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- 视锥细胞和视杆细胞
- 什么是视杆细胞
- 视杆细胞的结构
一、视锥细胞和视杆细胞
人类视觉系统由光折射系统、感光细胞、视神经和视觉中枢构成 。外界物体发出光或发射的光 , 经过角膜、晶状体、玻璃球折光系统后 , 在视网膜上成一个倒立缩小的实像 , 视网膜上的感光细胞受到刺激 , 信号由视神经传到大脑的视觉中枢 , 产生视觉 。视觉中枢把倒立的像转换成正立的像 , 我们就可以看到物体了 。像的清晰度与入射光的强弱、瞳孔直径的大小、晶状体和视网膜之间的距离等因素有关 。其中 , 感受光的强弱和物体的颜色由视锥细胞和视杆细胞承担 。
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视觉原理
大家都有这个体验 , 从强光环境中进入黑暗处(或光源突然熄灭) , 眼睛什么也看不见 。这时 , 除瞳孔直径扩大增加采光量以外 , 视网膜中的感光细胞由视锥细胞工作状态转为视杆细胞工作状态 , 视觉光敏度逐渐增强 。经过一段时间的适应 , 约20~30分钟 , 才看得清暗处的物体 。
【视锥细胞和视杆细胞 视杆细胞】 相反 , 从弱光(黑暗处)环境中进入强光环境 , 除瞳孔直径缩小减少采光量以外 , 视网膜中的感光细胞由视杆细胞工作状态转为视锥细胞工作状态 , 视觉光敏度逐渐下降 。眼睛感觉特别明亮 , 需要经过1—5分钟的适应 。
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眼睛外观
眼睛对上述二种情况的光适应 , 除视觉神经中枢调节外 , 还与视锥细胞和视杆细胞中视紫红质的合成和分解有关 。视紫红质的特性 , 对弱光敏感 , 在暗处可以逐渐合成 。生物化学知识 , 在光线较暗处 , 5分钟内就可以合成60%的视紫红质 , 约30分钟 , 视杆细胞中视紫红质即可全部生成 。所以 , 在光线较暗处呆的时间越长 , 对弱光的敏感度就越高 。
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视锥细胞和视杆细胞
感受强光是视锥细胞的职责和功能 , 在明亮环境中 , 短时间内 , 视锥细胞都投入了工作 , 眼睛对光的敏感度降低 。刚开始工作时 , 视锥细胞参与度不高 , 眼睛对光刺激的敏感度还较大 , 觉得光线刺眼 , 看不清周围的物体 。当视锥细胞都投入了工作时 , 眼睛对光的敏感度降低 , 看物体就正常了 。视锥细胞中视紫红质的合成和分解与视杆细胞正好相反 , 视杆细胞在暗处蓄积的大量视紫红质 , 在明亮处遇到强光迅速分解 , 大约1--5分钟左右即可完成 。
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生物化学知识 , 视紫红质是一种结合蛋白 , 由视黄醛(也叫视网膜素)和视蛋白结合而成 。视黄醛来源于维生素A的氧化物 。由于光照 , 视锥细胞中的视紫红质迅速分解为视蛋白和视黄醛 , 分解后的产物不能直接和视蛋白结合成视紫红质 , 须在维生素A酶的作用下还原成维生素A , 再进入视杆细胞 , 参与视紫红质的合成、补充及分解反应 。
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视锥细胞和视杆细胞的分布
视紫红质在亮处分解 , 在暗处又重新合成 。当视紫红质分解达到0.50%时 , 视杆细胞的光敏度会下降2000倍之多 。视网膜光敏度的高低与视紫红质的合成与分解的比率有关 , 特别是与视紫红质合成多少有着密切的关系 。一个光量子被视紫红质吸收 , 就足以使视黄醛分子的结构发生改变 , 导致视紫红质被分解为视蛋白和视黄醛 。不论在暗处还是在明处 , 既有视紫红质的分解 , 又有视紫红质的合成 。当合成速度超过分解速度时 , 视网膜中的视紫红质数量较高 , 视杆细胞对弱光较敏感;相反 , 人在明亮处时 , 视紫红质的分解速度大于合成速度 , 视杆细胞几乎失去作用 , 视锥细胞对强光比较敏感 。
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