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1、第 十 一 章 感 受 器 和 效 应 器,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 感受器：感受体内、外刺激的器官； 效应器：接受神经中枢的指令, 对刺激做出反应的器官； 一、感受器； 二、效应器,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,膝跳反射示意图,返回,返回,感 受 器 和 效 应 器,一、感受器 （一）感受器和感觉； （二）物理感受器； （三）化学感受器 （一）感受器和感觉 多细胞生物 具专门感觉细胞构成的感受器 1. 感受器官的特性（自学）； 2. 能量的转换； 3. 感受器的类型,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,
2、2. 能量的转换 感受刺激 接受内、外环境少量能量， 转换能量的过程； 感官的特异性 只对某种类型的刺激敏感 接受某种类型的能量的本领特强； 能量转换的最终形式 不同形式的刺激（不同形式的能） 不同的感受器 动作电位（电能）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(4) 动作电位 性质：信息载体 “电报” 中枢特定部位 处理、翻译 感觉； 特点 不同刺激 不同内容（信息）的动作电位； 决定动作电位内容的因素 那种特定的神经元产生的； 那种特定的感觉纤维传导的； 多少纤维参与了传导； 传导的动作电位的总数； 动作电位的频率，等等,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章
3、感受器和效应器,(5) 感觉的产生 不同的 刺激 不同的感受器 内容不同的动作电位 不同的（传入）神经纤维 脑不同部位的神经元（感觉中枢） 不同的感觉；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 感觉产生的部位 感官？神经中枢（脑）？ 未解之谜 感受器如何产生内容不同的动作电位的？ 脑如何“翻译”成不同感觉的？ 3. 感受器的类型 物理感受器； 化学感受器,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,（二）物理感受器 定义：感受物理性刺激的感受器官 物理刺激：接触、压力、引力、张力、 光、声、热、运动、姿态等； 物理感受器 1. 触压感受器； 2. 本体感受
4、器； 3. 热感受器； 4. 平衡和听觉感受器； 5. 视觉和光感受器,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,1. 触压感受器 特点 动作电位消失很快； 连续压迫不会连续发生动作电位 容易适应（习惯化）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,2. 本体感受器 感受自身肌肉、腱、关节等的状态 张力、运动、位置 不会产生“适应”（“习惯化”） 意义：始终可感知身体的状态 很敏感 可感知肌肉、器官位置细微改变 意义：完成复杂、细致动作 （外科、绣花、弹琴）； 闭眼能完成一些动作 （穿衣、吃饭、打绳结）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效
5、应器,3. 热感受器：毒蛇（响尾蛇） P253, 图11-4 颊窝 红外线探测器 7000个神经末梢/颊窝； 很敏感 0.002（小动物发出的热）； 4. 平衡和听觉感受器 平衡器官：感知身体姿势 调节平衡； 听觉器官：感知空气振动 听觉； 感受两类完全无关信息的感官； 但两者关系非常密切,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 听觉、平衡器官的关系 性质相似：纤毛细胞 物理感受器 外界空气振动、自身姿态变化 纤毛屈曲 刺激纤毛细胞 动作电位 听觉、或感知身体姿态； 进化上的关系 平衡 水生动物就有的、原始功能； 听觉 陆生动物才产生的、次生功能,普通生物学 第二部分 个
6、体生物学 第十一章 感受器和效应器,(1) 平衡囊（自学）； (2) 平衡棍（自学）； (3) 侧线（自学）； (4) 听觉和耳 (4) 听觉和耳： 动物的听觉（自学）； 耳的进化（自学）； 耳的构造； 听觉的产生； 感觉微弱声音的能力； 分辨不同声音的能力,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 耳的构造（人、哺乳类） P255, 图11-7 外耳： 组成 耳廓、外耳道、鼓膜； 功能 聚集、传导声波； 中耳 组成 鼓室、听小骨、鼓咽管 鼓膜 听小骨 卵圆窗； 听小骨 锤骨、砧骨、镫骨 卵圆窗、圆窗 中、内耳的分界； 功能 传导、放大声波；,普通生物学 第二部分 个体生物
7、学 第十一章 感受器和效应器, 内耳（迷路）：复杂的管道 前庭器（平衡）+ 耳蜗（听觉） 前庭器 = 前庭 + 3个半规管 前庭：2个膜性囊 含耳砂（耳石） 头部姿态变化 耳石压迫膜性囊 前庭蜗神经（脑神经） 小脑； 半规管：3个互相垂直；内淋巴液 头部姿态变化 内淋巴液流动 前庭蜗神经（脑神经） 小脑；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 耳蜗：膜性管道、蜗牛壳形，P255, 图11-7 拉直后 图11-8A； 横切 图11-8B 组成：前庭阶、蜗管、鼓阶 平行管道； 柯蒂氏器：蜗管内 基底膜； 毛细胞 感觉细胞 顶端：纤毛（听毛）； 底部：与前庭蜗神经相连； 覆膜
8、,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 听觉的产生 P257, 图11-8C 声波 鼓膜 听小骨 卵圆窗 耳蜗内淋巴液振动 基底膜振动 覆膜、毛细胞互相摩擦 毛细胞兴奋 前庭蜗神经 脑；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 感觉微弱声音的能力 听小骨的作用 传导声波； 放大声波：卵圆窗振幅 力量； 压强、面积：反比关系 面积 鼓膜/卵圆窗 = 30/1 卵圆窗压强（30倍） 振幅、力量,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 分辨不同声音的能力 柯蒂氏器 很多种不同的毛细胞 不同频率（音调）的声波振动 蜗管内淋巴液不同的共
9、振波 不同的毛细胞发生反应 不同的听觉（不同的声音） 思考：在耳内产生了不同的声音？,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,5. 视觉和光感受器 真正的眼 感光、成像； (1) 昆虫的复眼（自学）； (2) 头足类的眼（自学）； (3) 哺乳动物、人的眼 (3) 哺乳动物、人的眼 复杂； 高灵敏度 弱光下也能成像； 彩色照相机,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,A. 眼的结构； B. 视网膜和视神经； C. 眼的调节功能（自学为主）； D. 近视、远视和散光（自学）； E. 双目的作用（自学）； F. 视觉的化学；,普通生物学 第二部分 个体生物
10、学 第十一章 感受器和效应器,A. 眼的结构 眼球壁 3层膜 P258, 图11-10 外膜：巩膜（后、纤维膜）+ 角膜（前）； 中膜 脉络膜（后）： 富含血管（营养）； 黑色素（“暗盒”） 虹膜（前） 棕黑色、圆盘状 瞳孔：光通路、调节光通量 内膜（视网膜） 唯一的感光神经组织 构造最复杂,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 睫状体 睫状肌 虹膜之后、脉络膜之前； 环状平滑肌 调节晶状体形状； 睫状小带（悬韧带） 连接睫状肌与晶状体,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,B. 视网膜和视神经 视觉细胞 两大类 视锥细胞 光敏感性 弱，只能感受强
11、光； 可感受颜色 强光下，清晰彩色图象； 视杆细胞 光敏感性 强，可感受弱光； 不能感受颜色 弱光下，黑白图象；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 白天活动的动物：鸽子 只有视锥细胞 不能夜间活动； 能辩色、 ； 夜间活动的动物：大多数猫头鹰 只有视杆细胞 夜间活动； 不能辩色（黑、灰、白）； 人：视杆细胞 多（1.25亿个）； 视锥细胞 少（650万）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 黄斑 P258, 图11-10 黄色小斑点 视网膜后方中央附近； 中央凹 黄斑中央小凹陷 完全由视锥细胞组成； 视觉的聚焦点 视觉成像最清晰区域； 仔细
12、观察时的“正眼凝视”； 观察景物时的 “扫视”,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 视网膜构造 P259, 图11-11(1) & 11-11(2) 外层：视觉（视锥、视杆）细胞； 中层：双极神经元、中间神经元； 内层：神经节细胞 传导途径：光 视觉细胞 兴奋 中间、双极、中间神经元 神经节细胞 视神经 眼球后壁 脑,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 视网膜结构、功能特点 视觉细胞位于视网膜的最深层 顶端感光部分 倒插在最后色素细胞间; 光线 多层次神经网络 视觉细胞顶端感光部分； 多层次神经网络的功能 加工、筛选 图像绝对强度、邻近部位间
13、差异 图象反差、清晰度；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,C. 眼的调节功能（自学为主） 对光强度（明暗）变化的适应 瞳孔：大小 光通量； 视锥、视杆细胞 轮换兴奋、静息； 聚焦（远、近）：晶状体（自学）： D. 近视、远视和散光（自学）； E. 双目的作用（自学）； 思考：人眼与照相机调焦的不同？ 为何许多感官都成对？,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,F. 视觉的化学 P259, 图11-11（右） 视觉细胞：端部，盘状，膜盘； 膜盘：含感光色素； 动、植物感光色素分子的区别 植物：光刺激 氧化 光合作用； 动物：光刺激 分子构相变化
14、动作电位 脑 感觉,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 感光色素 光敏分子 视紫质：色素蛋白 、含视黄醛； VA氧化 视黄醛； 视紫质的种类 视紫红质：视杆细胞（种） 视黄醛 + 视蛋白； 视紫蓝质：视锥细胞 视黄醛 + 光视蛋白； 视锥细胞 3种：绿、蓝、红 含不同视紫蓝质,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,自学并思考 为何视杆细胞只有1种？ 视锥细胞却有3种？ 人眼为何对红色最敏感？ 视锥细胞只有3种（绿、蓝、红）， 却可产生多种色感？ 夜盲症、色盲是如何产生的？,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,（三）化学感受
15、器 1. 涡虫（不讲）； 2. 昆虫（不讲）； 3. 人的味觉和嗅觉,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,3. 人的味觉和嗅觉 (1) 味觉 味蕾：舌、乳头、味蕾、味觉细胞； P263, 图11-16C, D 味觉细胞 P263, 图11-16E 特化的上皮细胞 微绒毛 自顶端的嗅孔中伸出； 感觉神经纤维：与味觉细胞基部相连； 味觉敏感区（自学）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(2) 嗅觉 P263, 图11-16F 嗅觉上皮：鼻腔顶端粘膜上皮 嗅觉细胞； 嗅觉的形成 气味物质分子 溶于鼻腔粘膜表面液体 嗅觉细胞兴奋 感觉神经纤维（嗅觉细胞
16、基部） 脑（嗅觉中心） 嗅觉,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 特点 灵敏 感知多种气味 人：50多种，不算发达； 哺乳类：灵敏 特别是夜间活动者； 灵长类 退化（视觉发达）； 鸟类：不发达（视觉发达）； 食腐鸟类 嗅觉发达； 易适应（习惯化） 入鲍鱼之肆，久而不闻其臭； 久居兰室，不闻其香,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,二、效应器 反应种类很多 效应器种类也很多； 效应器：肌肉、体色、发光、腺体等； 肌肉和肌肉收缩； 色素反应； 生物发光；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,（一）肌肉和肌肉收缩 平滑肌收缩特
17、点 缓慢、耗能少（不易疲劳、持久）； 横纹肌收缩特点 迅速、耗能多（易疲劳、持久性差）； 1. 无脊椎动物的肌肉（自学）； 2. 脊椎动物的肌肉； 3. 肌肉收缩,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,2. 脊椎动物的肌肉 (1) 骨骼肌（横纹肌、随意肌） 躯干、四肢、眼球活动肌、颚肌等； 构造：1块肌肉 多个肌纤维（肌细胞）； 肌肉的两种工作方式 动力工作：走、跑、跳、飞、游等动作； 静力工作：抵抗重力，调节平衡、姿势等,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 运动产生的3个要素 肌肉：收缩 运动的动力； 骨骼：杠杆作用； 关节：杠杆作用 1块肌肉
18、至少跨越1个关节， 两端附着在2块骨面上；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 肌肉作用的特点 收缩力强 单足趾尖站立， 腓肠肌收缩力 体重6 （托举时 1000 kg）； 只能“拉”，不能“推”； 颉抗作用 P266, 图11-18 至少2块（组、群）作用相反的肌肉参与； 高度复杂性：简单动作 多块肌肉参与； 高度协调性；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(2) 神经肌肉接点 P267, 图11-19 神经肌肉接点 运动终板（突触） 神经末梢分支的末端； 肌纤维 神经递质：Ach 使骨骼肌收缩（兴奋）、心肌抑制 运动单位 1个神经元 +
19、它所支配的所有肌纤维 （1个神经元 多个末梢 多个肌纤维）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 决定肌肉动作的力度与准确性的2个因素 参与反应的运动单位的数目 随刺激的强弱而调节 使反应更准确； 运动单位 2 1000 多个肌纤维 运动单位大 力度大、精确性差 四肢的三头肌 1000个以上； 运动单位小 力度小、但复杂而精密 眼球活动肌肉 2-3个肌纤维；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,3. 肌肉收缩 (1) 单个肌纤维（肌细胞）的收缩 “全或无”反应 刺激低于某个强度 肌纤维不收缩； 达到某个强度 收缩； 提高强度 并不能提高收缩的强度
20、,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(2) 单肌收缩：单块肌肉的收缩 离体实验：蛙、蟾蜍 坐骨神经 腓肠肌； 单肌收缩； 单肌收缩曲线 P268, 11-20A 等级反应 反应张力随刺激强度而变化 叠加； 问题： “全或无”、“等级反应”是否矛盾？ 为何单块肌肉、单个肌纤维收缩不同？,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(3) 肌肉收缩张力的总和（叠加） 2个原因：时间性、空间性总和 时间性总和：反应强度 刺激速率 P268, 图11-20B 试验1：刺激速率比较慢时 第1个单肌收缩（动作电位）完成之后， 再产生第2个单肌收缩； 每个单肌收缩一
21、样大小； （接下页）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 试验2：刺激速率 快 一定程度 P268, 11-20C 第1个单肌收缩完成之前, 第2个动作电位被触发 张力叠加 产生一个较大的反应； 试验3：刺激速率 进一步加快 P268, 11-20D 整个收缩曲线 平滑； 张力总和 最大值 强直收缩；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 空间性总和：2个空间因素 被启动的运动神经元（运动单位）数目； 每个运动单位的大小（所含肌纤维数目） 总结：肌肉等级收缩反应的原因 时间性总和 动作电位的速率； 空间性总和 运动单位数目； 运动单位大小,普通
22、生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,(4) 肌肉收缩的机制 A. 骨骼肌纤维的超微结构 P269, 图11-21 肌细胞（肌纤维） P269, 图11-21B、C 长柱型； 肌原纤维 明暗相间的横纹 P269 11-21D a. 肌原纤维的明暗带 P269, 图11-21D、E 暗带（A带） H区 暗带中央，较亮的狭窄区： 明带（I带）：Z线 明带中央1条深线；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 肌节：两条相邻的Z线之间的部分 肌肉收缩的形态单位、功能单位； 组成：一个完整的暗（A）带； 左、右各半个明（I）带； b. 肌原纤维的超微结构 P26
23、9, 11-21D、E 两种肌丝 粗丝（肌球蛋白丝）； 细丝（肌动蛋白丝）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,c. 肌原纤维明暗带的形成 P269, 图11-21D 粗、细丝相间排列的结果 粗丝：仅在暗带（A） 、贯穿暗带全长； 细丝：自Z线 A带的H区边缘 （H区内无细丝） 横切 P269, 图11-21E 明带（I带） 只有细丝； 暗带H区 只有粗丝； 暗带、H区以外 兼有粗、细丝； 6条细丝呈六角形包围中央1条粗丝,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,d. 肌丝的分子结构 细丝 肌动蛋白丝 肌动蛋白分子； 结合位点 可与肌球蛋白分子的头结
24、合； 粗丝 肌球蛋白丝、1束肌球蛋白分子； 肌球蛋白分子：长、Y形 P270，图11-22 2个头 向着H区的外侧； 尾 向着A带中央的H区1束,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,B. 肌肉收缩机制 肌丝滑动学说 图11-22D、E 肌肉收缩 粗、细丝相对滑动的结果 肌节两端Z线发出的细丝 暗带中央滑动 相邻Z带互相靠近 肌节、肌原纤维、肌纤维、肌肉均缩短； 明带、暗带的H区 缩短、甚至消失; 暗带：长度不变； 分子机制（不讲）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 分子机制 冲动 神经肌肉结合点 肌膜去极化 肌纤维收缩 粗丝与细丝结合 粗丝中
25、肌球蛋白分子的“头” 与周围6根细丝中肌动蛋白分子上的结合点 粗丝 “船桨” 带着细丝向H区滑动 （接下页）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器, 粗丝与细丝脱离：滑动一段距离后 粗丝“头”与细丝“结合点”脱离 粗丝滑回原始位置 粗丝与细丝再结合 粗丝“头”再与细丝下一个结合点结合 不断重复：结合、滑动、脱离、再结合 直至使细肌丝滑动到H区的中央为止,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,C. Ca2+的作用（自学为主） P272, 图11-23 肌动蛋白丝上附着2种蛋白质 原肌球蛋白：封闭肌动蛋白分子的结合位点； 肌钙蛋白：冲动 =肌膜去极化 =
26、肌质网释放Ca2+ = 与肌钙蛋白结合 = 原肌球蛋白分子构相变化 = 肌动蛋白分子结合位点暴露 = 肌球蛋白丝分子的头与之结合 = 肌丝相对滑动,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,D. 耗能的过程（自学）； E. 快收缩与慢收缩（自学）； F. 平滑肌和心肌（自学）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,D. 耗能的过程（自学）； E. 平滑肌和心肌（自学） 为何横纹肌有横纹？ 为何平滑肌无横纹？ 为何心肌有横纹，但不清晰？ 何谓肌丝滑动学说？分子机制如何？,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,（二）色素反应 定义：同一
27、个体的体色可随环境而改变； 与“保护色”不相同； 适应性 隐蔽 保护（躲避敌害）； 便于捕食 乌贼、避役（变色龙）等；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,1. 色素细胞：位于皮肤中 含色素体 2. 色素体 可迁移 集中于细胞体中央 体色变浅； 散布细胞体内 体色变深; 3. 色素流动的调控机制 神经 and/or 激素；,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,（三）生物发光 较普遍（特别是海洋生物）； 海面200m以下的光 均为生物发光 1. 意义 照明、诱集猎物、威胁、吸引异性等； 2. 发光方式 体内发光细菌（少数情况）； 自身发光（大多数情
28、况）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,3. 荧光素 一类物质总称 因动物而异； 作用 荧光素 + O2 氧化荧光素 荧光 条件：荧光素酶、Mg2+、ATP； （耗能、耗氧）； 效率：萤火虫 95% - 99%； 萤火虫发光： 功能 通讯、诱捕； 发光强度控制（供氧量）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,4. 光细胞 特殊的上皮细胞 荧光素、荧光素酶； （四）其他效应器（自学） 腺体 也是效应器官（详见下章）,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,END,普通生物学 第二部分 个体生物学 第十一章 感受器和效应器,作业,1 什么是免疫？描述体液免疫、细胞免疫的过程。 2 描述肾单位的结构以及各部分的功能。 3 什么是中枢神经系统、外周神经系统、自主神经系统？,