Учебник по Биологии. 8 класс. Матяш - Новая программа

§ 42. ЗРИТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА

Вспомните строение черепа человека. Каковы особенности строения и функционирования глаза у разных групп позвоночных животных?

Что такое зрение человека? Из чего состоит зрительная сенсорная система? Самая информативная среди всех сенсорных систем - зрительная. Около 90 % всей информации о внешнем мире мы получаем благодаря зрению.

ЗАПОМНИТЕ! Зрение - это физиологический процесс, который позволяет воспринимать степень освещенности, форму, размеры и цвета окружающих предметов, расстояние до них и, таким образом, ориентироваться в окружающей среде. Человек благодаря зрению способен читать, писать, воспринимать информацию с экрана телевизора, монитора компьютера, производить сложные работы и т. п.

Зрительная сенсорная система включает глаз (орган, воспринимающий световые лучи), зрительный нерв, подкорковые центры зрения и зрительную зону, расположенную в затылочной доле больших полушарий конечного мозга.

Каково строение органа зрения? Орган зрения человека состоит из глазного яблока (глаза) и вспомогательного аппарата. Глазное яблоко расположено в углублении лицевой части черепа - глазнице. Это чрезвычайно сложный и чувствительный оптический аппарат (рис. 157). Стенки глазного яблока состоят из трех оболочек. Внешняя оболочка - фиброзная - достаточно плотная, поддерживает форму глазного яблока (почти сферическую). Спереди она образует прозрачную и проницаемую для света роговицу. Ее другая часть непрозрачная и называется склерой, или белочной оболочкой. Прозрачная роговица напоминает линзу, преломляющую свет. Она как будто вставлена в переднюю часть склеры (рис. 157). Именно через роговицу свет попадает к другим частям глаза. В отличие от роговицы, склера для света непроницаема. Роговица содержит механорецепторы, поэтому прикосновение к ней вызывает моргание.

Рис. 157. Строение глаза человека

ЗАПОМНИТЕ! Моргание - безусловный рефлекс, направленный на защиту глаз. Мигая, мы увлажняем глаза, очищаем от пыли роговицу, предотвращаем попадание посторонних частиц при внезапных порывах ветра или капель воды во время дождя.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Роговица быстро восстанавливается. Разрезы на ней можно зашивать, не нарушая зрение. Операцию по пересадке роговицы первым в мире в 1924 г. предложил выдающийся отечественный офтальмолог Владимир Петрович Филатов (рис. 158). Он работал в глазной клинике при университете в Одессе (1903-1936), а с 1936 г. организовал и возглавил Одесский институт глазных болезней, которому присвоено его имя.

Средняя оболочка глаза - сосудистая, пронизана густой сеткой кровеносных сосудов. Эти сосуды снабжают глазное яблоко питательными веществами. В сосудистой оболочке различают собственно сосудистую оболочку, ресничное тело и радужную оболочку.

Собственно сосудистая оболочка обеспечивает питание разных частей глаза. Передняя ее часть - радужная оболочка — имеет вид вертикальной пластинки с круглым отверстием в центре. Радужная оболочка получила такое название потому, что содержит темный пигмент (меланин), который определяет цвет глаз: чем больше пигмента, тем темнее их цвет. При незначительном количестве пигмента цвет радужной оболочки серый, зеленый или голубой, при большом - карий. Цвет глаз у человека определяется наследственно.

Рис. 158. В.П. Филатов (1875-1956)

В радужной оболочке имеется отверстие - зрачок, через который свет попадает внутрь глаза. Зрачок, подобно диафрагме фотоаппарата, может менять диаметр, регулируя количество света, поступающего к светочувствительным клеткам сетчатки. При ярком освещении зрачок сужается, в темноте он расширяется. Диаметр зрачка меняется в результате сокращения или расслабления двух неисчерченных кольцевых мышц радужной оболочки.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Диаметр зрачка меняется и в результате эмоциональных реакций: в состоянии страха зрачок расширяется, а при гневе - сужается (Вспомните народное высказывание «У страха глаза велики»).

Основная функция зрачка - защита светочувствительного аппарата от разрушения сильным светом и приспособление глаза к изменению интенсивности освещения. Его диаметр меняется рефлекторно и согласованно в обоих глазах.

За радужной оболочкой расположено ресничное тело, большую часть которого составляет неисчерченная ресничная мышца. Она удерживает прозрачную капсулу, внутри которой находится хрусталик в форме двояковыпуклой линзы (рис. 157). Хрусталик образован полужидким прозрачным веществом.

Здоровье человека. Помутнение хрусталика приводит к заболеванию катаракте. Причиной возникновения катаракты могут быть нарушение обмена веществ, травмы, чрезмерная работа за монитором компьютера. Лечение катаракты требует хирургического вмешательства с удалением помутневшего хрусталика и заменой его искусственным. Теперь такое оперативное вмешательство является безболезненным благодаря лазерной хирургии.

Вся внутренняя полость глаза заполнена стекловидным телом - прозрачной вязкой массой (рис. 157). Эта структура, так же, как роговица или хрусталик, способна преломлять свет и изменять прохождение его лучей в глазу. Через стекловидное тело световые лучи попадают на сетчатку. Стекловидное тело поддерживает также давление внутри глаза.

Глаз имеет две полости - камеры глаза. Передняя камера - это небольшое пространство между роговицей и радужной оболочкой. Задняя камера расположена между радужной оболочкой и хрусталиком (рис. 157).

ЗАПОМНИТЕ! Структуры глаза, обеспечивающие прохождение лучей света, образуют его оптическую систему. Структуры глаза, воспринимающие световые лучи, - это световоспринимающая система глаза.

Сетчатка, или сетчатая оболочка, укрывает дно глаза. Она состоит из двух листков. Внешний листок образуют пигментные клетки, содержащие черный пигмент фусцин. Он поглощает световые лучи, устраняя отблески, способствуя более четкому изображению предметов. Внутренний листок содержит светочувствительные рецепторы (фоторецепторы). Одни рецепторы имеют форму палочек, другие - колбочек (рис. 159). Палочки возбуждаются при действии света малой интенсивности. Колбочки приспособлены к восприятию яркого света и цвета.

Рис. 159. Строение сетчатки: 1 - пигментные клетки; 2 - рецепторный слой; 3 - нейроны; 4 - волокна зрительного нерва; 5 - палочки; 6 - колбочки

Рис. 160. Схема определения желтого и слепого пятна

Рис. 161. Пример карточки для демонстрации слепого пятна на сетчатке глаза

От глаза отходит зрительный нерв. В месте его выхода нет ни палочек, ни колбочек. Это слепое пятно (рис. 160). Предметов, изображение которых попадает на этот участок, мы не видим. Площадь слепого пятна (в норме) составляет от 2,5 до 6 мм2.

Сбоку от слепого пятна, напротив зрачка, есть место наиболее четкого видения предметов - желтое пятно (рис. 160), где преимущественно расположены колбочки. В норме изображение всегда фокусируется оптической системой глаза на желтом пятне. При этом предметы, воспринимаемые периферическим зрением, различаются хуже. Благодаря тому, что палочки преобладают на периферии сетчатки, мы способны видеть «краем глаза» происходящее вокруг нас.

Слепое пятно можно легко выявить с помощью простого опыта (рис. 161).

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Выявление слепого пятна на сетчатке глаза

Оборудование: карточка для демонстрации слепого пятна на сетчатке глаза.

1. Прикройте левый глаз рукой или плотной бумагой и поместите карточку с рисунком на расстоянии приблизительно 15 см от глаз.

2. Смотрите правым глазом только на крестик, изображенный на карточке, и медленно то приближайте ее к себе, то отдаляйте до тех пор, пока не исчезнет один из трех кружочков. Чем объясняется это явление?

3. Повторите опыт, прикрыв правый глаз, фиксируя взгляд на кружочке.

4. Сделайте вывод, ответив на вопрос: На какую часть сетчатки попадает изображение крестика и кружочка?

Вспомогательный аппарат глаза состоит из верхнего и нижнего века и исчерченных мышц, двигающих глазное яблоко (рис. 162).

Глазное яблоко защищают брови, веки и ресницы. Брови защищают глаза от пота. Веки прикрывают глаз сверху и снизу, защищая глазное яблоко от пыли и других посторонних тел, механических повреждений и т. п. На свободных краях век растут короткие волоски - ресницы. Внутренняя поверхность век покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой. При прикосновении к ресницам или внезапном появлении вблизи глаза какого-либо предмета срабатывает безусловный рефлекс моргания.

Рис. 162. 1. Вспомогательный аппарат глаза. 2. Мышцы глаза

Здоровье человека. Воспаление конъюнктивы вызывает заболевание-конъюнктивит. Его признаки: постоянное слезоточение, резь в глазах, покраснение век, иногда гнойные выделения. Причины возникновения конъюнктивита - нарушение правил гигиены, возбудители инфекции, аллергены. В случае возникновения конъюнктивита нельзя касаться глаз руками, следует пользоваться отдельным полотенцем, чтобы не заразить других членов семьи.

Удаление посторонних частиц с поверхности глаза обеспечивает и слезный аппарат. Он состоит из слезной железы, слезных канальцев, слезного мешка и носослезного протока (рис. 162, 1). Слезная железа выделяет жидкость - слезы. Они увлажняют глазное яблоко, смывают с его поверхности посторонние частицы, обезвреживают болезнетворные микроорганизмы. Ежесуточно образуется приблизительно 1 мл слезной жидкости.

Ключевые термины и понятия: зрительная сенсорная система, глазное яблоко, склера, сосудистая оболочка глаза, роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, стекловидное тело, сетчатка.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

• Через зрительную сенсорную систему человек получает наибольшее количество информации об окружающем мире. Глаз человека имеет оптическую и световоспринимающую системы, а также вспомогательный аппарат.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Какое значение имеет зрение для человека? 2. Какие существуют оболочки глаза и каковы их особенности? 3. Каково строение глаза человека? 4. Что собой представляет вспомогательный аппарат глаза? 5. Какие структуры глаза обеспечивают его защиту?

Выберите один правильный ответ

1. Укажите структуры, составляющие внешнюю оболочку глаза: а) хрусталик, роговица; б) радужная оболочка, сосудистая оболочка; в) склера, роговица; г) сетчатка, стекловидное тело.

2. Укажите функцию зрачка: а) задерживает свет; б) преломляет свет; в) защищает глаз от излишне интенсивного света; г) поддерживает внутриглазное давление.

3. Укажите световоспринимающую оболочку глаза: а) склера; б) сосудистая оболочка; в) сетчатка.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Раскройте функции основных оболочек глаза.

ПОДУМАЙТЕ. Почему глаз сравнивают с фотоаппаратом, а сетчатку - с фотолабораторией?