, że obraz
zawsze wypada na siatkówce. Zdolność do zmiany wypukłości soczewki nazywamy akomodacją oka. Umożliwia ona
ostre widzenie przedmiotów znajdujących się zarówno blisko, jak i daleko.
Promienie świetlne, zogniskowane odpowiednio przez soczewkę, padają na światłoczułe komórki siatkówki. Pod
wpływem światła barwniki obecne w czopkach i pręcikach ulegają przemianom chemicznym, co powoduje
wygenerowanie impulsów elektrycznych. Impulsy są przesyłane do mózgu za pośrednictwem neuronów budujących nerw
wzrokowy. Za obróbkę i interpretację impulsów odpowiada ośrodek wzroku w płacie potylicznym kory mózgowej.
W ośrodku wzroku wyróżniamy trzy układy neuronów; pierwszy analizuje kształt, drugi barwę, a trzeci - ruch, położenie
i głębię obrazu. Informacje z tych układów ulegają scaleniu dając pełny obraz postrzeganych obiektów. Obróbka informacji w ośrodku wzroku polega także na porównaniu obrazów otrzymanych z prawego i lewego oka. W każdym oku
każdy przedmiot jest postrzegany nieco pod innym kątem. Mózg tworzy na ich podstawie jeden wspólny obraz (widzenie
stereoskopowe, czyli przestrzenne). Obraz ulega również odwróceniu do właściwej pozycji, ponieważ na siatkówkę pada
odwrócony o 180° („do góry nogami"). Wreszcie obraz zostaje uzupełniony o brakujące elementy - w miejscu gdzie pole
widzenia pada na ślepą plamkę.
Do najczęściej występujących wad wzroku należą krótkowzroczność i dalekowzroczność, wynikające z niewłaściwego
wynikające z niewłaściwego kształtu soczewki i osłabienia zdolności do akomodacji. W krótkowzroczności promienie
świetlne są ogniskowane przed siatkówką, a w dalekowzroczności - za siatkówką. Powstający obraz jest niewyraźny.
Wady te koryguje się poprzez noszenie soczewek korekcyjnych - w postaci okularów lub umieszczonych bezpośrednio
na gałce ocznej, tzw. soczewek kontaktowych. Korekcja dalekowzroczności wymaga stosowania soczewek
dwuwypukłych, a korekcja krótkowzroczności - soczewek dwuwklęsłych.
Astygmatyzm jest wadą wynikającą z nierównomiernej krzywizny rogówki lub soczewki. Część promieni świetlnych
ogniskuje się przed, a część za siatkówką; wskutek tego pewne części oglądanego przedmiotu są odbierane wyraźnie,
inne nie. W tym przypadku do korekcji używa się tzw. szkieł cylindrycznych.
Szczegółowe informacje o pozostałych narządach zmysłów poszukaj w dostępnych źródłach.
Teorię i zadania opracowano na podstawie następujących wydawnictw:
 Podręczniki do biologii w zakresie podstawowym i rozszerzonym (OPERON, MAC, WSIP, PWN);
 Vademecum maturzysty wydawnictwo Operon;
 Repetytorium maturzysty wydawnictwo Greg;
 Vademecum maturzysty wydawnictwo Zielona Sowa;
 Zadania maturalne:
 wydawnictwo Operon,
 wydawnictwo MAC,
 wydawnictwo WSIP,
 wydawnictwo PWN, wydawnictwo CKA, wydawnictwo OMEGA,
a
Zadania do rozwiązania
1) Rysunek I w uproszczony sposób przedstawia wadę wzroku – krótkowzroczność, a rysunek II – sposób jej
korygowania (2p).
Korzystając z informacji przedstawionych na rysunkach, opisz, na czym polega krótkowzroczność i sposób
korygowania tej wady wzroku.
Korzystając z informacji przedstawionych na rysunkach, opisz, na czym polega krótkowzroczność i sposób
korygowania tej wady wzroku.
2) Informacje o otaczającym świecie człowiek czerpie dzięki pracy swych narządów zmysłów, przede wszystkim wzroku.
W oparciu o zamieszczone rysunki:
a) opisz współpracę mięśnia rzęskowego oka i soczewki (4p);
b) wyjaśnij, gdzie powinny skupiać się promienie za soczewką, byśmy widzieli ostro i barwnie (3p);
c) określ, jakie dwie wady wzroku (poza krótko- i dalekowzrocznością) mogą wiązać się z wadami soczewki i
na czym one polegają (2p).
3) Ucho jest jednym z narządów zmysłów zapewniających kontakt organizmu z otoczeniem. Przedstaw
przystosowanie w budowie ucha środkowego do przenoszenia fal dźwiękowych z ucha zewnętrznego do
wewnętrznego (2p).
4) Cztery podstawowe smaki to: słony, kwaśny, słodki, gorzki. Smak słony kojarzy się zwykle ze smakiem soli
kuchennej, chociaż wiele innych soli daje podobne odczucie – na przykład wodny roztwór bromku potasu o stężeniu
0,2 mol/dm3. Natomiast roztwór bromku potasu o stężeniu 0,01 mol/dcm3 jest odczuwany jako słodki, a roztwór tej
soli o stężeniu 0,04 mol/dm3 ma smak słono-gorzki. Na podstawie informacji zawartych w tekście określ, od
czego zależy rodzaj odczuwanego przez człowieka smaku bromku potasu.
5) Na podstawie analizy schematu budowy oka ustal kolejność elementów gałki ocznej, przez które przemieszcza się
promień świetlny. W odpowiednich miejscach tabeli wpisz liczby 1–6: siatkówka, rogówka, ciało szkliste,
źrenica, soczewka, komora przednia.
6) Ściana gałki ocznej jest trójwarstwowa. W jednej z warstw występuje obszar zwany plamką żółtą.
a) Podaj nazwę warstwy gałki ocznej, której częścią jest plamka żółta.
b) Przedstaw rolę plamki żółtej w procesie widzenia.
7) Schemat przedstawia przemiany chemiczne zachodzące w pręciku siatkówki oko pod wpływem bodźca świetlnego.
Na podstawie powyższego schematu wyjaśnij rolę światła w zachodzącym procesie.
8) Podaj główne objawy niedoboru witaminy A u człowieka.
9) Podkreśl cztery warzywa lub owoce, w wymienionych poniżej, w których jest najwięcej pro-witaminy A, czyli
karotenu:
Marchewka, ziemniaki, kalafior, morele, pomarańcze, ogórki, rzodkiewka, pomidory, seler, pór
10) Wady wzroku są głównie związane z zaburzeniami budowy gałki ocznej, zdolności akomodacyjnej soczewki oraz
budowy rogówki. Podpisz kolejne rysunki nazywając każdą z przedstawionych wad wzroku.
11) Nastawianie ostrości odbywa się w oku automatycznie. Automatycznie także reguluje oko ilość wpadającego światła
Uzupełnij niżej przedstawione zdania, posługując się poniższymi rysunkami.
Automatyczne przystosowanie się układu optycznego oka do ostrego widzenia to...................................................
W wyniku tego procesu zmienia się kształt ..........................................................................................................
Zdolności adaptacyjne oka gwarantują, że obrazy powstają na.................................................................................
Ilość przepuszczonego światła reguluje....................................................................................................................
Regulacja ta polega na jej............................................................. lub.....................................................................
W świetle jaskrawym jest ona......................................... zaś w ciemności jest...........................................................