Praktické cvičení – smysly Prostřednictvím smyslových orgánů získávají živočichové (včetně lidí) informace o vnějším světě. Existuje však řada čidel i uvnitř těla, jejichž prostřednictvím jsou koordinovány základní životní funkce, a to často bez našeho vědomí. Zachycovat tyto signály jim umožňují speciálně organizované smyslové buňky – receptory. Činnost smyslových buněk úzce souvisí s určitými pomocnými strukturami. Spojení smyslových buněk s buňkami pomocnými tvoří společně smyslový orgán. Informace z vnějšího nebo vnitřního prostředí přijímají smyslové buňky receptorů. Receptory přeměňují získané podněty na nervovou aktivitu. Jsou-li smyslové buňky podrážděné, jejich membrána se depolarizuje a vyvolá se stupňovitá odpověď na podnět, tzv. receptorový potenciál. Podnět, na který jsou receptory nejcitlivější, se nazývá přiměřený = adekvátní. Podle druhu adekvátního podnětu dělíme receptory na chemoreceptory, mechanoreceptory a radioreceptory. Receptory jsou zdrojem informací pro CNS. V CNS vznikají smyslové vjemy.
1) Pojmy k opakování: (K jakým skupinám živočichů se vztahují uvedené pojmy? Jakou plní funkci?) „hadí oko“ akomodace blanitý labyrint bubínek Cortiho orgán čidla (receptory) čichová jamka čočka echolokace endolymfa Eustachova trubice fotoreceptory fototaxe Hesseho buňky chemoreceptory Jacobsonův orgán jednoduché oko Johnstonův orgán kladívko, kovadlina, třmínek
knidocil Kollikerova jamka kolumela komorové oko kostěný labyrint kulatý a vejčitý váček Lorenziniho ampuly makadla (pedipalpy) mechanoreceptory miskovité oko mžurka nozdra párová a nepárová oční víčko ommatidium osfradia perilymfa pohárkovité oko postranní čára proudový orgán
složené oko slepá skvrna sonar statocysta statokinetické čidlo střední ucho světločivná skvrna světločivné buňky rhodopsin temenní oko termoreceptory tykadla tympanální orgán vějířek vnější ucho vnitřní ucho Weberův orgán žlutá skvrna
2) Chemoreceptory Čich – adekvátním podnětem smyslových buněk čichových receptorů jsou pro suchozemské živočichy plynné látky ve vdechovaném vzduchu. Chemoreceptory vodních živočichů jsou citlivé na chemické látky rozpuštěné ve vodě. Čichové smyslové buňky jsou především v horních částech dýchacích orgánů. Obratlovci mají čichový receptor uložený v čichové sliznici. 1. Jaký význam má čich pro živočichy? a) b) c) d) e) 1
Chuť - chuťové receptory jsou méně citlivé než receptory čichové. Reagují na chemické látky rozpuštěné v tekutinách. Chuťové receptory jsou uložené v dutině ústní, na jazyku a v hltanu. Ryby je mají rovněž ve vousech okolo úst. Hmyz vnímá chuťové podněty ústní dutinou , úzkými přívěsky na těle, tykadly a zakončením nožek. Základní funkční jednotkou chuťového orgánu je chuťový pohárek. 2. Zakreslete a popište chuťový pohárek
3. Sdružení chuťových a čichových vjemů Vznik chuťových vjemů je podporován i správnou činností čichového receptoru. Z vlastní zkušenosti jistě víte, že při zánětech sliznice nosní, při rýmě, ztrácíte čich a s ním zároveň i chuť. Pomůcky: 8 kádinek (naplněných kousky různých potravin – podobné konzistence, šťáva ..), párátka, lžička, kádinka s vodou. Postup: Pokusná osoba zavře oči, aby se nemohla orientovat zrakem, a stiskne si nos. Ze zakryté kádinky vyjmeme párátkem připravený plátek cibule a vložíme jej pokusné osobě do úst. Zeptáme se na druh pokrmu. Pravděpodobně se nám nedostane správné odpovědi. Pokud se uvolní nosní otvory, druh potravy se okamžitě pozná. Podobně provedeme se s ostatními vzorky potravy. Po každém pokusu si osoba vypláchne pusu čistou vodou. Závěr: Do připravené tabulky zapište výsledky pokusu u šesti studentů.( ano – poznal, ne – nepoznal) Jméno/vzorek č.1
č.2
č.3
č.4
Celkem určených Celkem neurčených 2
č.5
č.6
č.7
č.8
4. Lokalizace chuťových receptorů Pomůcky: 20% roztok kuchyňské soli, 40% roztok řepného cukru, 2% roztok kyseliny vinné (citron), 2% roztok chininu (tonik), vlasový štěteček, 2 kádinky s vodou, malá kádinka s vodou Postup: Štěteček lehce namočíme v jednom z roztoků a potíráme jím jazyk zkoumaného žáka na hrotu, stranách, na hřbetě a na kořeni. Poznamenáme si, na kterém místě jazyka pociťoval chuť. Pokus postupně opakujeme se všemi připravenými roztoky. Před pokusem s dalším roztokem si žák vždy vypláchne ústa čistou vodou. Štěteček také propereme v čisté vodě. Výsledky zapisujeme do tabulky: sladko
slano
kyselo
hořko
hrot jazyka okraj jazyka kořen jazyka
Chemoreceptory se nalézají rovněž uvnitř organizmu. Jsou citlivé např. na změny množství kyslíku a oxidu uhličitého, hodnotu pH nebo koncentraci glukózy v krvi. 3) Mechanoreceptory Mezi smysly založenými na mechanoreceptorech patří sluch a rovnovážné ústrojí. Sluch Sluchový analyzátor patří k dálkovým čidlům, schopným přijímat informace ze vzdáleného zdroje podnětů. 1. Zjisti, jak je to se sluchem u bezobratlých a u obratlovců. Jaké orgány jednotlivé skupiny bezobratlých používají ke vnímání zvuku? Kolik mají kteří obratlovci sluchových kůstek?
3
2. Popiš stavbu ucha podle předloženého modelu. Všímej si sluchového aparátu i statokinetického ústrojí. Objasni funkce. 3. Zkouška sluchu Zvukové vlny pronikají do vnitřního ucha jednak vzduchem (zevním zvukovodem a středním uchem), jednak lebečními kostmi. Rinneho pokus zjišťuje rozdíl mezi převodem zvuku kostí a vzduchem. Zdravé ucho slyší déle zvuk vedený vzduchem než kostí. Weberův pokus informuje o poměru vedení na obou stranách lebky. Člověk s normálním sluchem slyší oběma ušima stejně silně. Pomůcky: ladička s frekvencí 400 kmitů, kladívko, stopky, hodinky se zřetelným tikotem, krejčovský metr Rinneho pokus Ladičku rozezvučíme úderem kladívka. Pak ji opřeme o bradavkový výběžek spánkové kosti vyšetřovaného spolužáka a vyzveme ho, aby pokynem ruky oznámil okamžik, kdy zvuk ladičky přestane slyšet. V tuto chvíli spustíme stopky a přeneseme ladičku před ucho vyšetřovaného žáka tak, aby obě ramena ladičky byla od ucha stejně vzdálena. Vyšetřovaný žák opět udá okamžik, kdy přestane slyšet. Tehdy zastavíme stopky. Pokus opakujeme ještě jednou. Čas zjištěný při druhém pokusu zaznamenáme. Pokus Weberův Ladičku rozezvučíme úderem kladívka a postavíme ji na střed lebeční klenby zkoumaného žáka. Zkoumaný žák nám oznámí, zda slyší oběma ušima stejně silně, popř. ve kterém uchu slyší ladičku silněji. Tentýž pokus opakujeme ještě dvakrát. Jednou si vyšetřovaný zacpe prstem pravé ucho, podruhé levé. Pokaždé se ptáme, ve kterém uchu slyší silněji. Při zacpaném zvukovodu slyšíme zvuk silněji na straně zacpaného ucha. Sluchová ostrost Hodinky umístíme do takové vzdálenosti před vyšetřované ucho, aby jejich tikot nebyl slyšet. Pak je zvolna k uchu přibližujeme. Vyšetřovaný oznámí, kdy tikot hodinek poprvé zaslechl. Tuto vzdálenost změříme, neboť udává sluchovou ostrost. Pokus opakujeme pro druhé ucho. K jakému jste dospěli závěru? Jaké známe typy hluchoty? Jak vznikají? Může si člověk sám poškodit sluch? Jaké hluky jsou nebezpečné? Rovnovážné ústrojí. Jaké orgány rovnováhy známe u bezobratlých a obratlovců? Kde se nacházejí? Jak se mění počet polokruhovitých chodeb u obratlovců? Co a jak vnímá čidlo statické a kinetické?
4
4) Fotoreceptor Fotoreceptory jsou jedny z radioreceptorů – vnímají určitý druh záření. Fotoreceptory vnímají světlo (třeba i v různých vlnových délkách), termoreceptory vnímají teplené záření. ( Jaká skupina živočichů vyniká vnímáním tepla?)
Doplňte správné rozložení barev ve spektru viditelného světla. V jakých vlnových délkách (a jednotkách) vnímá člověk? Je to tak u všech obratlovců i bezobratlých? Oko Oko je u člověka nejdůležitějším čidlem pro orientaci v prostoru. Umožňuje vnímání světla, barev, velikosti, tvaru, vzdálenosti a pohybu předmětů. Oko je složeno z oční koule a přídatných orgánů. Seznam se stavbou oka prostřednictvím literatury a předložených modelů. Prohlédni si obrázek oka a pojmenuj jednotlivé části 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
5
Typy očí U bezobratlých živočichů jsme se setkali i s jiným typem oka než je komorové oko savců a dalších obratlovců. Jaké známe typy očí a u kterých skupin živočichů se nacházejí? Zakreslete typy očí a také označte, který typ je dokonalejší. Kteří živočichové mají vůbec nejlepší zrak? Jak se liší oko v rámci podkmene obratlovci? Jak je to se zastoupením tyčinek a čípků?
Vzdálenost mezi zornicemi Při předepisování poukazu na brýle uvádí oční lékař kromě jiných údajů také vzdálenost obou zornic, protože vzdálenost mezi ohnisky obou čoček brýlí musí být stejná, jako je zornicová šířka. Pomůcky: papírové měřítko Postup: Pokusná osoba hledí na vzdálený předmět (aby se zabránilo sbíhání očních os). Měřítko přiložíme začátkem stupnice nad střed jedné zornice a vzdálenost středu druhé zornice odečítáme na milimetrovém měřítku. Závěr: Zapište průměrnou vzdálenost zornic ve skupině 10 studentů Důkaz slepé skvrny Slepá skvrna je místo na zadní straně oční koule, kde zrakový nerv opouští sítnici. Toto místo neobsahuje ani tyčinky, ani čípky. Asi 4 mm zevně od slepé skvrny je žlutá skvrna, kde jsou pouze čípky. Je to místo nejostřejšího vidění. Pozorujeme li nějaký předmět, stáčí se oční koule automaticky tak, aby se jeho obraz promítl ve žluté skvrně. Tento princip leze použít k demonstraci slepé skvrny. Pomůcky: Mariottovy obrázky Postup: Obrázek držíme nataženou paží před očima. Zavřeme levé oko a pravým hledíme na trojúhelník. Obrázek pomalu přibližujeme k oku. Ve vzdálenosti 20 – 25 cm zmizí kruh a papír na jeho místě je černý. Když plynule pokračujeme v přibližování čtvrtky k oku, kruh se opět objeví. Závěr: Blízký bod a vyšetření zrakové ostrosti Jako blízká bod označujeme minimální vzdálenost od oka, z níž se při maximální akomodaci ještě vytvoří na sítnici ostrý obraz pozorovaného předmětu. Tento bod se během života neustále od oka vzdaluje, nejdříve pomalu, s pokročilejším věkem poměrně rychle. Je to způsobeno tím, že čočka se stává méně pružnou, čímž se omezuje její vyklenutí při akomodaci. V deseti letech je blízký bod vzdálen asi 8 cm, ve dvaceti letech 10 cm, ve třiceti letech 14 cm, ve čtyřiceti 22 cm, v padesáti 40 cm, v šedesáti letech 100 cm, v sedmdesáti letech 400 cm a v sedmdesáti pěti letech v nekonečnu.
6
Dioptrie se rovná převrácené hodnotě naměřených vzdáleností. Například je-li blízký bod ve vzdálenosti 8 cm, má čočka ohniskovou vzdálenost 0,08 m optickou mohutnost 1: 0,008 D. Optická mohutnost lidského oka v klidu je 66,7 D. Pomůcky: Snellenovy optotypy Postup: Zraková ostrost na dálku se zjišťuje každým okem zvlášť. Při této zkoušce se sleduje, kterou řádku vyšetřovaný ještě přečte. Vyšetřovaný žák si stoupne 4m od optotypů a čte písmena, která mu okazuje spolužák. Blízký bod zjistí tak, že změříte, v jaké vzdálenosti bezpečně zaostříte text knížky, kterou postupně přibližujete k oku. Závěr: Napište výsledek vlastního hodnocení zrakové ostrosti. Vysvětlete následující pojmy: krátkozrakost , dalekozrakost, kontaktní čočky, presbyopie, daltonismus, ječné zrno, astigmatismus, katarakta, glaukom, myopie, hypertropismus Některé poruchy zraku si můžete projít na této adrese: http://www2.gribus.at/isis/sensibilisierung/dasauge/pathologie.html Binokulární vidění Zorné pole je ta část okolního prostředí, kterou okem vnímáme. Teoreticky by mělo být kruhové, ale ve skutečnosti je na vnitřní straně omezeno nosem a v horní části stropem očnice. Centrální části obou očí se překrývají a proto kterýkoliv předmět v tomto prostoru vidíme binokulárně, což nám umožňuje vnímání prostoru, odhad rychlosti a vzdálenosti. Úkol: Zjistěte rozdíl mezi monokulárním a binokulárním vidění při přibližování dvou předmětů k sobě. V každé ruce držte jednu tužku hroty obrácenými proti sobě. Hroty ať jsou vzdáleny od sebe asi 60 cm. Paže mějte mírně předpaženy, ale musí být mírně pokrčené. Snažte se k sobě přiblížit hroty tužek k sobě tak, aby se vzájemně dotkly. Zkoušku vykonejte desetkrát binokulárně – s oběma očima otevřenýma a desetkrát monokulárně – s jedním okem zavřeným. Každou zkoušku začínejte s hroty ve vzdálenosti asi 60 cm. Výsledky kontroluje druhý student. Výsledky zapište do tabulky. binokulární jméno
monokulární
úspěšné 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pokusy
úspěšné 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pokusy
Optické klamy Potrapte se trochu sledováním různých optických klamů. Popřemýšlejte, proč „klamou“. Řadu dalších najdete na: http://www.vestirna.com/www2/ill/index.php 7
5. Kožní receptory V kůži je řada čidel, jimiž člověk vnímá různé pocity. Jsou to buď jednoduchá tělíska, nebo volná nervová zakončení, která umožňují vnímat tlak, dotyk, chlad, teplo a bolest. Různé hmatové kvality vznikají současným podrážděním několika nebo všech kožních receptorů. Nakreslete Meissnerova tělíska, Merkelovy disky, Ruffiniho a Paciniho tělísko. Napište k čemu jednotlivé receptory slouží. Co jsou volná nervová zakončení?
Stanovení prostorového prahu tlakového čití simultánní metodou. Zkoumané osobě zavážeme oči a vyzveme ji, aby hlásila, zda cítí jeden nebo dva doteky. Ramena dvoubodového esteziometru rozevřete tak, aby hroty byly od sebe 2 cm, a oběma současně se dotkneme dlaně zkoumané osoby. Hroty esteziometru postupně přibližujeme a znovu se jimi dotýkáme přibližně na stejném místě dlaně, a to tak dlouho, dokud zkoumaná osoba nehlásí, že místo dvou dotyků cítí jeden. Zaznamenáváme tu vzdálenost obou hrotů esteziometru, při které zkoumaná osoba naposledy cítila dva doteky. Pokus opakujeme na bříšku prstů, na hřbetě ruky, na předloktí a na šíji. Závěr: Do připravené tabulky napište výsledky pokusů u deseti zástupců skupiny a určete průměrné hodnoty na sledovaných místech těla. jméno
doteky na dlani (v mm)
doteky na hřbetě ruky doteky na šíji
průměrné hodnoty
8
