Учебник по Биологии. 8 класс. Матяш - Новая программа

§ 43. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛАЗА ЧЕЛОВЕКА

Вспомните составляющие оптической и световоспринимающей систем глаза.

Какие особенности функционирования зрительной сенсорной системы человека? Взаимодействие разных составляющих зрительной сенсорной системы позволяет человеку наблюдать целостную и непрерывную картину окружающего мира. Эта картина возникает из отдельных изображений, которые последовательно сменяют друг друга на сетчатке правого и левого глаза.

Движения правого и левого глаза согласованны. Они контролируются глазодвигательными центрами ствола головного мозга, расположенными в участке моста и среднего мозга. Человеку присуще бинокулярное зрение, поскольку поля зрения правого и левого глаза перекрываются. Благодаря этому мы воспринимаем объемное изображение предметов, а также можем точнее определять расстояние до них.

Солнечные лучи - основной источник света на нашей планете - имеют разную длину волн. Человек может воспринимать лучи света с длиной волн от 400 до 750 нм1. Длинноволновые компоненты солнечного света мы воспринимаем как красный цвет, а коротковолновые - как сине-фиолетовый. Между ними в определенном порядке расположены и другие цвета: голубой, голубо-зеленый, зеленый, желтый, оранжевый. Такое расположение разных цветов называют световым спектром. Так, радуга, появляющаяся на небе после дождя, — это разложенный на отдельные компоненты солнечный свет.

Окружающие нас тела способны часть световых лучей поглощать, а часть — отражать. Глаз человека воспринимает лишь те цвета, которые отражаются от поверхности разных предметов. Если тело отражает все волны светового спектра, мы видим его белым, а если поглощает все волны — черным.

Перед тем как попасть на светочувствительные рецепторы сетчатки, лучи света проходят через оптическую систему глаза: роговицу, переднюю и заднюю камеры глаза, заполненные жидкостью, хрусталик, стекловидное тело. При этом они отклоняются назад таким образом, что на сетчатке образуется уменьшенное и перевернутое изображение предмета, который мы наблюдаем (рис. 163). Вследствие анализа в коре головного мозга информации, поступающей не только от зрительного органа, но и от других органов чувств (слуха, обоняния и др.), человек воспринимает предметы в их естественном положении.

Для того чтобы четко видеть определенный предмет, лучи, отражающиеся от него, должны собраться на сетчатке. Ресничная мышца, связанная с капсулой, окружающей хрусталик, изменяет степень ее натяжения. Когда капсула натягивается, хрусталик становится более плоским. Когда капсула расслабляется, хрусталик вследствие своей эластичности приобретает выпуклую форму (рис. 164). Свойство оптической системы глаза создавать четкое изображение предметов, расположенных на разном расстоянии, называют аккомодацией.

1 Нанометр (сокращенно — нм) равняется одной миллиардной части метра.

Рис. 163. Образование изображения на сетчатке глаза. Задание. Объясните, почему изображение на сетчатке оказывается уменьшенным и перевернутым

Рис. 164. Аккомодация глаза: рассматривание удаленных (I) и близко расположенных (II) предметов; 1 - хрусталик; 2 - схема прохождения лучей. Задание. Рассмотрите рисунок и объясните, каким становится хрусталик во время рассматривания удаленных и близко расположенных предметов

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Определение аккомодации глаза (работу проводят парами)

Оборудование: лист бумаги с отверстием и буквами разных размеров вокруг него.

1. Один ученик (экспериментатор) четко пишет на доске текст.

2. Потом он держит на расстоянии 10-15 см от глаз второго ученика (подопытного) лист белой бумаги с отверстием в нем и буквами по его радиусу так, чтобы их было четко видно, а через отверстие в бумаге можно было читать написанный на доске текст.

3. Подопытный читает надпись на доске через отверстие в бумаге одним глазом, прикрыв второй. Потом он переводит свой взгляд на буквы, написанные вокруг отверстия на листе бумаги.

4. Сделайте выводы, ответив на вопрос: Какими кажутся буквы вокруг отверстия на бумаге и на доске?

Лучи, пройдя через оптическую систему глаза, попадают на сетчатку, в состав которой входят фоторецепторы. Вы уже знаете, что колбочки обеспечивают дневное и цветовое зрение, а палочки - сумеречное и ночное.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Способность глаза видеть предметы при освещении разной интенсивности, называют световой аккомодацией. Например, когда вы из ярко освещенного помещения попадаете в темное, то сначала почти ничего не видите. Но потом глаз постепенно начинает привыкать и уже может воспринимать сначала контуры предметов, а потом - их детали. Аналогичные процессы наблюдают, когда человек из темного помещения попадает в ярко освещенное.

Зрительная информация от рецепторных клеток сетчатки по зрительным нервам через средний и промежуточный мозг передается в зрительные зоны - затылочные доли коры больших полушарий (рис. 165). Там формируется окончательное ощущение формы, размеров, цвета наблюдаемых предметов.

Какие бывают нарушения зрения? Какова их профилактика? Важное свойство зрения - это его острота. Острота зрения - способность различать мелкие детали предмета. Наибольшую остроту зрения обеспечивает желтое пятно. Чем дальше расположены рецепторы от желтого пятна, тем меньшую остроту зрения они способны обеспечивать.

Здоровье человека. Остроту зрения человека проверяют врачи-окулисты с помощью специальных таблиц. На них изображены буквы или другие знаки разного размера. Нормальная острота зрения составляет 1.0.

Еще одна важная особенность зрения человека - определение расстояния до объекта, на который направлено зрение, - глазомер.

Здоровье человека. Правильный глазомер не является врожденным свойством человека, а вырабатывается в течение всей жизни в результате постоянных тренировок. Он играет особенно важную роль в жизни людей определенных профессий: военных, снайперов, охотников, пилотов, моряков, художников и т. п.

Нарушение нормального ночного зрения вызывает заболевание куриная слепота. При нем человек нормально видит днем, а с наступлением сумерек почти перестает видеть окружающие предметы.

Рис. 165. Путь прохождения нервного импульса от сетчатки в зрительную зону коры больших полушарий

Рис. 166. Схема преломления лучей и коррекция зрения

Дальтонизм - врожденный дефект, связанный с нарушением функций колбочек, вследствие этого человек не различает определенные цвета (красный, зеленый или синий). Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать водителями, пилотами и т. п.

Нарушение аккомодационной способности хрусталика приводит к близорукости или дальнозоркости. Если световые лучи, пройдя через оптическую систему глаза, фокусируются перед сетчаткой, человек четко видит только предметы, расположенные неподалеку от него. Таким людям присуща близорукость (рис. 166). Врожденная близорукость вызвана увеличенными размерами глазного яблока или кривизны хрусталика, приобретенная - ослаблением ресничной мышцы из-за перенапряжения глаз (длительная работа за компьютером, непрерывный просмотр телепередач).

Когда лучи фокусируются за сетчаткой, четкое изображение возникает только от предметов, расположенных вдалеке от человека (рис. 166). Так возникает дальнозоркость. Как и близорукость, дальнозоркость может быть врожденной или приобретенной. Врожденная дальнозоркость возникает в результате недостаточной способности роговицы или хрусталика преломлять свет, небольшими размерами глазного яблока. Приобретенная дальнозоркость может быть вызвана потерей эластичности хрусталика, нарушениями функций ресничной мышцы и др.

Здоровье человека. Для исправления близорукости используют очки с двояковогнутыми линзами, а дальнозоркости - с двояковыпуклыми.

У некоторых людей наблюдается косоглазие, при котором нарушаются одновременные и согласованные движения глазных яблок. Тогда на сетчатке возникает резкое изображение от одного глаза и расплывчатое от другого. Косоглазие в основном врожденное, но может возникать как следствие глазных заболеваний.

В некоторых случаях человек может полностью или частично терять зрение, то есть наступает полная или частичная слепота. Например, когда яркий свет, попав на сетчатку, разрушает светочувствительные рецепторы. К слепоте могут привести травмы глаз или головы, некоторые заболевания (например, диабет).

Здоровье человека. На остроту зрения пагубно влияют употребление алкоголя, курение, наркомания и др. Эти вредные привычки могут вызвать отмирание зрительного нерва, рецепторных клеток сетчатки, помутнение роговицы или хрусталика.

ЗАПОМНИТЕ! Чтобы как можно дольше сохранить остроту зрения, соблюдайте следующие правила:

• рабочее место должно быть хорошо и равномерно освещено; источник света на рабочем столе (например, настольную лампу) располагайте слева, на расстоянии 50—60 см от рабочей поверхности;

• не следует читать в движущемся транспорте, потому что расстояние от книги до глаз постоянно меняется; это приводит к уменьшению эластичности хрусталика; к таким же последствиям может привести и чтение в постели;

• не стоит смотреть телевизор или работать с компьютером более 2 часов в сутки;

• при работе с компьютером следует пользоваться специальными очками, уменьшающими вредное влияние электромагнитного излучения на глаза; каждые 30 минут следует делать перерывы;

• в состав пищевого рациона должна обязательно входить пища с достаточным содержанием витамина А.

Важно предотвращать травмирование глаз. Травмы глаз бывают бытовые и производственные. Бытовые травмы глаз часто связаны с неосторожным пользованием бытовыми приборами, неумелым забиванием гвоздей и т. п. Производственные травмы чаще связаны с несоблюдением правил техники безопасности. Это касается и практических занятий по химии, физике и другим учебным предметам.

Здоровье человека. Если в глаз попадут щелочь, кислота или ядовитое вещество, сразу промойте его чистой проточной водой в течение 15-20 мин, потом немедленно обратитесь к врачу. В случае удара приложите к глазу вату или платочек, смоченный холодной водой. Если в глаз попадет пылинка, промойте его с помощью чистой ватки или платочка, снимите пылинку с века. Перед этим хорошо вымойте руки, чтобы не занести инфекцию.

В случае тяжелого ранения глаза (например, разрыва склеры) нельзя его промывать и пытаться достать посторонний предмет. На глаз следует наложить чистую повязку и отправить потерпевшего в больницу. Правильно оказанная помощь позволит избежать тяжелых последствий травмы и сохранить зрение.

ЗАПОМНИТЕ! Нормальное зрение делает жизнь полноценной, яркой, помогает овладеть любыми профессиями, наслаждаться красотой природы, искусством. Нарушение зрения ограничивает возможности человека.

Ключевые термины и понятия: аккомодация глаза, острота зрения, бинокулярное зрение, близорукость и дальнозоркость, косоглазие, куриная слепота, дальтонизм.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

• Воспринимают световые лучи и превращают световую энергию в нервный импульс фоторецепторы: палочки и колбочки. Благодаря колбочкам мы имеем возможность воспринимать цвет предметов, палочки обеспечивают сумеречное и ночное зрение.

• Оптическая система глаза преломляет световые лучи таким образом, что на сетчатке образуется действительное, уменьшенное и перевернутое изображение предмета. Четкое восприятие предметов зависит от аккомодационной способности хрусталика. Нарушения аккомодационной способности хрусталика приводит к возникновению близорукости или дальнозоркости. Коррекцию зрения осуществляет врач-окулист, подбирая соответствующие очки.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Какое значение имеет зрение для человека? 2. Какие функции выполняют колбочки и палочки? 3. Что такое аккомодация? Как она происходит? 4. Какие возможны нарушения зрения человека? Какова их профилактика?

Выберите один правильный ответ

1. Укажите, каким становится хрусталик при рассматривании близко расположенных предметов: а) не меняется; б) выпуклым; в) уплощенным.

2. Укажите, каким становится хрусталик при рассматривании удаленных предметов: а) не меняется; б) выпуклым; в) уплощенным.

3. Выберите очки, которые назначит врач-окулист при приобретенной дальнозоркости: а) с двояковогнутыми линзами; б) с двояковыпуклыми линзами.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Рассмотрите рисунок, на котором изображена работа ученика за компьютером. Опишите ключевые отметки на нем.

ПОДУМАЙТЕ. 1. Благодаря чему изменяется фокусное расстояние при настройке светового микроскопа? 2. Как человеку, который носит очки, пользоваться биноклем - с очками или без них?

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Выясните, почему именно красный цвет светофора выбран в качестве сигнала?