生物对外界刺激的反应

生物对外界刺激的反应 第10章 生物對外界刺激的反應 41 第 章 生物對外界刺激的反應 植物對環境刺激的反應 植物對環境刺激的影響 植物以各種受體接受刺激,如光照、溫度、水、重力、傷害、病原菌等,轉化為體內信號,以調節植物生長發育,如向性及傾性運動。 1. 向性,植物接受環境刺激產生定向生長運動,如向光、向地、向觸性。 2. 傾性,植物內部生理改變,所引發的局部運動,如觸發、韻律運動。 光對植物的影響 光對植物的影響,可調控植物生長發育,如抑制節間延長、調節開花時間、向光性、引發日夜韻律性等。 1. 植物具有,如光合色素和光受體,能感應光的質,波長,、量,光強度 ,與持續的時間,光與暗週期,以獲得能量進行光合作用,調節生長發育。 2. 光照對光合作用速率的影響, (1) 陽性植物之光合速率與成正比,但光照過強會抑制,致其光的飽和點因物 種而異,如,陽光植物,陽性植物,四碳植物,三碳植物。 (2) 光照也會影響氣孔開閉,間接影響光合作用速率。 3. 光照對植物生長發育, (1) 光照對植物向光性的影響,其目的在爭取較多光照以利光合作用。 1 ? 原理,由植物受體蛋白接受,引發細胞中生長素分布不均,造成向光生長。 42 高中選修生物(下)講義 (2) 光照影響葉綠體分布與排列,在微光下,葉綠體,使葉綠體均能吸收到 光能,在強光下,葉綠體移至,上下重疊減少過強光能破壞性。 (3) 光照影響葉片厚薄、大小、葉肉組織分化情形。 (4) 光照影響幼苗發育,光照下,幼苗下胚軸短,葉發育好,含 葉綠素,反之弱光遠紅光感黑暗下,幼苗下胚軸長,植株纖 細,不含葉綠素。 4. 光照對植物的其他影響, (1) 抑制莖延長,促進合成,使 高山植物莖幹短矮,葉狹小,花冠色豔。光照對植物開花與 種子萌發的影響,受遺傳與照光長短的環境共同影響。 (2) 光週期,以為週期韻律,透過光照與黑暗長 ? 短日照和長日照植物的開 短,影響植物生理,如種子發芽與花芽的生成等。可分為短 花和每天日照時間的關係。 日照、長日照,中性日照。 1 ? 短日照,日照短以臨界日照時才會開花,如牛蒡、聖誕紅、菊花等。 2 ? 長日照,日照長以臨界日照時才會開花,如大麥、小麥、苜蓿、菠菜等。 3 ? 中性日照,開花不受日照影響,如番茄、小黃瓜、棉花等。 (3) 機制與原理, 1 ? 機制,黑夜長度即短日照植物需要長夜,反之長日照植物需要短夜。 第10章 生物對外界刺激的反應 43 ? 短日照植物日照短於臨界日照 方開花,而暗期中照光則不開 花。長日照植物日照長於臨界 2 ? 原理,由光敏素操控。 日照方開花,而暗期中照光, (a) 光敏素,為色素蛋白,有兩種型式, 閃光,仍可開花。 ,,, P,吸收紅光型, r?兩者可相互轉換 P,吸收遠紅光型, fr (b) 光敏素的轉換,影響開花種子萌發、塊莖、塊根、鱗莖長及生芽的萌發與休眠 白天吸收日光,快速轉變????????????????? P Prfr???????????????黑暗吸收遠紅外光,轉變很慢 故黑暗的長短決定P,,P，P,量或比值,臨界值, frrfr 所以短日照植物,需較長黑夜,使P,,P，P,,臨界值,而開花 frfrr 反之,長短日照植物,需較短黑夜,使P,,P，P,,臨界值,而開花 frfrr 因此,黑暗期被紅光中斷,P,,P，P,比值升高,會抑制短日照植物開花,卻 frfrf 會促進長日照植物開花。 5. 光對種子萌發的影響, (1) 需光而萌芽,如萵苣、菸草、大車前草等種子,當種子於暗室短暫紅光處理,萌芽率上升 ,但若改以紅外光則被抑制,若先紅光再遠紅光則萌芽促進作用消失,故最後一次光照決 定了種子的萌發率。 (2) 光照抑制萌芽,如青蔥、百合等種子。 44 高中選修生物(下)講義 (3) 與光照無關,如大豆、向日葵、玉米等種子。 ? 表10-1 光對萵苣種子萌發的影響 照光情形,R為紅光,Fr為紅外光, 發芽率,,, 4 黑暗對照組 R 98 2 R,Fr 97 R,Fr,R 0 R,Fr,R,Fr 95 R,Fr,R,Fr,R 1 R,Fr,R,Fr,R,Fr 98 R,Fr,R,Fr,R,R 溫度對植物的影響 溫度影響植物生長發育,地理分布及光合作用。 1. 植物生長與代謝均有最適宜溫度,如, (1) 生長於溫帶的水稻、大麥等三碳植物,約10,25?為最適溫度。 (2) 生長於亞熱及熱帶的玉米、甘蔗等四碳植物,約30,45?為最 適溫度。 2. 植物生長環境超過適宜溫度, (1) 「高溫逆境」,酵素受損,生長受限,甚至死亡,故沙漠區植 物演化出葉片捲曲,針狀及蠟質反光減少葉受光面積避免過熱 ,且細胞膜中飽和脂肪酸提高,利於維持穩定性。 ※高等植物葉綠囊膜對高溫敏感,故高溫減少光合作用效率。 (2) 植物生長暴露“低溫”寒害,如玉米、黃瓜、香蕉、番茄在低 ? 溫度對A.三碳植物, 於10?下,出現葉片淍萎、黃化、褐化及組織壞死或代謝失常 等寒害徵兆,故耐寒植物有較多不飽和脂肪酸,保護隔間與胞器功能。 B.三碳植物光合作用。 3. ,二年生植物幼苗經過、或處 理,而於春天開花的現象,如冬變,一年生植物則無此需求。 速率之影響。 其他因子對植物的影響 水分及溫度CO光照的共同影響,環境汙染等因子。 2 1. 水分為主成分及生理所需,而「水分逆境」可分, (1) 水分缺乏,植物產生,調節氣孔關閉,葉子凋落, 而落葉等現象。 (2) 淹水,植物產生乙烯等,刺激增生不定根或莖次級生長以產生皮孔 等現象適應。 2. 溫度、CO光照的相互影響, 2 (1) ,CO,高,暗反應酵素活性增強,同時溫度愈高反應愈快,若過 2? 溫度與二氧化碳對高溫則反而有抑制作用。 光合作用的影響, A.飽和的二氧化碳 第10章 生物對外界刺激的反應 45 (2) 光反應提升,暗反應隨之增加,兩者需配合才能有效提高光合作用 效能。 (3) 同一溫度,光合作用效能與光照強度成正比,但過強反而有抑制作用。 . 環境汙染,如重金屬CO、NO、SO等會造成「汙染逆境」。 3x2 《向性反應》 範例1 下列植物運動中,何者與生長素有關, ,,:,，()睡眠運動 ()莖的向光性 ()觸發運動 ()根的向地性 ()根的向溼性 【答案】 類題 1. 有關於植物生長的適應,下列敘述何者正確,, 。 ,()受地心引力、光照、溼度的刺激可引起向性運動 ,()具有接受刺激的神經系統,且能傳導刺激並引起反應 :()平置的幼苗,莖會背地生長、根則向地生長 ,()地心引力的刺激,使植物體內的生長素分布傾向朝下的一側 ，()溫度的刺激可促使葉綠素合成和葉綠體發育 《感性反應》 範例2 下列有關植物運動的敘述,何者正確, ,()植物莖的向光性是向光側細胞中生長素濃度比背光側者低所引發的結果 ,()觸發運動、睡眠運動及捕蟲運動均因細胞中膨壓快速改變所引發的生長現象 :()植物根的向地性是靠地側細胞中生長素濃度比背地側者低所引發的結果 ,()除了生長素以外,細胞分裂素及吉貝素都可影響植物的向性運動 【90.日大】 【答案】 《光照影響植物開花》 範例3 46 高中選修生物(下)講義 小華的朋友給了他一盆不知名的植物,他在分株之後,有意探討光週期對這種植物開花的影響,於是他嘗試在溫室中給它們照射不同單一波長的光進行處理,結果如下表所示,試回答下列問題, 甲組 乙組 丙組 丁組 照A光14小時 照B光14小時 照A光10小時 照B光10小時 光週期 黑暗10小時 黑暗10小時 黑暗14小時 黑暗14小時 結果 開花 不開花 不開花 不開花 (1) 依此植物的開花受光週期的影響情形,可稱為何類植物, (2) 小華所在的地方白天只有8小時,如果要讓此植物在溫室外也能開花,可以另外在晚上 照射短暫的A光還是B光,它是哪一種色光, (3) 照該光之後的光敏素會轉變為何種型式, 【95.指考】 【答案】 《光照影響植物的生長發育》 範例4 在光照與黑暗中生長的馬鈴薯植株的形態有明顯差異,下列敘述何者正確, ,,()黑暗中的植株其節間較短 ()光照中的植株其節間較長 :()將黑暗中的幼苗移植到光照下,其葉、芽均無法發育 ,()黑暗中的植株其葉不具葉綠體,但光照中的植株其葉具有葉綠體 【答案】 《光照影響植物開花》 範例5 第10章 生物對外界刺激的反應 47 某人對『X植物』進行甲、乙二種不同的光照週期處理如右圖,白 色,光照,黑色,黑暗,數字,小時數,,結果只有甲處理的植株 開花。根據此結果,推測下列哪項敘述正確, ,()以短暫黑暗期中斷甲處理的光照期,則『X植物』不開花 ,()將黑暗時數增至12小時,則『X植物』不開花 :()以短暫光照中斷甲處理的黑暗期,則『X植物』開花 ,()以紅光或遠紅光短暫中斷甲處理的黑暗期,則兩者對『X植物』開花與否的影響正好相反 【94.指考】 【答案】 《光照影響植物開花》 範例6 關於日夜長短對植物開花之影響,下列敘述何者正確, ,()長日照植物又稱為短夜性植物,通常在春天開花 ,()番茄不論日照長短均可開花,故可稱為長日照植物或短日照植物 :()對長日照植物而言,若連續黑暗時間大於臨界黑暗期,則會開花 ,()在黑暗期,以紅光照射,則短日照植物仍可開花 ，()紅外光可促進短日照植物開花 【答案】 48 高中選修生物(下)講義 類題 2. 下列有關於植物開花和光週期的敘述,何者正確,, 。 ,()光週期的黑暗期比光照期對植物開花的影響來得大 ,()入秋後花農在菊花園圃進行夜間照明,可使菊花延遲開花 :()短日照植物需有16小時黑暗和8小時光照期始能開花 ,()溫度及光週期對植物的開花均有影響 ，()植物的葉片能感受光週期 《光照影響植物開花》 範例7 若將同一批萵苣種子,浸溼後各放100顆種子至A、B、C三個鋪有潮溼濾紙的培養皿中。其中A培養皿不照光、B組則以紅光照射,波長660 nm,、C組則是紅光照射後再以遠紅光,波長730 nm,照射,所有培養皿都保持在相同的室溫下,數天後,三組萵苣種子的萌發率各為,A組2 ,、B組98 ,、C組15 ,。依據上述實驗結果,請問種子體內感受光線種類不同,並導致萌發率有所差異的物質,最可能是何者, ,,:,()光敏素 ()葉綠素 ()生長素 ()離層素 【答案】 《光敏素》 範例8 原本應開花的短日照植物,若在其黑暗期間用短暫紅光照射處理就不會開花,其原因何在, ,,()紅光的照射時間太短 ()光敏素在照射紅光之後就失去活性 :,()光照之後會造成P形式的光敏素累積 () P形式的光敏素會抑制短日照植物開花 rfr 【92.指考】 第10章 生物對外界刺激的反應 49 【答案】 《光敏素》 範例9 下列有關於光敏素的敘述,何者正確, ,,()是一種感光靈敏的色素蛋白質 () P可促進萵苣種子萌發 fr :()若紅光為R,遠紅光為FR,則R,FR,R處理萵苣種子,可促進其萌發 ,，()光敏素存在於所有植物 ()綠藻細胞內無光敏素 【答案】 《溫度對植物的影響》 範例10 下列有關於溫度影響植物生長發育的敘述,何者正確, ,()光反應的Q大於暗反應的Q 1010 ,()四碳植物行光合作用的最適宜溫度大於三碳植物 :()光合作用的最適溫度大於呼吸作用的最適溫度 ,()春化作用對於一年生植物與二年生植物均有明顯影響 【答案】 《春化作用》 範例11 50 高中選修生物(下)講義 下列有關於春化作用的敘述,何者錯誤, ,()春化素只有在春天的環境刺激才形成 ,()將二年生植物的種子經低溫處理,可產生春化作用 :,()可促使花芽開花 ()吉貝素亦有替代春化素的功能 【答案】 類題 3. 有關於溫度對植物各項生理之影響,下列敘述何者錯誤,, 。 ,()將二年生植物的種子經低溫處理,可產生春化素溫度可影響小麥的呼吸速率,在 40?時呼吸速率最高 ,()不同植物生長所需的最適溫度不盡相同 :()牽牛花和豆科植物的睡眠運動受溫度的影響 ,()溫度的高低並不影響光合作用 ，()春化作用時,植物感受低溫的部位是胚、種子和幼苗 《水分對植物的影響》 範例12 有關於植物對於環境刺激的反應,下列敘述何者錯誤, ,()植物對內在刺激所產生的定向運動稱為向性 ,()植物開花可受到日照長短的影響 :()呼吸作用和光合作用皆受到溫度的影響 ,()種子萌發與氣孔開閉皆受到水分的影響 第10章 生物對外界刺激的反應 51 【答案】 自我挑戰題 一、單一選擇題, ( ) 1. 下列有關於光照影響植物生長發育的敘述,何者正確, ,()強光下的葉綠體平均分布於細胞中以增加光合效率 ,()弱光下的葉綠體分布於細胞邊緣以免被破壞 :()四碳植物的光合效率大於三碳植物 ,()紫外線可抑制莖伸長與花青素合成 ( ) 2. 下列有關於光照影響植物開花的敘述,何者正確, ,()長日照植物的臨界日照大於短日照植物的臨界日照 ,()植物感受光週期和產生開花素的的部位均為葉 :()開花素對於植物種類具有物種專一性 ,()菊花和菸草的開花均不受光週期長短的影響 ( ) 3. 下列有關於光敏素的敘述,何者正確, ,,()光敏素與開花素皆屬於植物激素 ()P和P均具有生理活性 rfr :,()可見光和紅光均可促使P轉變為P ()植物種子的萌發均與光敏素有關 rfr ( ) 4. 下列有關於環境因素影響植物生長發育的敘述,何者錯誤, ,()溫度對暗反應的影響大於光反應 ,()CO濃度升高可促使暗反應的酵素活性增高 2 52 高中選修生物(下)講義 :()菸草和百合的種子皆需光照刺激才會萌發 ,()蘿蔔和菠菜皆需足夠的光照才能開花 ( ) 5. 植物幼莖尖端屈向光源的一方彎曲生長,這時生長素的分布為何, ,,:,()向光面較多 ()背光面較多 ()四周一樣多 ()不一定 ( ) 6. 下列有關植物開花和光週期的敘述,何者錯誤, ,()長日照植物若以短暫的光中斷其黑暗期,仍可開花 ,()光週期的影響,因植物的不同而異 :()春化作用是利用光週期以促進開花 ,()在秋季可利用燈光延長光照時間,以延遲菊的植株開花 ( ) 7. 下列有關「花粉的形態及萌發」實驗的敘述,何者錯誤, ,() 90 ,的酒精用於固定花粉粒 ,()花粉在不同濃度的糖液中,萌發速率相同 :()加水一滴是便於使蓋玻片與載玻片密接 ,()花粉萌發時,花粉管是由萌發孔伸出 ( ) 8. 影響植物開花的春化激素是下列何者, ,,()受光影響在莖的芽內產生 ()受光影響在葉細胞產生 :,()受溫度影響在種子的胚內或芽內產生 ()受溫度影響在根尖或莖尖產生 ( ) 9. 植物的開花受光週期影響,若以短暫閃光中斷其黑暗期,或以短暫黑暗中斷其日照期 ,長日照與短日照植物各會產生什麼影響, ,,() a與b開花,而c與d不開花 () b與c開花,而d與e不開花 :,() c與d開花,而e與f不開花 () a與d開花,而b與e不開花 第10章 生物對外界刺激的反應 53 ( )10. 下列有關植物生長發育的敘述,何者錯誤, ,()若以高濃度的生長素處理正常生長的植物,可使莖再長高 ,()離素可抑制種子的萌發 :,()細胞分裂素可促進子葉的生長 ()乙烯可促進果實的成熟 ( )11. 下列有關植物生長發育的敘述,何者正確, ,()以吉貝素處理正常生長的植物,可使莖再長高 ,() IAA最顯著的功能是刺激分生組織的細胞分裂,導致組織生長 :()吉貝素和生長素皆有促進單性結實的功能 ,()離層素和吉貝素混合使用,對促進種子萌發的效果較吉貝素單獨使用佳 ( )12. 若某長日照植物的臨界黑暗期為9小時,則下列各種以24小時為單位的光週期處理, 何者較易防止此長日照植物開花, ,() 14小時光照,10小時黑暗 ,() 16小時照光,8小時黑暗 :() 8小時照光,短暫黑暗,8小時照光,8小時黑暗 ,() 8小時光照,8小時黑暗,短暫照光,8小時黑暗 ( )13. 下列有關植物生理的敘述,何者較正確, ,()摘除短日照植物的所有葉片,可使提早開花 ,()摘除長日照植物的所有葉片,可抑制它開花 54 高中選修生物(下)講義 :()以開花素噴灑植物能促進植物開花 ,()花青素可吸收各種色光進行光反應 ( )14. 就植物開花、種子萌發所需的生理條件而言,下列何者較難在熱帶中繁衍, ,,()短日照植物 ()須經春化作用才能開花的植物 :,()種子具有休眠期的植物 ()種子萌發時會受光抑制的植物 ( )15. 要使秋天盛開的菊花,延後至農曆過年前開花,應如何處理效果較好, ,()將所有葉片摘除,使其無法感受光線變化 ,:()晚上點燈,延長照光時間 ()白天移入暗室,縮短其照光時間 ,()噴灑細胞分裂素延遲組織老化時間 ( )16. 各項生理反應,何者與莖上延長部位生長素的分布不平均較無關, ,()向日葵的花隨太陽的移動而移動方向 ,()植物向光源方向彎曲 :()平放的植物幼苗,莖會背地生長 ,()牽牛花的莖纏繞在柱子上 ( )17. 下列關於植物「春化作用」的敘述何者正確, ,()所有植物都需要經過低溫的刺激才能開花 ,()具有春化作用的植物幼苗必須經過多次低溫處理才能開花 :()感應低溫刺激的部位在胚或分生組織 ,()春化作用是光敏素活化的關係 二、多重選擇題, 第10章 生物對外界刺激的反應 55 ( ) 1. 下列有關於光照影響植物生長發育的敘述,何者正確, ,()強烈光照可能降低綠色細胞中的光合效率 ,()強烈光照可增進三碳植物和四碳植物的光合速率 :()開花激素和光敏素皆由分生組織產生 ,()萵苣和菸草的種子萌發皆受到光敏素的影響 ，()紅光和遠紅光皆可促使P轉變為Pfrr ( ) 2. 下列有關於溫度影響植物生長發育的敘述,何者正確, ,()溫度對光反應和暗反應皆有明顯影響 ,()光合作用和呼吸作用皆於室溫達到最大效率 :()二年生的冬麥未經低溫處理則無法保持正常生長 ,()二年生的冬麥未經低溫處理則無法開花 ，()一年生的春麥無須低溫處理仍可開花 ( ) 3. 下列有關於各項因素影響植物生長發育的敘述,何者錯誤, ,()植物對內在刺激所產生的定向運動稱為向性 ,()植物開花皆受到日照長短的影響 :()乙烯與落葉和果實成熟有關 ,()呼吸作用和光合作用皆受到溫度的影響 ，()種子萌發與氣孔開閉皆受到水分的影響 ( ) 4. 下列有關於光敏素的敘述,何者正確, ,()光敏素不屬於植物激素 ,() P可吸收紅光而引發生理作用 r 56 高中選修生物(下)講義 :() P可吸收紅外光而引發生理反應 fr ,()光照下生成的P和P皆可引發生理反應 rfr ，()黑暗中的白化苗僅合成P r ( ) 5. 環境因素會影響植物的生長發育,或引發植物運動。下列敘述何者正確, ,()植物體彎向生長素濃度低處生長而引發向性 ,()植物體的睡眠運動與生長發育有關 :()細胞膨壓的變化引發含羞草有觸發運動 ,()光週期引發花朵產生開花素而開花 ，()低溫可促使胚和分生組織產生春化作用 ( ) 6. 植物對於環境刺激會產生反應,下列敘述何者正確, , ()向性與感性反應皆與生長素濃度分佈不均有關 ,()菠菜和白芥菜皆屬於長日照植物 :()葉部產生開花素經由韌皮部運送 ,()黑暗期對於植物開花較為重要 ，()以低溫處理胚或分生組織將促使植物提早開花 ( ) 7. 右圖表示光週期對於某植物開花的影 響。下列敘述何者正確, ,()甲之開花率為100 ,,則臨界日照 為8小時 ,()甲乙之開花率高於50 ,,則該植物 為短日照植物 第10章 生物對外界刺激的反應 57 :()甲丙之開花率高於50 ,,則該植物 為短日照植物 ,()乙丙之開花率高於50 ,,則該植物為長日照植物 ，()開花率,乙,50 ,,丙,可證明黑暗對開花較為重要 ( ) 8. 植物對環境刺激產生反應的實驗情形如右 圖,下列敘述何者正確, ,()莖受膨壓改變影響而產生 ,()向光面的膨壓較高 :()莖生長素濃度分布不均而產生向性 ,()向光面的生長素濃度較低 ，()莖彎向生長較慢的一側生長 ( ) 9. 植物的運動中,何者與生長素的分布不均有關, ,,: ()莖的向光性 ()根的向地性 ()根的向溼性 ,， ()含羞草的觸發運動 ()合歡的睡眠運動 ( )10. 下列何者與光線無關, ,, ()含羞草的觸發運動 ()根的向地性 :,()種子的萌發 ()春化作用 ，()胡瓜捲鬚沿竹竿攀緣生長 ( )11. 下列關於植物「光敏素」的敘述何者正確, ,,:()和光合作用有關 ()只有成熟的植物才有 ()是一種色素蛋白 ,，()與春化作用有關 ()能促進開花 58 高中選修生物(下)講義 ( )12. 某種開花植物為短日照植物,其臨界日照為15小時光照、9小時黑暗,該種植物在下 列哪些情況下開花, ,,()日照時間超過15小時 ()日照時間短於15小時 :,()黑暗時間超過9小時 ()黑暗時間短於9小時 ，()在黑暗期中以短暫光照中斷 ( )13. 下列植物的生理作用,何者與溫度有關, ,,:()呼吸作用的克氏循環 ()暗反應的卡氏循環 ()光合作用效率 ,，()二年生植物的開花 ()種子的萌芽 ( )14. 光與植物生理的關係,下列敘述何者正確, , ()日照長短與開花有關 ,()種子發芽一定需要光照 :()不同波長的光對植物的光合作用有不同影響 ,()綠色植物行光合作用所需的光能來源主要為綠光 ，()光的強度會影響細胞內葉綠體的排列 三、非選擇題, 1. 設開花率50 ,以上才稱為開花,則按右圖回答下列問題, (1) A、B兩植物何者為短日照植物, (2) A、B兩植物何者為長日照植物, (3) B植物的臨界日照時間為多少小時, (4) 若B植物於黑暗期16小時,光照期為8小時的環境下 ,是否會開花, 第10章 生物對外界刺激的反應 59 (5) 若A植物於9小時連續黑暗期被短暫光中斷,是否會開花, , 60 高中選修生物(下)講義 視 覺 視覺 80 感測光線刺激所引起的感覺,可感知 ,以上的外界資訊,如物體的大小、明暗、顏色動靜等。 由眼球及附屬器官共同構成。人眼的結構, 1. 眼球, (1) 形態,球形,於眼框內,成人之前後徑平均約2.5 cm。 (2) 構造, 1 ? 眼球壁,由外至內共3層。 a. 鞏膜外層, (a) 鞏膜,不透明白色纖維膜狀結締組織,俗稱「眼白」用以維持形狀,眼內壓力及保護 眼球。 (b) 角膜,無色透明薄膜,覆於與正前方,其內細胞排列整齊無血管色 素,但有神經,可容光線進入眼內。 b. 中層,為色素膜含虹膜,睫狀體、脈絡膜。 (a) 脈絡膜,具黑色素之結締組織,含血管,可防眼內光線散射並供給養分。 (b) 虹膜,介於與面,呈扁平圓盤狀,外緣自睫狀體相連,屬於脈絡 膜延伸構造,含有平滑肌,可分環狀肌及輻射狀肌。 a ? 環狀肌,受動眼神經分枝的副交感神經控制 共同控制瞳孔縮放 b ? 輻射肌,受交感神經控制 ,管控入眼光線。 , 當環狀肌收縮瞳孔縮小,而輻射狀肌收縮瞳孔擴大。 c ? 虹膜所含色素,可分黑色、棕色、藍色等。 第10章 生物對外界刺激的反應 61 A. B. ? 瞳孔大小的調節,A. 在黑暗環境下,交感神經興奮,支配輻射狀肌收縮,使瞳 孔擴大。B. 在明亮環境下,副交感神經興奮,支配環狀肌收縮,使瞳孔縮小。 (c) 睫狀肌,含睫狀突及睫狀肌。 a ? 睫狀肌,收縮、舒張、牽動懸韌帶,以調節晶體曲度。 b ? 晶體,位於瞳孔後方,狀似凸透鏡能將光聚焦於。 ?. ,睫狀體分泌澄清水狀液,位於晶體與角膜間,功能類似 。 ?. ,膠狀,分布於晶體與視網膜間,用以維持眼球形狀。 A. B. ? 晶體凹度的調節,A. 視近物時,睫狀肌收縮,懸韌帶放鬆,晶體凸出而變厚。 B. 視遠物時,睫狀肌舒張,懸韌帶被拉緊,同時使晶體被拉長而變扁變薄。 c. 內層,視網模,為眼內感光系統,可分外層感光色素上皮細胞及內層神經感光細胞。 (a) 感光細胞,含有黑色素為單層扁平成柱狀皮膜,可吸光防止散射,可有二種之分。 a ? ,主司暗光,微光,視物。 b ? ,主司色覺,但需較強光刺激,對顏色、影像敏銳,如人的中 央窩之組成,通常含有三種,藍、綠、紅光敏感細胞,透過組合產生色彩感覺。 62 高中選修生物(下)講義 B. A. ? 人體眼睛的視網膜構造和感光細胞,A.視網膜的內部結構示意圖,B.視覺細胞的感光 範圍。 (b) 黃斑,視網膜的中央區域。 (c) 中央窩,視網膜上中央凹陷處為視覺最敏銳點。 (d) 盲點,視網膜神經纖維離開眼睛的位置,投射影像無法辨別的區域。 ? 眼球的構造,A. 眼球周圍的肌肉。B. 眼球切面內部構造。 2. 附屬構造,眉毛、睫毛、眼眶、眼臉、結膜、眼肌、淚腺等。 (1) 眉毛,阻止汗液入眼內。 (2) 眼眶,容納眼球的骨腔。 (3) 眼瞼,眼皮,,具保護,防異物入侵。 第10章 生物對外界刺激的反應 63 (4) 結膜,一層透明薄膜,覆於眼臉內側與鞏膜表面,可潤滑及保護眼球。 (5) 眼肌,共6條,由動眼,滑車三叉方對腦神經共同控制眼轉動,調節可見的視野。 (6) 淚腺,於眼眶外上方,似扁桃狀,可分泌淚液,具滋潤眼球及殺菌功能。 ? 淚腺及淚管 ?支配眼球轉動的肌肉 視覺原理 光線?角膜?水狀液?瞳孔?晶體?玻璃狀液?視網膜呈現倒立實像?感光細胞 電訊號???大腦枕葉視覺皮層?比對經驗、記憶、判斷,了解影像意義 視覺調適 1. 調適,眼睛焦點自某一點移至另一點的改變過程。 2. 機制,眼於遠眺或休息時舒張,張力增加,晶體變扁,反之 ,使不同距離反射光可準確投射至視網膜。 ,光強度變化對視覺影響不大,表示人眼有較強適應力。 視覺異常與矯正 1. 近視,眼軸過長,晶體曲率過大,或角膜與晶體折射過強,影像落於視網膜,需用凹透鏡矯 正前方。 2. 遠視,與近視相反。 3. 散光,角膜表面不規則,光線無法聚集成一點,應以特殊弧度透鏡矯正。 64 高中選修生物(下)講義 4. 老花眼,晶體隨年齡增長,失去彈性,調適力下降,無法對近距離物體對焦,可用漸近多焦 鏡片矯正。 5. 結膜炎,感染發炎,使微血管充血之症狀。 6. 白內障,晶體老化病變或受傷,呈混濁阻擾光線入內,視力模糊的症狀可施予手術移除混濁 物或更換人工晶體改善。 7. 青光眼,眼內壓過高,造成神經損傷,視野缺陷的症狀。 8. 飛蚊症,玻璃狀液含不透明纖維,隨眼球轉動,投影視網膜症狀。 9. 夜盲症,製造感光色素,蛋白質和視黃醛,之先驅物維生素A缺乏,造成微光時視力不足。 10. 色弱或色盲,由遺傳造成視錐細胞敏感度低或無視錐細胞的疾病。 ? 視力異常的校正, A. 視覺正常,焦點落在視網膜上。 B. 近視眼,焦點落在視網膜前方,以凹透鏡矯正。 C. 遠視眼,焦點落在視網膜後方,以凸透鏡矯正。 D. 散光眼,光線不能聚集在同一點,利用弧度不均 勻的透鏡矯正之。 《人體眼睛的附屬構造》 範例1 第10章 生物對外界刺激的反應 65 有關於眼球外的保護與運動的構造,下列敘述何者錯誤, ,()上下眼瞼在異物侵入前可迅速閉合 ,()眼球外的數條肌肉若鬆弛,並不影響眼球的轉動 :()上下眼瞼亦可防止強光照射 ,()淚腺分泌淚液可滋潤眼球 【答案】 《眼球的構造》 範例2 下列有關於眼球壁的敘述,何者正確, ,,()三層眼球壁均由結締組織所組成 ()供應眼球營養的主要構造位於脈絡膜 :,()可接受光線刺激的光受器是位於脈絡膜上 ()中央窩是視網膜上視覺最靈敏處 ，()視網膜及脈絡膜上均具有色素 【答案】 類題 1. 下列有關人類眼球的敘述,何者正確,, 。 ,()眼白是角膜位於眼球前方的構造 ,()睫狀肌舒張,懸韌帶緊張時,晶體變扁平 :()虹膜上的輻射狀肌收縮,環狀肌舒張時,瞳孔便縮小 66 高中選修生物(下)講義 ,()視神經通出視網膜之處稱為中央窩 類題 2. 人類的眼珠有藍色、黑色、棕色等,主要是何種構造所含黑色素量多寡所致, ,,:,()角膜 ()虹膜 ()視網膜 ()鞏膜 , 。 《晶體凸度的調節》 範例3 有關於眼睛中的晶體,下列敘述何者錯誤, ,()形似雙凸透鏡 ,()視遠物時,晶體周圍的懸韌帶舒張、睫狀肌收縮 :()視近物時,因懸韌帶與睫狀肌對晶體的拉力減少,故晶體呈橢圓形 ,()功能如照相機的透鏡,可調節焦距 ，()形狀是固定不變的 【答案】 《視覺原理》 範例4 下列有關於視覺原理的敘述,何者錯誤, ,,()負責調節焦距的是晶體 ()視網膜相當於照相機的底片 :()視網膜之後的一層含黑色素皮膜細胞,可防止內部光反射,有如照相機內部的暗黑色 , ()晶體可以調節瞳孔的大小,如同照相機的光圈 【答案】 第10章 生物對外界刺激的反應 67 《視覺異常》 範例5 下列有關人體視力的敘述,何者正確, ,()散光是因為光線進入眼睛時不能集中於一點 ,()近視眼是因為影像落在視網膜的前方,必須配戴凹透鏡以補償 :()遠視眼是因為影像落在視網膜的後方,必須配戴凸透鏡以補償 ,()正常人會調節晶體的外形,使晶體凸出,才能看清遠處的影像 ，()正常人會調節晶體的外形,使晶體扁平,才能看清近處的影像 【答案】 自我挑戰題 一、單一選擇題, ( ) 1. 下列有關於動物視覺的敘述,何者正確, ,()大多數掠食性動物不具立體視覺 ,()大多是草食性動物的雙眼視野重疊 :()昆蟲的單眼可感測光線明暗 ,()昆蟲的複眼是由許多單眼所組成 ( ) 2. 下列有關於人體眼球構造的敘述,何者正確, ,()脈絡膜和虹膜含有平滑肌調節瞳孔大小 68 高中選修生物(下)講義 ,()水狀液可供給水晶體與角膜所需營養 :()視網膜由單層神經細胞和多層色素細胞組成 ,()中央窩為視神經纖維離開眼球之處 ( ) 3. 下列有關於人體視覺作用的敘述,何者正確, ,()睫狀肌和懸韌帶呈拮抗作用以調節水晶體的凸度 ,()視網膜的桿狀細胞對影像的敏銳度較高 :()視網膜的錐狀細胞缺乏辨色能力 ,()視網膜的中央窩缺乏桿狀細胞而含有緻密的錐狀細胞 ( ) 4. 下列有關於「瞳孔的反射」實驗的敘述,何者錯誤, ,()左眼照光則兩眼的瞳孔幾乎同時縮小 ,()瞳孔的反射中樞位於中腦 :()瞳孔反射與大腦意識無關 ,()瞳孔的反射與腦神經無關 ( ) 5. 下列關於人類視覺的敘述,何者正確, ,()人類眼睛的盲點是因為無視神經分布,所以不感光 ,()在看近距離的東西時,連接在晶體的睫狀肌會收縮,將晶體拉成扁長 :()以雷射等方法治療近視眼的基本原理,是將角膜中央變厚,使成凸透鏡 ,()人類的眼球是利用調節晶體的曲度來對焦 ( ) 6. 下列有關於人類眼球的敘述,何者正確, ,()眼白是角膜位於眼球前方的構造 ,()睫狀肌舒張,懸韌帶緊張時,晶體變扁平 第10章 生物對外界刺激的反應 69 :()虹膜上的輻射狀肌收縮,環狀肌舒張時,瞳孔便縮小 ,()視神經通出視網膜之處稱為中央窩 ( ) 7. 下列有關人類眼睛的敘述,何者正確, ,,()脈絡膜前端特化成角膜 ()在眼球前方的鞏膜俗稱眼白 :()瞳孔的開合,由睫狀肌和懸韌帶調控 ,()視神經通出眼球處稱為中央窩 ( ) 8. 眼球的何項構造具有許多血管可供給眼球所需營養, ,,:,，()鞏膜 ()脈絡膜 ()視網膜 ()玻璃狀液 ()睫狀體 ( ) 9. 右圖表示何種視覺異常, ,,:,()近視 ()遠視 ()老花眼 ()散光 二、多重選擇題, ( ) 1. 有關於人類眼球的構造與視覺的敘述,下列敘述何者錯誤, , ()鞏膜和角膜皆是呈無色透明的薄膜 ,()視網膜的神經細胞末端皆具有細長的突起 :()脈絡膜和視網膜皆含有色素細胞 ,()鞏膜和脈絡脈皆含有結締組織 ，()桿狀細胞和錐狀細胞皆密集分佈於中央窩 ( ) 2. 下列有關於人體眼球構造的敘述,何者正確, , ()角膜內不含血管而呈完全透明 ,()脈絡膜含豐富血管和棕黑色結締組織 :()水晶體和角膜之間的玻璃狀液可維持眼球形狀 70 高中選修生物(下)講義 ,()與眼球肌肉連結的神經纖維具有多分支的軸突 ，()視覺最敏銳區域位於視網膜的黃斑內 ( ) 3. 下列有關於人體常見眼疾及視覺異常的敘述,何者正確, , ()角膜若遭受感染將導致微血管充血而出現血絲 ,()水晶體可能因老化或病變引發白內障而使視力模糊 :()眼壓過高將損傷視神經而導致視野缺損的青光眼 ,()錐狀細胞敏感度降低將導致色弱或色盲 ，()角膜和水晶體的折射過弱將可能導致近視眼 ( ) 4. 下列有關人體視力的敘述,何者正確, , ()散光是因為光線進入眼睛時不能集中於一點 ,()近視眼是因為影像落在視網膜的前方,必須配帶凹透鏡以補償 :()遠視眼是因為影像落在視網膜的後方,必須配帶凸透鏡以補償 ,()正常人會調節水晶體的外形,使水晶體凸出,才能看清遠處的影像 ，()正常人會調節水晶體的外形,使水晶體扁平,才能看清近處的影像 ( ) 5. 下列有關於視網膜的光受器,何項敘述正確, ,,()桿狀細胞的末端為短而鈍的突起 ()錐狀細胞缺乏辨色力 :,()錐狀細胞可使人看敏銳的影像 ()中央窩區缺少桿狀細胞 ，()弱光中藉錐狀細胞看見物體的外形 三、非選擇題, 1. 右圖為人體眼球的構造模式圖,請依據圖示回答下列問題, 第10章 生物對外界刺激的反應 71 ,填代號並寫出名稱, (1) 圖中何者是感光最靈敏之處, (2) 圖中何者可收縮以調節晶體凸度, (3) 圖中何者可調控瞳孔大小, (4) 圖中何者可供給眼球養分並隔絕鞏膜內外之光線, (5) 圖中何者是維持眼球形狀最重要的液體, , 72 高中選修生物(下)講義 聽覺與平衡覺 ※ 聲音和化學訊息傳遞較遠,而聲音訊號較迅速,化學訊息較緩慢,而人體為維持平衡則需由 視覺及前庭配合才能完成,其中脊椎動物有耳朵負責聽覺及平衡覺。 人耳的構造與功能,可分外耳、中耳為聲音傳遞內耳為聽覺與平衡覺。 ? 人耳的構造。 1. 外耳,含耳殼與外聽道。 (1) 耳殼,漏斗狀,具彈性軟骨,可協助收集聲波及判定聲源方向。 (2) 外聽道,為聲波通道,具有耳垢、毛髮可防異物入侵。 2. 中耳,含鼓膜,三聽小骨,中耳腔。 (1) 鼓膜,為音波傳至外聽道末端,造成壓力變化引發鼓膜震動。 (2) 聽小骨,鼓膜震動,透過鎚骨、砧骨、鐙骨放大,及其上肌肉收縮控制振幅,傳至卵圓窗 ,再引發內耳液流動刺激聽覺受器。 (3) 中耳腔,耳咽管,,為中耳與咽喉間連接通道,平時封閉咽向管道,阻止自己聲音入中耳 ,而於吞嚥、咀嚼、哈欠時開放平衡鼓膜內外壓力。 3. 內耳,含迷路,充滿淋巴的管腔,,耳蝸,聽覺受器,,前庭,平衡管腔構造,。 (1) 耳蝸,有三隔間,上為與前庭階,下和鼓室階相連,內有柯氏器為聽覺受器。 1 ? ,內有毛細胞上有,覆有覆膜,藉聲波使淋巴擾動覆膜 第10章 生物對外界刺激的反應 73 造成硬纖毛彎曲,轉化電訊號,釋出遞質刺激神經達視丘,投射大腦皮層顳葉產生聽覺。 ? 進入耳朵的聲音能量路徑, ,和引起聽覺與平衡覺的訊息傳遞路徑,?,圖 2 ? 音波振幅為響度或強度,以分貝為單位,高於100 dB會傷害毛細胞,若長期影響將造成 聽覺障礙。 動物聲納系統 1. 超音波,人耳聽覺範圍為20,20 kHz,超過20 kHz以上即為超音波,可用於部分昆蟲、鳥類、蝙蝠、鯨豚等溝通及捕食。 (1) 蝙蝠,喉部產生,由特化鼻葉發射20,120 kHz超聲波,反射飛行障礙物,分析本身位置及 食物距離,方向、質地、形狀等,又稱聲納或回聲定位,其頻率與覓食對象大小有關而無 種別性。 ? 蝙蝠的回聲定位,深色表發出的? 海豚的聲納系統 音波,淺色為反射波, (2) 海豚,由吸入的空氣,經頭部管狀通道振動,產生高壓空氣,於喉部共鳴,再由額隆定向 74 高中選修生物(下)講義 發出,而由下頷接收,經耳至腦分析,協助其覓食如以聲波擊昏獵物取食。 (3) 人類應用,以超音波掃描技術,應用於雷達導航,醫療探測。 由內耳前庭系統、本體感覺、視覺共同維持。平衡覺, 1. ,用以偵測身體姿勢改變,包含有半規管及前庭二部分,與耳蝸相連,內 有毛細胞與淋巴。 2. 前庭,包括與,內有毛細胞上覆膠質層,布滿碳酸鈣結晶耳石,其 密度大,藉重力或直線加速度改變位置,引發電位變化傳入大腦,產生位置改變之靜平衡覺 ,即用以維持頭與身體不動時之穩定性和姿勢。 ? 前庭系統示意圖,前庭系統含有球囊及橢圓囊和三 個半規管,其內部都具有毛細胞。 3. 半規管,其基部膨大為,內有毛細胞。藉體轉動感應不同方向加速度,使淋巴流動 ,造成中膠質頂帽彎曲,促使毛細胞興奮,產生大腦的速度,方向感覺,稱 為,如暈船即為動平衡的一種。 A. 第10章 生物對外界刺激的反應 75 B. ? 人體的靜態平衡與動態平衡,A.與球囊和橢圓囊有關的靜態平衡 ,B.與半規管有關的動態平衡。 , 個體經整合前庭、肌腱關節之本體感覺,配合視覺、皮膚訊息,感受姿勢或運動的變化。 《人耳的構造》 範例1 有關於人體耳朵內的三塊聽骨,下列敘述何者正確, ,,()位於中耳 ()其由外而內的順序為鐙骨、鎚骨、砧骨 :,，()是人體頭部最小的骨骼 ()司人體內的平衡覺 ()可將音波傳向內耳 【答案】 《人耳的構造,內耳》 範例2 下列有關於耳咽管的敘述,何者錯誤, ,,()可平衡鼓膜內外兩側氣壓 ()位於中耳下方,與咽腔相通 :,()若有病菌由此侵入,會引起中耳炎 ()與聽覺產生有關 【答案】 《人耳的構造,中耳》 範例3 在耳朵的構造中,下列何者的空腔充滿空氣, 76 高中選修生物(下)講義 ,,:,，()耳蝸 ()聽道 ()半規管 ()中耳 ()前庭 【答案】 《人耳的構造,外耳》 範例4 下列有關於外耳的敘述,何者錯誤, ,,()人的耳殼不能轉動 ()多數哺乳類的耳殼常能轉動 :,()外聽管壁有耳垢及毛髮防止異物進入 ()聽道內端的鼓膜為聽覺的受器 【答案】 《人體的聽覺》 範例5 下列有關於內耳的敘述,何者正確, ,,()內耳充滿空氣與淋巴,為一曲折管道 ()耳蝸道的基膜上有聽覺受器稱為柯氏器 :,()內耳中的前庭與半規管均與聽覺產生有關 ()耳蝸形似螺旋管,其內充滿淋巴 ，()耳蝸上有聽神經傳至腦 【答案】 《人體的平衡覺,靜平衡》 範例6 下列有關於靜態平衡感覺的敘述,何者錯誤, ,()前庭空腔的小囊負責產生靜態平衡感覺 第10章 生物對外界刺激的反應 77 ,()小耳石位於毛細胞之上,若頭部傾斜一邊時,小耳石也壓向一邊,使毛細胞的毛受到刺激 引發神經衝動 :()第8對腦神經可將頭部傾斜引起的神經衝動傳至大腦,以調整身體的姿勢,使頭部處在平 衡位置 ,()毛細胞與小耳石可看成地心引力的偵測器 【答案】 類題 1. 下列有關於動態平衡覺的敘述,何者正確,, 。 ,()三個半規管是以互相垂直方向排列 ,()各半規管的基部有壺腹 :()壺腹表面有一群毛細胞與神經纖維連接 ,()當身體快速旋轉,則半規管內的內淋巴亦隨著轉動,但毛細胞的毛仍不會彎曲 ，()暈車和暈船均屬於動態平衡覺暫時失調的結果 《人體的平衡覺》 範例7 下列有關於平衡覺的敘述,何者錯誤, ,()平衡覺器官都有毛細胞 ,()前庭的橢圓囊和球囊是平衡覺器官 :()內耳中的三個半規管是互相平行,故在任何方向移動時,至少有一個半規管受影響 78 高中選修生物(下)講義 ,()通常要靠骨骼肌活動來維持平衡 【答案】 類題 2. 下列有關於聽覺和平衡覺的敘述,何者正確,, 。 ,,()耳咽管與咽腔相通,平時呈開放 ()耳蝸內含淋巴與聽覺受器 :,()前庭與人體的動態平衡覺有關 ()半規管與人體的靜態平衡有關 《動物的聽覺》 範例8 有關於蝙蝠的回聲定位,下列敘述何者正確, ,,()所發出的超音波頻率,人耳亦能接收得到 ()產生超音波的部位在口、鼻 :,()夜晚蝙蝠仍能捕獲獵物與其回音定位有關 ()藉回音定位,可測得物體的位置或大小 ，()其發出的聲音強度以電子儀器偵測,約與天空中的雷聲相同 【答案】 自我挑戰題 一、單一選擇題, ( ) 1. 下列有關於動物的聽覺的敘述,何者正確, ,()鯨豚和蝙蝠皆可收發超音波藉以溝通或辨向 ,()蝙蝠皆由鼻部特化的鼻葉發射超音波 第10章 生物對外界刺激的反應 79 :()鯨豚皆由額隆的脂肪組織收發超音波 ,()大象和河馬皆主要藉超音波進行遠距離溝通 二、多重選擇題, ( ) 1. 下列有關於人耳的構造與功能的敘述,何者正確, ,()三塊小聽骨的連結順序為,鎚骨?砧骨?鐙骨 ,()三塊小聽骨可將聲波放大傳至鼓膜 :()耳咽管於吞嚥時關閉以平衡鼓膜兩側的壓力 ,()耳蝸內的毛細胞為聽覺受器 ，()前庭系統兼具聽覺和平衡覺功能 ( ) 2. 下列與平衡有關的構造有哪些, ,,:,， ()前庭 ()半規管 ()耳蝸 ()耳石 ()橢圓囊 ( ) 3. 下列有關於人體平衡維持的敘述,何者錯誤, ,()半規管和耳蝸管內皆具有淋巴液和毛細胞 ,()半規管和橢圓囊皆與動平衡有關 :()橢圓囊與球囊皆與靜平衡有關 ,()本體感覺和視覺皆與平衡系統有關 ，()橢圓囊內的耳石受到不尋常的刺激將引發頭暈的感覺 三、非選擇題, 1. 右圖為人耳的構造模式圖,請依圖示回答下列問題,,填代號並寫 出名稱, 80 高中選修生物(下)講義 (1) 圖中何者可阻斷聲音進入中耳以避免聲音過大, (2) 圖中何者與動態平衡覺有關, (3) 圖中何者與靜態平衡覺有關, (4) 圖中何者可阻止異物入耳並導入音波, (5) 圖中何者含有淋巴和聽覺受器, , 2. 右圖為人耳的構造模式圖,請依圖回答下列問 題,,填代號並寫出名稱, (1) 圖中何者可阻斷聲音進入中耳以避免聲音 過大, (2) 圖中何者與動態平衡覺有關, (3) 圖中何者與靜態平衡覺有關, (4) 圖中何者可阻止異物入耳並導入音波, (5) 圖中何者含有淋巴和聽覺受器, , 第10章 生物對外界刺激的反應 81 味覺與嗅覺 化學感覺,生物具有偵測辨認環境中化學物質,以求食物維持生存的味覺與嗅覺,亦具有可感受溶於水中化學分子刺激的化學感覺。 味覺與味覺器官 1. 味覺,能避免有毒物質及尋找營養物質等功能。 2. 味蕾,味覺受器,分布在表面向外特化突出的乳突中,含有味細胞、支持細胞及味覺,可接 受不同食物,感受不同味道、依敏感度分為甜、酸、苦、鹹、甘,鮮,。 (1) 甜、苦、甘味,為味細胞受體接受氣體味分子刺激產生。 ， (2) 酸味,為味細胞離子通道,感測H引發。 (3) 鹹味,由金屬離子所引發。 ? 人體的味覺受器及舌頭上 的味覺分布,A.味蕾具有 50至150個味細胞,分 布在舌的乳突中,B.利用 B. A. 分子技術,舌頭上存在五3. ,為特化的皮膜細胞,靠外界端有分叉味毛,僅接受味孔流入化學分子刺激 種味覺,這五種味覺在大 ,釋出遞質引發感覺神衝動,經顏面、舌咽神經傳至延腦,再經視丘達大腦產生味覺。 部分舌頭都能表現,有別4. 味道,為味覺、嗅覺、觸覺、 於以往的舌頭味覺圖譜。 冷熱覺、痛覺、視覺及心理因 素共同影響產生。 嗅覺 1. 功能,具有覓食,警戒,吸引 82 高中選修生物(下)講義 異性的功能,如人對食物香味感覺80 ,來自於嗅覺。 2. 構造,鼻腔含支持的皮膜細胞及特化嗅細胞為其受器,能與氣味分子結合,引 發嗅覺。 3. 特性, (1) 單一氣味可引發不同嗅覺受器活化,故嗅覺乃由不同數量,組合嗅細胞接受不同程度活化 或抑制所引發,又經視丘直至大腦產生,並轉至邊緣系統引發情緒,記憶作用。 ? 嗅覺的神經傳遞路徑示意圖。 (2) 嗅細胞隨年齡及與環境接觸影響受損而減弱,且易產生感覺疲勞。 《化學感覺》 範例1 動物體內的感覺受器能偵測環境中的化學分子或物理刺激,並將其轉換成神經訊號,傳送至中樞神經系統使動物產生感覺。下列哪些受器可偵測化學分子的刺激, 【93.指考】 ,,:,，()視覺受器 ()聽覺受器 ()味覺受器 ()嗅覺受器 ()平衡覺受器 【答案】 類題 1. 下列哪些感覺是屬於化學感覺,, 。 ,,:,，()視覺 ()聽覺 ()味覺 ()嗅覺 ()平衡覺 《味覺》 範例2 下列有關人體味覺的敘述,何者正確, ,,()味蕾就是人類的味覺器 ()味蕾為一群變形的神經元組成 :,()凡是入口的食物皆可引起味覺 ()一物質僅能產生一種味覺 第10章 生物對外界刺激的反應 83 【答案】 《嗅覺》 範例3 下列有關於人體嗅黏膜的敘述,何者正確, ,,()由嗅細胞和黏膜細胞組成 ()嗅細胞的軸突呈毛狀,露出鼻黏膜的表面 :,()只能感受溶於液體中化學物質的刺激 ()嗅細胞可產生神經衝動而產生嗅覺 【答案】 《味道》 範例4 美味的食物,冷食與熱食的滋味不同,主要原因乃味覺須何種感覺的協助甚為重要, ,,:,()溫覺 ()痛覺 ()觸覺 ()嗅覺 【答案】 自我挑戰題 一、單一選擇題, ( ) 1. 下列有關於人體味覺的敘述,何者正確, 84 高中選修生物(下)講義 ,()味細胞屬於特化的皮膜細胞 ,()各種味覺的味蕾均勻分布於舌表面 :()化覺刺激於顏面神經和舌咽神經產生味覺 ,()各種味覺受器僅接收特定結構分子的刺激 ( ) 2. 下列有關於人體嗅覺的敘述,何者正確, ,,()嗅覺的靈敏度會隨刺激增強而不斷增加 ()嗅黏膜由特化的的神經細胞組成 :,()嗅神經是由嗅細胞的軸突集合而成 ()嗅細胞遭受損傷可增生替換 ( ) 3. 下列何種感覺最容易疲勞, ,,:,()視覺 ()味覺 ()嗅覺 ()觸覺 ( ) 4. 下列有關嗅覺的敘述,何者正確, ,,()嗅細胞位在上下鼻腔的黏膜上 ()每一嗅細胞以一根嗅毛伸出鼻黏膜表面 :,()許多嗅細胞集合成一橢圓小囊 ()可利用此來覓食及尋覓配偶。 ( ) 5. 右圖為瓶鼻海豚的聲納系統,試問何處可接收 聲波,傳至耳部經腦分析, ,,()甲 ()乙 :,()丙 ()丁 ( ) 6. 下表中的味覺的敏感部位及其刺激分子的配對 ,何者錯誤, 味覺 部位 刺激分子 ,() 酸 舌頭兩側 氫離子 ,() 甜 舌尖 含碳化合物 :() 苦 舌根 無特定結構 第10章 生物對外界刺激的反應 85 ,() 鹹 舌尖和前緣 陽離子 二、多重選擇題, ( ) 1. 下列有關於人體味覺的敘述,何者正確, , ()舌尖具甜覺受器可接受含氫鍵的特殊分子刺激 ，,()舌尖具鹹味受器可接受Na和金屬離子的刺激 ，:()舌前緣具鹹味受器可接受Na和金屬離子的刺激 ，,()舌兩側具酸覺受器可接受H的刺激 ，()舌根具苦覺受器僅能接受特定結構分子的刺激 ( ) 2. 下列有關於人體嗅覺的敘述,何者正確, ,()嗅黏膜的組成細胞皆屬於神經組織 ,()嗅細胞因無法替補而容易產生嗅覺疲勞 :()嗅細胞的軸突可吸收鼻腔中的化學分子刺激 ,()嗅神經是由嗅細胞的軸突集合而成 ，()嗅覺的靈敏度會隨年齡增長而減弱 其他感覺 人具有視、聽、嗅、味、皮膚、本體、內臟感覺。 皮膚為最大感覺器官,可分表皮、真皮,皮下組織。 皮膚感覺, 1. 表皮與真皮富有多種受器,可感受觸、壓、痛、冷熱感覺。 (1) 觸壓覺, 1 ? 觸覺,為受器接受輕微不致皮膚變形物理刺激的感覺。 2 ? 壓覺,為受器接受較強的物理刺激感覺。 如,可協助人體握物感覺或盲人感知物體的存在感覺。 86 高中選修生物(下)講義 (2) 溫度覺,為冷、熱覺合稱,分冷、熱受器均為游離神經末稍、分布真皮層,且冷受器較多 傳導較快,不易適應。如冷覺受器產生冷覺調節體溫的打顫,皮膚血管收縮,添衣的活動。 (3) 痛覺,為身體組織受傷的警報,能促使個體採取迴避措施,具保護作用,而不具適應性與 其受器游離神經末稍,較不敏感需強烈物化或高低溫刺激才能興奮,而末稍分布可分淺層 皮膚、深層肌肉關節、內臟器官等。 2. 受器藉數目與分布密度可具有不同敏感度,如人的唇、舌尖、指尖密度大,觸覺敏感,反之 軀幹,背部受器密度小,較遲鈍。 ,特性,易受其他感覺與周圍環境,個體狀態,期待焦慮等心理活動影響。 ? 人類皮膚之顯微切片圖 本體感覺 人體骨骼肌、肌腱、關節、韌帶等,具傳達肌肉長度、張力、拉力等機械受器,可產生身體活動 ,位置感覺、用以維持平衡及保護作用,如,人閉眼做事、膝反射等。 內臟感覺 內臟壁中少數受器,接受刺激經傳遞至延腦,中腦、視丘反射中樞,產生反射以控制內臟功能或 刺激傳至大腦產生,如口渴、飢餓、尿意、便意及內臟疼痛感覺,其中疼痛會發生轉移稱轉移痛。 其他生物的感覺器官 第10章 生物對外界刺激的反應 87 1. 的壓力及流速。魚類側線系統感知水流 2. ,釋放紅外線強度與方向。蛇類頰窩感測獵物的體溫 《皮膚感覺》 範例1 人體皮膚的真皮內分布有下列哪些受器, ,,:,，()觸覺 ()壓覺 ()冷覺 ()熱覺 ()痛覺 【答案】 類題 1. 下列哪些感覺細胞可接受機械性的刺激,, 。 【91.指考】 ,,:()視覺感光細胞 ()聽覺的毛細胞 ()味覺細胞 ,，()皮下的觸覺細胞 ()半規管的平衡覺細胞 《皮膚感覺》 範例2 人體痛覺形成的部位是, ,,:,()感受器 ()大腦皮層 ()游離神經末梢 ()受刺激的皮膚 【91.臺港澳聯招】 【答案】 類題 2. 下列何種皮膚的感覺,其受器本身即為游離的神經末梢,, 。 ,,:,()觸覺 ()壓覺 ()痛覺 ()冷熱覺 88 高中選修生物(下)講義 類題 3. 下列何種感覺的受器是感覺神經未稍本身,, 。 ,,:,()痛覺 ()聽覺與視覺 ()平衡覺 ()嗅覺與味覺 【88.日大】 《皮膚感覺,冷熱覺》 範例3 有關於皮膚的冷覺與熱覺,下列敘述何者正確, ,,()受器均位於表皮 ()是游離的神經末梢 :,()冷覺受器較熱覺受器多 ()對熱的刺激較敏感 【答案】 《本體感覺》 範例4 下列有關人體感覺受器的敘述,何者正確, 【87.日大】 ,,()味覺受器位於舌表皮中 ()聽覺受器位於內耳前庭 :,()壓覺受器位在表皮中 ()本體受器位在內耳耳蝸內 【答案】 類題 4. 下列有關人類感覺受器的敘述,何者正確,, 。 ,()內臟黏膜內也有痛覺受器 ,()味覺的受器是味細胞,其本身也是一種神經元 :()在骨骼中有本體受器 ,()嗅覺的受器是嗅細胞,其本身也是一種神經元 ，()溫覺受器是接受化覺物質刺激的受器 【86.日大】 《內臟感覺》 範例5 第10章 生物對外界刺激的反應 89 下列有關人體感覺作用的敘述,何者正確, ,()嗅細胞具樹突,是一種感覺受器 ,()視丘是視覺轉換中樞,也是一種內臟反應中樞 :()內臟黏膜若受刺激引起痛覺,宜立刻服用止痛劑 ,()溫覺受器以受刺激之強度分辨冷熱 【86.日大】 【答案】 《動物的特殊感覺》 範例6 下列有關於動物的特殊感覺的敘述,何者正確, ,()魚類利用側線感應水流的壓力與水溫的變化 ,()鯊魚可利用高頻的聲音來追蹤較遠的獵物 :()爬蟲類以鋤鼻器感測紅外線的強度和方向 ,()蛇類鼻孔內的頰窩可以察覺極小的溫度變化 【答案】 自我挑戰題 一、單一選擇題, ( ) 1. 下列有何者不具有本體感覺的受器, ,,:,()肌肉 ()肌腱 ()關節 ()骨骼肌 90 高中選修生物(下)講義 ( ) 2. 下列何處有本體感覺的受器, ,,:,()肌腱 ()皮膚 ()內臟黏膜 ()耳蝸 ( ) 3. 下列有關感覺器官的敘述,何者正確, ,()各種味覺的味蕾均勻地分布在舌的上表面 ,()耳蝸和聽覺有關 :()中耳內有三個半規管 ,()觸覺受器平均分布體表 ( ) 4 當喉部黏膜逐漸乾燥而引起的感覺屬於 ,,:,，()本體感覺 ()皮膚感覺 ()內臟感覺 ()味覺 ()嗅覺 ( ) 5. 下列何者是鯊魚的特殊感覺,以作為捕食的依據, ,,:,()電氣感覺 ()側線系統 ()鋤鼻器 ()頰窩 二、多重選擇題, ( ) 1. 下列有關於人體感覺作用的敘述,何者正確, , ()人類的眼睛僅能看到400,700nm的可見光 ,()人類聽覺的音波範圍20Hz,20kHz :()動平衡和靜平衡皆與內耳有關 ,()缺乏鋅和維生素將使味覺發生障礙 ，()內臟受到刺激後皆可傳至大腦皮層產生內臟感覺 ( ) 2. 下列有關於人體感覺作用的敘述,何者正確, ,()視網膜的中央窩為視覺最敏銳的區域 第10章 生物對外界刺激的反應 91 ,()助聽器與人工電子耳皆可取代內耳功能 :()前庭系統和耳蝸皆具有淋巴液和毛細胞 ,()嗅覺和味覺的受器皆是由特化的神經元組成 ，()肌肉和骨骼皆具有感受張力變化的本體感覺受器 ( ) 3. 下列何種感覺的受器是感覺神經末梢本身, ,,:,，()痛覺 ()聽覺與視覺 ()平衡覺 ()嗅覺 ()味覺 ( ) 4. 下列有關於的動物感覺作用的敘述,何者正確, ,,()大多數動物皆具有立體視覺 ()昆蟲可看到可見光和紫外光 :,()頭足綱動物具有最發達的視覺器官 ()哺乳動物皆可使用超音波溝通 ，()爬蟲類皆具有鋤鼻器感測從舌尖送來的化學刺激 ( ) 5. 下列有關於人體感覺作用的敘述,何者正確, , ()內臟感覺皆屬於反射動作,與大腦無關 ,()心絞痛會轉移至皮膚而引起胸痛或左臂疼痛 :()痛覺受器是由游離的神經末梢構成 ,()嗅細胞和味細胞在損傷後皆無法痊癒 ，()缺乏維生素對於視覺和味覺皆可能造成妨礙 ( ) 6. 下列有關感覺作用的敘述哪些是正確的, , ()眼、耳、口、鼻、皮膚、肌肉及內臟都具有感覺接受器 ,()皮膚的痛覺受器是與神經相接的特定細胞 :()指尖的觸覺受器密度比頸背高 ,()嗅細胞本身就是神經元 92 高中選修生物(下)講義 ，()味細胞本身就是神經元 ( ) 7. 下列有關本體感覺的敘述,何者正確, ,()本體感覺受器是內耳中的半規管 ,()能感受肌腱、關節之張力和拉力 :()頭部轉動時,能產生動的平衡感 ,()倒立時,能感覺到頭部位置與平時不同 ，()能感覺身體活動及其位置 第10章 生物對外界刺激的反應 93 探討活動 瞳孔的反射 瞳孔反射 1. 受試者閉起兩眼30秒,再睜開眼,主試者可看到受試者瞳孔迅速縮小。 2. 受試者閉起兩眼約30秒,睜開眼,用手掌隔開雙眼,一眼用手電筒照光,結果兩瞳孔均變小 。若重複照光,瞳孔大小仍無法受到大腦控制。 3. 光線刺激一眼,兩眼瞳孔的反應相同,這是因為一眼受刺激的訊息傳入中腦後,可由中腦發 出命令,經左、右成對的第3對腦神經,動眼神經,傳到左、右眼,產生相同的瞳孔反射。 《化學感覺》 範例1 下列有關於反射實驗的敘述,何者正確, ,()強光刺激左眼,則兩眼的瞳孔皆縮小 ,()瞳孔的反射中樞在延腦 :()瞳孔的反射中樞所產生的衝動經第5對腦神經傳至眼 ,()瞳孔反射與大腦意識有關 【答案】 《化學感覺》 範例2 12345?望梅止渴,?愛不忍釋手,?垂涎三尺,?望洋興嘆,?畫餅充飢,下列何者正確, 1234513245,,() ?????均為反射動作 () ??為反射動作,???為意識反應 134513425:,() ????為反射動作 () ???為反射動作,??為意識反應 94 高中選修生物(下)講義 【答案】 第10章 生物對外界刺激的反應 95 探討活動味覺的靈敏度 1. 指尖的觸覺受器最多,其次是掌面,頸背最少。 2. 感冒鼻塞時,因缺乏嗅覺之助,而使味覺欠佳。 3. 有的食物如洋蔥僅用鼻聞即可以分辨。有的食物如蘋果須用舌和鼻聞兩者併用才能分辨。 4. 久聞後則不能分辨,因為嗅覺容易疲勞。 5. 舌根的部位對苦味較敏感。 6. 舌面感受四種滋味的部位, ? 舌面四種滋味的分布情形,大部分味蕾有二種以上的味覺。 《化學感覺》 範例1 下列何者與食物的滋味感覺具有密切的關係, ,,:,，()味覺 ()溫覺 ()嗅覺 ()觸覺 ()壓覺 【答案】 《化學感覺》 範例2 下列有關於味覺測試的敘述,何者錯誤, ,,()以10 ,NaCl溶液測鹹覺區 ()以0.1 ,葡萄糖測甜覺區 :,()以0.1 ,硫酸奎寧液測苦覺區 ()以1 ,醋酸測酸覺區 ，()以1 ,硫酸奎寧測舌根 96 高中選修生物(下)講義 【答案】