Підручник Біологія 8 клас - Н. Ю. Матяш - Генеза 2016 рік

Тема 8 ЗВ'ЯЗОК ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ ІЗ ЗОВНІШНІМ СЕРЕДОВИЩЕМ. СЕНСОРНІ СИСТЕМИ

Людину оточує дивовижний світ, багатий на барви, звуки, запахи. Як людина сприймає їх та одержує повну картину навколишньої дійсності?

§ 41. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СЕНСОРНИХ СИСТЕМ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ

Пригадайте, що таке рецептори. Які нерви називають чутливими, а які - руховими? Де розташовані нервові центри в корі кінцевого мозку?

Що таке сенсорні системи і як вони працюють? Наш мозок безперервно одержує інформацію про всі зміни навколишнього середовища, а також про стан внутрішнього середовища організму. Забезпечують сприйняття, передачу та аналіз цієї інформації сенсорні системи. Їх також називають аналізаторами.

Сенсорна система - це сукупність органів чуття з рецепторами і структур центральної та периферичної нервової системи, які сприймають й аналізують різні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища. У сенсорній системі розрізняють три відділи: периферичний, провідниковий і центральний (мал. 155).

Периферичний відділ складається з рецепторів, які сприймають певний вид подразнення. Ці рецептори входять до складу відповідного органа чуття або розташовані у тканинах. Провідниковий відділ утворюють чутливі нерви, які відходять від рецепторів, та ядра стовбура мозку. По них нервові імпульси передаються до центрального відділу сенсорної системи. Центральний відділ - це певні ділянки центральної нервової системи (кори і підкіркових центрів головного мозку), де аналізуються подразнення і формуються відчуття. У цьому відділі також формується відповідь на подразнення, які надходять від рецепторів.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Сенсорні системи забезпечують пристосувальні реакції організму у відповідь на дію подразників зовнішнього та внутрішнього середовища. Ушкодження будь-якого відділу сенсорної системи призводить до втрати здатності розрізняти певні подразнення.

Мал. 155. Схема загальної структури сенсорних систем

Які є типи рецепторів? Як ви пригадуєте, рецептори - особливі чутливі утвори, що сприймають подразники зовнішнього і внутрішнього середовища й перетворюють їх на нервові імпульси. Рецепторами можуть бути нервові закінчення в тканинах або спеціалізовані клітини, що входять до складу різних органів чуття. Кожен вид рецепторів сприймає тільки один тип подразників. Розрізняють такі рецептори:

• механорецептори - сприймають різні механічні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища; входять до складу органів слуху, рівноваги, шкіри, опорно-рухового апарату, внутрішніх органів тощо;

• хеморецептори - сприймають вплив різних хімічних сполук; до них належать рецептори смаку, нюху, а також ті, що розташовані в тканинах і стінках кровоносних і лімфатичних судин тощо;

• фоторецептори - сприймають дію світлових променів; входять до складу органа зору;

• терморецептори - сприймають зміни температури зовнішнього та внутрішнього середовища; розташовані в шкірі та внутрішніх органах;

• рецептори, що відповідають за больові відчуття (ноцицептори), дають змогу своєчасно сприймати порушення в роботі внутрішніх органів або певні небезпечні впливи чинників зовнішнього середовища.

Як функціонують рецептори? Сукупність рецепторів, пов’язаних з певним нейроном центральної нервової системи, утворює рецепторне поле. Аби рецептори сприйняли певний подразник, потрібно, щоб він подіяв на них з певною силою. Так, орган слуху людини може сприймати звукові хвилі із частотою не менше ніж 16 і не більш як 20 000 коливань за секунду. При цьому різні рецептори, що входять до складу рецепторного поля, мають різний поріг чутливості до дії подразника (так, одні рецептори в органі слуху людини здатні сприймати низькі звуки, інші - високі).

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Фізіологічна роль рецепторів полягає в тому, що вони перетворюють одні форми енергії подразників: фізичну (механічну, теплову та ін.) або хімічну на електричну енергію нервових імпульсів. Далі ці імпульси передаються по чутливих нейронах у певні зони кори великих півкуль кінцевого мозку. Там інформація, що надходить від рецепторів, відбивається у свідомості людини у вигляді суб’єктивних образів - відчуттів, відтворень і уявлень. У головному мозку збудження, які надходять від органів чуття, аналізуються, від нього також надсилаються сигнали органам, які відповідають за виконання певних функцій. Наприклад, побачивши на дорозі гострий предмет, людина його обходить, почувши дзвінок телефона, реагує на нього.

Для всіх типів рецепторів характерне явище адаптації, тобто пристосування до тривалої дії подразника. Якщо подразник діє довго, поріг чутливості сенсорної системи знижується. Так, людина, яка приїхала після тривалого перебування на природі (наприклад, у лісі) до міста, спочатку дуже чутлива до шумів (руху транспорту, гучних розмов людей), але через певний час такий шум привертає дедалі менше її уваги. Зорові рецептори досить швидко здатні адаптуватися як до яскравого освітлення, так і до затемнення. Найгірше адаптуються до подразнення больові рецептори.

Якщо на сенсорну систему певний подразник діє періодично і при цьому з кожним разом сила його дії поступово збільшується, зростає її чутливість. Наприклад, фахівці-кулінари краще за людей інших професій розпізнають якість їжі, водії - розрізняють за звуком двигуна, що працює, його стан тощо. Але слід зазначити, що чутливість сенсорних систем до дії певних подразників можна підвищувати лише до певної межі, багато в чому ця здатність визначається спадково.

Здоров’я людини. Завдяки адаптаційним механізмам, закладеним в організмі кожної людини, ми здатні за допомогою тривалих вправ підвищувати функціональні можливості сенсорних систем. Так тренують свій слух музиканти, відчуття кольору - художники, смак і запахи - спеціалісти-дегустатори та інші.

Які є типи сенсорних систем? Відповідно до різних типів рецепторів існують і різні сенсорні системи. У людини розрізняють такі основні сенсорні системи: зорову, слухову, смакову, дотикову та нюхову. До периферичної частини сенсорної системи входять і відповідні органи чуття: очі (сприймають світлові подразники), вуха (звукові), язик (смакові), ніс (запахи), орган рівноваги (контроль за положенням у просторі) та ін.

Усі сенсорні системи організму людини пов’язані між собою, особливо в корі головного мозку, численними нервовими зв’язками. Тому різні сенсорні системи здатні до взаємодії та взаємокомпесацїі. Унаслідок цього подразнення рецепторів однієї із сенсорних систем формує відчуття, що забезпечують інші. Наприклад, людина чує гавкіт собаки та уявляє її образ. Почувши запах горілого дерева, людина може уявити пожежу.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! У великих півкулях унаслідок взаємодії кіркових відділів різних сенсорних систем формується програма поведінки людини, оцінка певних дій тощо.

Біологічне значення явища взаємокомпенсації сенсорних систем полягає в тому, що в разі ушкодження однієї з них (унаслідок хвороби або травми), підвищується чутливість до дії подразників інших. Так, сліпі люди краще здатні розпізнавати звуки, запахи, у них підвищена дотикова чутливість тощо (мал. 156).

Мал. 156. Незрячі люди сприймають текст на дотик. Цей рельєфно-крапковий шрифт розробив француз Луїс Брайль

Ключові терміни і поняття: рецептори, сенсорна система, аналізатори.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Людина отримує об'єктивну інформацію про зміни зовнішнього і внутрішнього середовища організму за допомогою сенсорних систем (аналізаторів). Кожна сенсорна система сприймає тільки специфічний вид подразника. Усі сенсорні системи мають однакову загальну структуру: рецептори (периферичний відділ), провідні шляхи (провідниковий відділ), нервовий центр (центральний відділ). На базі отриманої інформації в людини формуються суб'єктивні відчуття і психічні процеси. Для рецепторів характерне явище адаптації, тобто пристосування до тривалої дії подразника, а для сенсорних систем - явища взаємодії та взаємокомпенсації.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Дайте визначення поняття «сенсорні системи». 2. Які основні структурні елементи входять до складу всіх сенсорних систем? 3. Які сенсорні системи людини ви знаєте? 4. Що таке адаптація рецепторів? 5. У чому полягає взаємодія сенсорних систем?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть відділ сенсорної системи, до складу якого входять рецептори: а) периферичний; б) центральний; в) провідниковий; г) гальмівний.

2. Укажіть сенсорну систему, до складу якої входять фоторецептори: а) смакова; б) слухова; в) зорова; г) нюхова.

3. Укажіть тип рецепторів, до яких належать рецептори смаку: а) механорецептори; б) хеморецептори; в) фоторецептори; г) терморецептори.

Установіть правильну послідовність передачі подразнення у сенсорних системах: а) нервовий центр кори кінцевого мозку; б) нервовий імпульс; в) рецептори; г) чутливий нерв.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Назвіть типи сенсорних систем людини та подразники, які вони сприймають.

ПОМІРКУЙТЕ. Яке значення має явище взаємокомпенсації сенсорних систем?

§ 42. ЗОРОВА СЕНСОРНА СИСТЕМА ЛЮДИНИ

Пригадайте будову черепа людини. Які типи рецепторів притаманні організму людини? Які особливості будови та функціонування ока в різних груп хребетних тварин?

Що таке зір людини? Із чого складається зорова сенсорна система?

Найінформативніша серед усіх сенсорних систем - зорова. За підрахунками вчених, близько 90 % усієї інформації про зовнішній світ ми отримуємо завдяки зору.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Зір - це фізіологічний процес, який дає змогу сприймати ступінь освітленості, форму, розміри та кольори навколишніх предметів, відстань до них і, таким чином, орієнтуватись у довкіллі. Людина завдяки зору здатна читати, писати, сприймати інформацію з екранів телевізорів, моніторів комп’ютерів, виконувати складні роботи тощо.

Зорова сенсорна система включає око (орган, який сприймає світлові промені), зоровий нерв, підкіркові центри зору та зорову зону, розташовану в потиличній частці кори великих півкуль головного мозку.

Яка будова органа зору? Орган зору людини складається з очного яблука (ока) й допоміжного апарату. Очне яблуко розташоване в заглибленні лицьової частини черепа - очній ямці. Таке розташування ока певним чином захищає його від ушкоджень.

Очне яблуко становить собою надзвичайно складний і чутливий оптичний апарат (мал. 157). Його стінки складаються з трьох оболонок. Зовнішня оболонка - фіброзна - досить щільна й підтримує форму очного яблука (майже кулясту). Спереду вона утворює прозору і проникну для світла рогівку. Її інша частина є непрозорою і має назву склера, або білкова оболонка. Прозора рогівка нагадує лінзу, що заломлює світло. Вона наче вставлена в передню частину склери (мал. 157). Саме через рогівку світло потрапляє до інших частин ока. На відміну від рогівки, склера для світла непроникна. Рогівка містить механорецептори, тому дотик до неї спричинює моргання.

Мал. 157. Будова ока

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Моргання - безумовний рефлекс, спрямований на захист очей. Кліпаючи, ми зволожуємо очі, очищаємо від пилу рогівку, запобігаємо потраплянню сторонніх часточок під час раптових поривів вітру або потрапляння під дощ чи струмінь води. Часте моргання свідчить про те, що нашим очам некомфортно. Нерідко це сигнал загальної втоми.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Рогівка добре відновлюється. Розрізи на ній можна зашивати, не порушуючи зору. Унаслідок деяких хвороб або в деяких людей літнього віку рогівка мутнішає. Так виникає більмо (полуда). До ока не потрапляє світло, і людина сліпне. Операцію з пересаджування рогівки перший у світі в 1924 р. запропонував видатний вітчизняний офтальмолог Володимир Петрович Філатов (1875-1956) (мал.158). Він працював в очній клініці при університеті в Одесі (1903-1936), а з 1936 р. організував і очолив Одеський інститут очних хвороб, якому й присвоєно його ім'я.

Середня оболонка ока - судинна, пронизана густою сіткою кровоносних судин. Ці судини постачають очному яблуку поживні речовини. Крім того, судинна оболонка містить темний пігмент, який надає їй забарвлення. У судинній оболонці розрізняють власне судинну оболонку, війкове тіло та райдужку.

Власне судинна оболонка забезпечує живлення різних частин ока. Передня її частина - райдужка - має вигляд вертикальної пластинки з круглим отвором у центрі. Райдужка дістала таку назву тому, що містить темний пігмент (меланін), який зумовлює колір очей: що більше пігменту, то темніший їхній колір. За незначної кількості пігменту колір райдужки сірий, зелений або блакитний, за великої - карий. Колір очей у людини визначається спадково.

Мал. 158. В.П. Філатов

У райдужці є отвір - зіниця, через який світло потрапляє всередину ока. Зіниця, подібно до діафрагми фотоапарата, може змінювати діаметр, регулюючи кількість світла, що потрапляє до світлочутливих клітин сітківки. Коли освітлення яскраве - зіниця звужується, у темноті вона розширюється. Діаметр зіниці змінюється внаслідок скорочення або розслаблення двох непосмугованих кільцевих м’язів райдужки.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Діаметр зіниці змінюється і в результаті емоційних реакцій: за стану страху зіниця розширюється, а за гніву - звужується (Пригадайте народний вислів «У страху очі великі»).

Основна функція зіниці - захист світлочутливого апарату від руйнування сильним світлом і пристосування ока до зміни інтенсивності освітлення. Її діаметр змінюється рефлекторно й узгоджено в обох очах.

За райдужкою розташоване війкове тіло, більшу частину якого становить непосмугований війковий м’яз. Він утримує прозору капсулу, усередині якої розміщений кришталик у формі двоопуклої лінзи (мал. 157). Кришталик утворений напіврідкою прозорою речовиною.

Здоров’я людини. Помутніння кришталика призводить до захворювання на катаракту. Причиною виникнення катаракти можуть бути порушення обміну речовин, травми, надмірна робота за монітором комп'ютера. Лікування катаракти потребує хірургічного втручання з видаленням помутнілого кришталика та заміною його на штучний. Тепер таке оперативне втручання є безболісним завдяки лазерній хірургії.

Уся внутрішня порожнина ока заповнена склистим тілом - прозорою драглистою масою (мал. 157). Ця структура, так само як рогівка чи кришталик, здатна заломлювати світло й змінювати хід його променів в оці. Через склисте тіло світлові промені потрапляють на сітківку. Склисте тіло підтримує також тиск усередині ока.

Око має дві порожнини - камери ока. Передня камера - це невеликий простір між рогівкою та райдужкою. Задня камера розташована між райдужкою та кришталиком (мал. 157).

Через зіницю задня камера ока сполучається з передньою. Камери ока заповнені рідиною, яку утворює судинна оболонка ока.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Структури ока, які забезпечують проходження променів світла, утворюють його оптичну систему. Структури ока, які сприймають світлові промені, - це світлосприймальна система ока.

Сітківка, або сітчаста оболонка, вистеляє дно ока. Вона складається з двох листків.

Зовнішній листок утворюють пігментні клітини, що містять чорний пігмент фусцин. Він поглинає світлові промені, усуваючи відблиски, що сприяє чіткішому зображенню предметів. Внутрішній листок містить світлочутливі рецептори (фоторецептори). Одні рецептори мають форму паличок, інші - колбочок (мал. 159). Палички збуджуються під час дії світла малої інтенсивності. Колбочки пристосовані до сприйняття яскравого світла і кольорів.

Мал. 159. Будова сітківки: 1 - пігментні клітини; 2 - рецепторний шар; 3 - нейрони; 4 - волокна зорового нерва; 5 - палички; 6 - колбочки

Мал. 160. Схема визначення жовтої і сліпої плями

Від ока відходить зоровий нерв. У місці його виходу немає ні паличок, ні колбочок. Це сліпа пляма (мал. 160). Предметів, зображення яких потрапляє на цю ділянку, ми не бачимо. Площа сліпої плями (в нормі) становить від 2,5 до 6 мм2.

Збоку від сліпої плями, навпроти зіниці, є місце найбільш чутливого сприйняття світла - жовта пляма (мал. 160), де переважно розташовані колбочки. У нормі зображення завжди фокусується оптичною системою ока на жовтій плямі. При цьому предмети, які сприймаються периферичним зором, розрізняються гірше. Завдяки тому, що палички переважають на периферії сітківки, ми здатні бачити «куточком ока», що відбувається навколо нас.

Сліпу пляму можна легко виявити за допомогою простого досліду (мал. 161).

Мал. 161. Приклад картки для демонстрації сліпої плями на сітківці ока

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Виявлення сліпої плями на сітківці ока

Обладнання: картка для демонстрації сліпої плями на сітківці ока.

1. Прикрийте ліве око рукою або щільним папером і помістіть картку з малюнком на відстані приблизно 15 см від очей.

2. Дивіться правим оком тільки на хрестик, зображений на картці, і повільно то наближайте її до себе, то віддаляйте доти, доки не зникне один із трьох кружечків. Чим пояснюється це явище?

3. Повторіть дослід, прикривши праве око, фіксуючи погляд на кружечку.

4. Зробіть висновок, відповівши на запитання: На яку частину сітківки потрапляє зображення хрестика і кружечка? Чи є на сітківці місце, що зовсім позбавлене рецепторів? Як воно називається? Чи чутливе воно до світла? Як називається місце, де містяться переважно колбочки і яке це має значення?

Допоміжний апарат ока складається з верхньої та нижньої повік і посмугованих м’язів, які рухають очне яблуко (мал. 162).

Очне яблуко захищають брови, повіки та вії. Брови захищають око від поту. Повіки прикривають око зверху й знизу, захищаючи очне яблуко від пилу та інших сторонніх тіл, механічних ушкоджень тощо. На вільних краях повік ростуть короткі волоски - вії. Внутрішня поверхня повік вкрита тонкою слизовою оболонкою - кон’юнктивою. При доторканні до вій або раптовій появі поблизу ока певного предмета спрацьовує безумовний рефлекс моргання.

Мал. 162. 1. Допоміжний апарат ока. 2. М'язи ока

Здоров’я людини. Запалення кон’юнктиви спричиняє захворювання - кон’юнктивіт. Його ознаки: постійне сльозовиділення, різь в очах, почервоніння повік, іноді гнійні виділення. Причини виникнення кон’юнктивіту - порушення правил гігієни, збудники інфекції, алергени. У разі виникнення кон’юнктивіту не можна торкатися очей руками, слід користуватися власним рушником, аби не заразити інших членів родини.

Видалення сторонніх часток з поверхні ока забезпечує й слізний апарат. Він складається зі слізної залози, слізних канальців, слізного мішка і носо- слізної протоки (мал. 162, 1). Слізна залоза виділяє рідину - сльози. Вони зволожують очне яблуко, змивають з його поверхні сторонні частки, знешкоджують хвороботворні мікроорганізми. Кількість слізної рідини незначна: щодоби її утворюється приблизно 1 мл. Коли людина плаче, кількість цієї рідини значно зростає.

Ключові терміни і поняття: зорова сенсорна система, очне яблуко, склера, судинна оболонка ока, рогівка, райдужка, зіниця, кришталик, склисте тіло, сітківка.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Через зорову сенсорну систему людина отримує найбільшу кількість інформації про навколишній світ. Око людини має оптичну та світлосприймальну системи, а також допоміжний апарат. Воно має дві порожнини - камери ока (передню і задню), заповнені рідиною, яка утворюється судинною оболонкою ока.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Яке значення має зір для людини? 2. Які розрізняють оболонки ока і які їхні особливості? 3. Яка будова ока людини? 4. Що собою становить допоміжний апарат ока? 5. Що таке колбочки та палички? Які їхні функції? 6. Які структури ока забезпечують його захист?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть структури, які складають зовнішню оболонку ока: а) кришталик, рогівка; б) райдужка, власне судинна оболонка; в) білкова оболонка, рогівка; г) сітківка, склисте тіло.

2. Укажіть складову ока, яка містить пігмент меланін: а) рогівка; б) зіниця; в) райдужка; г) білкова оболонка.

3. Укажіть функцію зіниці: а) затримує світло; б) заломлює світло; в) захищає око від надмірно інтенсивного світла; г) підтримує внутрішньоочний тиск.

4. Укажіть світлосприймальну оболонку ока: а) білкова оболонка; б) судинна оболонка; в) сітківка.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Розкрийте функції основних оболонок ока.

ПОМІРКУЙТЕ. Чому око порівнюють з фотоапаратом, а сітківку - з фотолабораторією?



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити