15 環境狀況的探測
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
試想想
15.1 感應性
15.2 人的眼睛
15.3 人的耳朵
15.4 植物的向光性
「試想想」解答篇
概念圖
2
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
矯正近視隱形眼鏡
科學家研發了一種能矯正
近視的隱形眼鏡。
3
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
矯正近視隱形眼鏡
近視患者睡前
把它戴上
睡覺時鏡片改變
角膜 (cornea)
的弧度
4
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
矯正近視隱形眼鏡
患者在早上摘下鏡片後，
能全日保持良好視力。
5
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
近視的成因是甚麼？
6
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
角膜有甚麼作用？
7
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
15.1 感應性
刺激 (stimulus)
• 生物能夠探測環境的變化，
並作出反應
8
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
15.1 感應性
• 感應性 (irritability)：
生物探測刺激並作出反應的能力
9
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
A 感應性的重要
• 有助生物獲取食物 ，例如：
蝴蝶探測到花蜜的
氣味（刺激）
飛向花朵（反應）
10
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
A 感應性的重要
• 有助生物獲取食物 ，例如：
植物的枝條探測到
光源（刺激）
朝向光源生長
（反應）
11
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
A 感應性的重要
• 有助生物尋找配偶 ，例如：
雌性孔雀看見雄性
孔雀開屏（刺激）
走近雄性孔雀
（反應）
雄性孔雀 雌性孔雀
12
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
A 感應性的重要
• 有助生物逃避危險 ，例如：
兔子聽到捕食者
發出的聲音（刺激）
迅速逃跑（反應）
13
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
B 探測刺激
由感覺細胞 (sensory cell) 組成
• 由感受器 (receptor) 負責
有些感受器會集結起來成為
感覺器官 (sense organ) 的一部分
14
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
人體內的感受器
感覺器官
眼睛
感受器
光感受器
所探測的
刺激
光
(photoreceptor)
耳朵
機械感受器
聲音
(mechanoreceptor)
15
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
人體內的感受器
感覺器官
鼻子
感受器
化學感受器
(chemoreceptor)
舌頭
化學感受器
所探測的
刺激
空氣中的
化學物
食物中的
化學物
16
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
人體內的感受器
感覺器官
皮膚
感受器
所探測的
刺激
機械感受器
壓力
温度感受器
温度變化
(thermoreceptor)
17
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
C 從探測刺激到作出反應
身體從探測刺激到作出反應，
涉及了哪些過程？
18
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
例 子
 男孩眼睛內的
光感受器探測
到來自巴士的
光（刺激）。
19
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
例 子
 光感受器產生
神經脈衝
(nerve impulse)，
神經脈衝沿
神經 (nerve) 傳遞
到腦（協調器）。
20
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
例 子
 腦（協調器）
把神經脈衝詮釋，
產生視覺
（感覺 sensation）。
21
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
例 子
腦
（協調器）
向腿部肌肉
（效應器 effector）
發出神經脈衝。
 腿部肌肉收縮，
男孩跑向巴士
（反應）。
22
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
例 子
腦
把感受器和效應器 （協調器）
聯繫起來，使兩者 向腿部肌肉
（效應器 effector）
互相配合
發出神經脈衝。
 腿部肌肉收縮，
男孩跑向巴士
（反應）。
23
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
人探測到刺激後作出反應的主要過程
刺激
由以下探測
感受器
發出神經脈衝到
協調器
• 神經系統 (nervous system)
• 內分泌系統 (endocrine system)
發出神經脈衝到
（如涉及
效應器
神經系統）
產生
反應
24
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
植物同樣會探測刺激並作出反應，
但它們的反應通常較緩慢。
25
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
1
感應性 指生物探測 刺激 並
作出 反應 的能力，對生存
十分重要。
26
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
2
人的感受器：
光感受器 ：
• （在眼睛內）探測光
27
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
2
人的感受器：
化學感受器 ：
• （在鼻子內）探測空氣中的
化學物
• （在舌頭內）探測食物中的
化學物
28
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
2
人的感受器：
機械感受器 ：
• （在耳朵內）探測聲音
• （在皮膚內）探測壓力
29
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
2
人的感受器：
温度感受器 ：
• （在皮膚內）探測温度變化
30
15
6 Nutrition
in humans15.1 感應性
環境狀況的探測
3
刺激
由以下探測
感受器
發出神經脈衝到
（例如腦）
協調器
（詮釋神經脈衝）
發出神經脈衝到
效應器 （例如肌肉）
產生
反應
31
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.2 人的眼睛
由眼睛
探測
32
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
眼眉 (eyebrow)
• 防止汗流入眼睛
眼睫毛 (eyelash)
• 阻擋沙塵，防止
它們進入眼睛
33
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
眼瞼 (eyelid)
• 能合上以阻擋沙塵
和強光，保護眼睛
• 眨眼時使淚水均勻
地分佈在眼睛表面
34
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
淚腺 (tear gland)
• 分泌淚水
- 淚水含有氯化鈉和
溶菌酶 (lysozyme)，
溶菌酶可殺滅細菌
35
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
淚腺 (tear gland)
• 分泌淚水
- 淚水使眼睛保持
濕潤和清潔
36
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
淚管 (tear duct)
• 過多的淚水經淚管
流到鼻腔
37
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
顱骨 (skull)
眼窩 (orbit)
38
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
顱骨 眼窩
眼球
39
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
A 眼睛的外部構造
眼肌
• 讓眼球可沿
不同方向轉動
結膜 (conjunctiva)
（結膜並不覆蓋着角膜）
• 有助潤滑眼球前部和
使這部分保持濕潤
40
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
立體模型 15.1
動畫 15.1
41
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
鞏膜 (sclera)
• 最外層
• 呈白色，質地堅韌
42
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
鞏膜 (sclera)
• 保護眼睛的內部
構造
• 維持眼球的形狀
• 為眼肌提供依附
的表面
43
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
角膜 (cornea)
• 透明
 讓光線進入眼球
• 呈孤形
 折射光線和把光線
聚焦
• 沒有微血管
44
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
脈絡膜 (choroid)
• 中層
• 含有黑色素，黑色素
能夠吸收光
 減少光線在眼球
內反射
45
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
脈絡膜 (choroid)
• 有很多微血管
 供應營養素和氧，
並把廢物運走
46
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
虹膜 (iris)
• 與脈絡膜相連
• 由肌肉組成
47
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
虹膜 (iris)
• 含有色素
含較少色素
含較多色素
例如
藍色
灰色
虹膜
綠色
棕色
48
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
虹膜 (iris)
• 控制瞳孔的大小
 調節進入眼球的
光量
瞳孔
49
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
瞳孔 (pupil)
• 讓光線進入
眼球的小孔
50
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
視網膜 (retina)
• 最內層
• 滿佈光感受器
（又稱感光細胞）
- 視桿細胞 (rod cell)
- 視錐細胞 (cone cell)
51
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
視神經 (optic nerve)
• 把由光感受器發出
的神經脈衝傳遞到
大腦 (cerebrum)
52
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
黃點 (yellow spot)
• 視網膜的中央位置
• 有高密度的視錐細胞
• 沒有視桿細胞
53
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
盲點 (blind spot)
• 視神經離開眼球的位置
• 沒有光感受器
54
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
晶體 (lens)
• 透明、
富彈性和
呈雙凸狀
• 把光線折射並
聚焦到視網膜上
55
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
晶體 (lens)
• 由活細胞
組成，這些
細胞沒有細胞核
• 沒有微血管
56
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
懸韌帶
(suspensory ligament)
• 固定晶體
• 把晶體連接到
睫狀體
睫狀體
57
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
睫狀體 (ciliary body)
• 由稱為睫狀肌
(ciliary muscle)
的肌肉環組成
• 控制懸韌帶的張力
 調節晶體的厚度
把來自不同距離
物體的光線聚焦
在視網膜上
58
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
角膜
虹膜
睫狀體
懸韌帶
晶體
59
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
水狀液
(aqueous humour)
• 水狀液體
• 供應營養素和氧
給角膜和晶體
60
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
水狀液
(aqueous humour)
• 維持眼球的形狀
• 把光線折射到
視網膜上
61
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
B 眼睛的結構
玻璃狀液
(vitreous humour)
• 膠狀液體
• 維持眼球的形狀
• 把光線折射到
視網膜上
62
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
實驗 15.1
解剖牛眼
步驟
1 切除眼肌和脂肪組織。
脂肪組織
63
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
2 辨認鞏膜和視神經。
視神經
鞏膜
64
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
2 把眼球切成兩半。
65
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
3 檢視眼球的前半部分。
辨認角膜、虹膜和瞳孔。
眼球前面 眼球後面
瞳孔
角膜
虹膜
角膜
66
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
4 檢視晶體和玻璃狀液，留意兩者的質地。
晶體
玻璃狀液
67
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
15.1
5 檢視眼睛的後半部分，找出盲點。
盲點
視神經
68
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
角膜
• 讓光線進入眼球
• 把光線 折射 並
聚焦到視網膜上
69
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
虹膜
• 控制 瞳孔 的
大小，以調節
進入眼球的光量
70
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
瞳孔
• 讓光線進入眼球
71
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
晶體
• 把光線折射
並 聚焦 到
視網膜上
72
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
水狀液
• 供應營養素
和 氧 給
角膜和晶體
73
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
水狀液
• 維持眼球的
形狀
• 把光線折射到
視網膜上
74
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
懸韌帶
• 把晶體連接到
睫狀體
75
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
睫狀體
• 由睫狀肌組成
• 調節晶體的
厚度
76
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
鞏膜
• 保護內部構造
77
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
鞏膜
• 維持 眼球 的
形狀
78
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
鞏膜
• 提供 眼肌
依附的表面
79
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
脈絡膜
• 含有 黑 色素，
可吸收光，藉此
減少光線在眼球
內反射
80
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
脈絡膜
• 含有 微血管 ，
供應營養素和氧
給視網膜和鞏膜
81
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
視網膜
• 含有負責探測光
的 光感受器
82
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
黃點
• 有高密度的
視錐 細胞
83
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
盲點
• 沒有任何
光感受器
84
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
視神經
• 把 神經脈衝
從視網膜傳遞到
大腦
85
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
人眼的結構：
玻璃狀液
• 維持眼球的形狀
• 把光線折射到視
網膜上
86
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程
87
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程
水狀液
動畫 15.2
視網膜
角膜
晶體
玻璃狀液
把光線折射
88
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程

 光線進入眼球，經折射後聚焦到
視網膜上。
89
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程

 上下左右倒置的實像在視網膜上形成。
90
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程
神經
脈衝

 視網膜上的光感受器受到光刺激，發出
神經脈衝。
91
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程
腦
視神經
 視網膜上的光感受器受到光刺激，發出
神經脈衝沿視神經傳送到位於大腦的
神經脈衝。
視覺中心 (visual centre)。
92
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
C 產生視覺的過程
腦

視神經
 視覺中心把神經脈衝詮釋成直立的影像。
93
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
D 視網膜對光的探測
光
94
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 光感受器的種類
脈絡膜
視神經
盲點
與視神經連接
的神經纖維
多層神經細胞
（神經元）
視桿
細胞
視錐細胞
95
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 光感受器的種類
視神經
視桿細胞和
視錐細胞
探測到光
發出
神經脈衝
腦
光
視桿
細胞
視錐細胞
96
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 光感受器的種類
視錐細胞
視桿細胞
視桿
細胞
(1500)
視錐細胞
97
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視桿細胞
細胞核
線粒體
含色素的
部分
視錐細胞
細胞核
含色素的
部分
線粒體
(1500)
98
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視桿細胞
視錐細胞
含色素的
部分
含色素的
部分
• 數量較多
• 數量較少
• 色素對微弱光線敏感
 在昏暗的環境
下仍能運作良好
• 色素對強光敏感
 在光線充足的環境
下運作最佳
99
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視桿細胞
視錐細胞
含色素的
部分
• 不能分辨顏色
 只負責黑白視覺
含色素的
部分
• 能分辨顏色
 負責色覺
100
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視錐細胞
• 三種：紅色、綠色和藍色
101
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
敏感性
（所吸收的光的百分率）
視錐細胞
100
藍色視錐細胞
對藍光最敏感
80
60
40
20
400
500
600
700
波長 (nm)
102
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
敏感性
（所吸收的光的百分率）
視錐細胞
100
綠色視錐細胞
對綠光最敏感
80
60
40
20
400
500
600
700
波長 (nm)
103
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
敏感性
（所吸收的光的百分率）
視錐細胞
100
紅色視錐細胞 對紅光最敏感
80
60
40
20
400
500
600
700
波長 (nm)
104
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視錐細胞
• 不同組合的視錐細胞受刺激
 看見不同顏色
105
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視錐細胞
視錐細胞
紅 色
綠 色
藍 色
+
+
+
+
+
腦詮釋成
的顏色
紅色
綠色
藍色
黃色
106
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
視錐細胞
視錐細胞
紅 色
綠 色
藍 色
+
+
+
+
+
+
+
-
腦詮釋成
的顏色
洋紅色
鮮藍色
白色
黑色
107
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
每 mm2 光感受器的數目
2 光感受器在視網膜上的分佈
• 主要分佈在視網膜的外周
• 黃點和盲點上
都沒有視桿細胞
150 000
視桿細胞
100 000
50 000
遠離
視網膜的
中央
遠離
108
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
每 mm2 光感受器的數目
2 光感受器在視網膜上的分佈
• 集中在黃點
• 只有少數分佈在視網膜的外周
150 000
視桿細胞
100 000
50 000
視錐細胞
遠離
視網膜的
中央
遠離
109
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
每 mm2 光感受器的數目
2 光感受器在視網膜上的分佈
黃點
• 視錐細胞集中的地方
• 沒有視桿細胞
150 000
視桿細胞
100 000
50 000
視錐細胞
遠離
視網膜的
中央
遠離
110
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
每 mm2 光感受器的數目
2 光感受器在視網膜上的分佈
盲點
• 沒有視桿細胞和
視錐細胞
150 000
視桿細胞
100 000
50 000
視錐細胞
遠離
視網膜的
中央
遠離
111
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
盲點
• 視神經離開
眼球的位置
112
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
視網膜 盲點
沒有任何光感受器
不會發出神經脈衝
到大腦
可形成影像，但我們
不會看見影像
113
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
讓我們透過以下活動感受盲點的存在。
114
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
1 拿起書本，伸直手臂，把書本保持在
眼睛的水平。
115
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
2 閉上左眼，用右眼凝視
。
3 同時，把書本慢慢移近自己。
有甚麼事情發生？
當書本移到某一個
距離時， 會消失。
116
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
盲 點
當書本移到某一個距離時……
影像落在盲點上
 看不到
盲點
影像落在視網膜上
其他位置
 看到
視網膜
117
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1
進入眼球的光線經 折射 後
聚焦 在視網膜上。
118
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1
視錐細胞 和 視桿細胞 探測到
影像。
119
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1
視桿細胞和視錐細胞發出神經
脈衝，神經脈衝沿 視神經
傳遞到腦。
120
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1
腦 把神經脈衝詮釋，
產生 視覺 。
121
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2
視桿細胞
視錐細胞
形 狀
桿狀
錐形
相對數目
較多／較少
較多／較少
類型數目 一 種
三 種
122
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2
敏感性
視桿細胞
視錐細胞
對 弱光／強光 對 弱光／強光
敏感
敏感
視 覺
黑白 視覺
色覺
123
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2
視桿細胞
視錐細胞
視網膜上 主要在視網膜 集中在 黃點 ，
盲點 上沒有
的分佈
的 外周 ；
情況
黃點 和
盲點 上都
沒有
124
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
E 在強光和弱光下的視覺
虹膜
• 由環肌 (circular muscle)
和放射肌 (radial muscle) 組成
收縮和放鬆
改變瞳孔的大小
調節進入眼球的光量
125
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
在強光下
動畫 15.3
126
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
在強光下
1a 環肌收縮
1b 放射肌放鬆
2 瞳孔縮小
 減少進入眼球的光量
這個反應可防止視網膜上的光感受器受強光
損害。
127
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
在弱光下
128
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
在弱光下
1a 環肌放鬆
1b 放射肌收縮
2 瞳孔擴張
 讓更多光線進入眼球
這個反應讓光感受器受到足夠刺激，以發出
神經脈衝，從而產生清晰的影像。
129
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
虹膜的環肌
在強光下
收縮
在弱光下
放鬆
虹膜的放射肌
放鬆
收縮
瞳 孔
縮小
擴張
進入眼球的
光量
減少
增加
130
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
重要性
在強光下
防止光感受
器 受損
在弱光下
使光感受器
受到足夠的
刺激 ，
從而產生清
晰的影像
131
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
F 觀看不同距離的物體
• 晶體富有彈性
睫狀肌的活動
改變晶體的厚度（或曲率）
使來自不同距離物體的光線聚焦
視覺調節 (eye accommodation)
132
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
動畫 15.4
側視圖
正視圖
133
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
 睫狀肌收縮。
來自近物
的發散光線
134
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
 懸韌帶的張力 
（即變得鬆弛） 。
135
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
 晶體變得較厚
（即曲率增加）。
136
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
 晶體變得較厚
（即曲率增加）。
較厚的晶體能折射
光線的幅度較大
把光線聚焦在視網
膜上
137
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦近物
• 當我們長時間看近物時
睫狀肌長時間在收縮而得不到休息
眼睛疲勞 (eye strain)
• 眼睛疲勞的徵狀：
頭痛
眼倦
視力模糊
138
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦遠物
 睫狀肌放鬆。
來自遠物
的平行光線
139
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦遠物
 懸韌帶的張力 
（即變得繃緊） 。
140
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦遠物
 晶體變得較薄
（即曲率減少）。
141
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
聚焦遠物
 晶體變得較薄
（即曲率減少）。
較薄的晶體能折射
光線的幅度較小
把光線聚焦在視網
膜上
142
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
詮釋晶體曲率隨時間變化的圖表
某人望着一個移動的物體。下頁顯示該人
的晶體曲率在 25 秒內的變化。
143
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
晶體很厚
（曲率最大）
 該人望着近物，而物體是靜止的
曲率最大
晶體曲率
（任意單位）
曲率最小
時間（秒）
0
5 10 15 20 25
144
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
晶體變得愈來愈薄
（曲率 ）
 該物體正遠離該人
曲率最大
晶體曲率
（任意單位）
曲率最小
時間（秒）
0
5 10 15 20 25
145
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
晶體的厚度逐漸增加
（曲率 ）
 該物體正移向該人
曲率最大
晶體曲率
（任意單位）
曲率最小
時間（秒）
0
5 10 15 20 25
146
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
晶體相對較薄，
而且厚度維持不變
 該人望着遠物，
而物體是靜止的
曲率最大
晶體曲率
（任意單位）
曲率最小
時間（秒）
0
5 10 15 20 25
147
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
晶體曲率
（任意單位）
一名女孩望着一隻蝴蝶。下圖顯示她的晶體曲率
的變化。
時間（秒）
0
2
4
6
8
148
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
a 蝴蝶在哪個／些時段飛向女孩？
（2 分）
晶體曲率
（任意單位）
第 0 至 2 秒和第 4 至 6 秒 (2)
時間（秒）
0
2
4
6
8
149
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
b 懸韌帶的張力在甚麼時候最大？
（1 分）
晶體曲率
（任意單位）
第 8 秒 (1)
時間（秒）
0
2
4
6
8
150
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1
視覺調節 是指眼球把來自不同
距離物體的光線 聚焦 在視網膜
上的能力。
151
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2
聚焦近物
聚焦遠物
睫狀肌
收縮
放鬆
懸韌帶
張力 減少 ， 張力 增加 ，
變得 鬆弛
變得 繃緊
152
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2
聚焦近物
聚焦遠物
晶 體
較厚
較薄
（曲率增加） （曲率減少）
光線折射
的幅度
增加
減少
153
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
G 眼睛毛病
動畫 15.5
常見的眼睛毛病 (eye defect)：
• 近視 (short sight)
• 遠視 (long sight)
• 色盲 (colour blindness)
154
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 近 視
視力問題
清楚看見近物
遠物顯得模糊
不清
155
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 近 視
成 因
晶體太厚
眼球過長
來自遠物的
光線
影像在視網膜
前面形成
156
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
1 近 視
矯正方法
晶體太厚
眼球過長
光線發散
凹透鏡
影像在視網膜
上形成
157
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2 遠 視
視力問題
近物顯得模糊
不清
清楚看見遠物
158
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2 遠 視
成 因
晶體太薄
眼球過短
來自近物
的光線
影像在視網膜
後面形成
159
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
2 遠 視
矯正方法
晶體太薄
眼球過短
光線會聚
凸透鏡
影像在視網膜
上形成
160
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
視力問題
• 不能分辨部分或所有顏色
161
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
視力問題
正常視力
紅綠色盲 (red-green
colour blindness)
162
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
視力問題
• 最常見的色盲
• 不能分辨紅色和
綠色
紅綠色盲 (red-green
colour blindness)
163
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
視力問題
正常視力
全色盲 (total colour
blindness)
164
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
視力問題
• 十分罕見
全色盲 (total colour
blindness)
165
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
成 因
• 由於一種或多種視錐細胞數目不足或
有缺陷所引致
166
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
成 因
• 由紅色視錐細胞、
綠色視錐細胞或兩
者的數目不足或有
缺陷所引致的
紅綠色盲 (red-green
colour blindness)
167
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
3 色 盲
矯正方法
• 遺傳性
• 無法醫治，也不能透過佩戴眼鏡來矯正
168
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
近 視
視力問題：
患者只能清楚看見 近 物，因為遠物
的影像在視網膜 前面 形成
169
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
近 視
成 因：
晶體 太厚 或／和眼球 過長
170
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
近 視
矯正方法：
佩戴 凹透 鏡
171
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
遠 視
視力問題：
患者只能清楚看見 遠 物，因為近物
的影像在視網膜 後面 形成
172
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
遠 視
成 因：
晶體 太薄 或／和眼球 過短
173
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
遠 視
矯正方法：
佩戴 凸透 鏡
174
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
色 盲
視力問題：
患者不能分辨部分或所有 顏色
175
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
色 盲
成 因：
其中一種或多種 視錐細胞 數目不足
或有缺陷
176
15
6 Nutrition
in humans15.2 人的眼睛
環境狀況的探測
色 盲
矯正方法：
能夠／不能
眼鏡來矯正
醫治，也不能透過佩戴
177
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
15.3 人的耳朵
聲音
由耳朵
探測
178
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
A 耳朵的結構
外耳
中耳 內耳
立體模型 15.2
三個部分
179
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
1 外 耳
180
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
1 外 耳
耳廓 (pinna)
• 由皮膚覆蓋的軟骨
• 收集環境中的聲波
181
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
1 外 耳
聽道
(auditory canal)
• 傳送聲波到鼓膜
182
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
1 外 耳
聽道
(auditory canal)
• 產生蠟質分泌物，
這些分泌物可潤滑
聽道，也可把污垢
和細菌黏着
183
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
1 外 耳
鼓膜 (eardrum)
• 薄而富彈性的組織
• 把聲波轉化成振動
184
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
185
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
聽小骨 (ear bone)
1 mm
人體最細小
的骨
186
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
聽小骨 (ear bone)
• 把鼓膜的振動幅
度擴大，並把振
動傳送到卵圓窗
187
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
卵圓窗 (oval window)
• 把聽小骨的振動傳送
到內耳
188
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
圓窗 (round window)
• 釋放耳蝸內液體的
壓力到中耳
189
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
當我們身處正在起飛
的飛機……
飛機起飛時，
環境的氣壓
急速 
190
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
外面氣壓較低
中耳內的氣壓較高
鼓膜向外鼓起
 不能自由振動
 不能清楚聽到聲音
191
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
2 中 耳
耳咽管
(Eustachian tube)
• 平衡鼓膜兩邊的
氣壓
通往咽
192
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
193
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
聽神經
(auditory nerve)
• 把神經脈衝傳遞到
腦的聽覺中心
194
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
耳蝸 (cochlea)
• 負責聽覺
• 內有三條彎曲的
管道，每條管道
由薄膜分隔
195
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
196
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
中央管充滿內淋巴
(endolymph)
聽神經
上、下管充滿
外淋巴 (perilymph)
197
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
198
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
薄膜
感覺毛細胞的毛
感覺毛細胞
(sensory hair cell)
感覺毛細胞
的神經纖維
匯集成聽神經
199
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
內淋巴振動時……
 感覺毛細胞的
毛會彎曲起來。
 感覺毛細胞受
刺激，發出神
經脈衝。
200
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
聽覺中心
聽神經
 神經脈衝傳遞到腦作詮釋。
201
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
健康感覺毛細胞
的毛
(×2000)
長期接觸
音量過高
的聲音
受損感覺毛細胞
的毛
(×2000)
聽力受損
202
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
半規管
(semicircular canal)
• 與聽覺無關
203
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
3 內 耳
半規管
(semicircular canal)
• 內有感覺毛細胞，
探測頭部的運動
方向
受到
刺激時
發出
神經脈衝
到腦
協調肌肉，
以保持身體平衡
204
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
耳廓
• 收集環境中的
聲波
205
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
聽道
• 引導聲波到鼓膜
206
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
鼓膜
• 把聲波轉化成振動
207
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
聽小骨
• 把鼓膜的振動擴大
並傳送到卵圓窗
208
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
卵圓窗
• 把振動從聽小骨
傳送到內耳
209
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
耳咽管
• 平衡鼓膜兩邊的
氣壓
210
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
半規管
• 內有感覺毛細胞，
能探測頭部的運動
方向
211
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
半規管
• 幫助保持身體平衡
212
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
耳蝸
• 內有感覺毛細胞，
能探測振動，並
發出神經脈衝到
腦
213
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
聽神經
• 把神經脈衝從耳
蝸傳遞到腦，再
作詮釋
214
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
人的耳朵的結構：
圓窗
• 把耳蝸內液體的壓力
釋放至中耳
215
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生
聽道
動畫 15.6

耳廓
鼓膜
 耳廓收集環境中的聲波，並引導聲波進入
聽道，之後聲波沿聽道傳送到鼓膜。
216
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生

鼓膜
 聲波使鼓膜振動。
217
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生
卵圓窗

聽小骨
 聽小骨把振動擴大，並把振動傳送到
卵圓窗。
218
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生
卵圓窗

耳蝸
外淋巴
 卵圓窗振動，使耳蝸上、下管內的外淋巴
振動。
219
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生

外淋巴
耳蝸
內淋巴
 在耳蝸內，外淋巴的振動傳送到中央管內
的內淋巴。
220
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生

感覺
毛細胞
 中央管內的感覺毛細胞因內淋巴的振動而
受到刺激，發出神經脈衝。
221
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生
聽神經
神經脈
衝傳遞
到腦的
聽覺中心

產生聽覺
222
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
B 聽覺的產生

圓窗
 外淋巴的振動最後會傳送到圓窗，圓窗把
液體的壓力釋放到中耳內。
223
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
耳廓 收集 聲波，聲波沿聽道傳至
鼓膜。
224
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
鼓膜把聲波轉化成 振動 。
225
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
聽小骨把振動 擴大 並 傳送 到
卵圓窗。
226
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
卵圓窗振動，使耳蝸內的 液體
振動 。
227
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
耳蝸內的 感覺毛細胞 受到刺激，
發出 神經脈衝 ，神經脈衝沿聽神經
傳遞到 腦 。
228
15
6 Nutrition
in humans15.3 人的耳朵
環境狀況的探測
腦詮釋神經脈衝，從而產生 聽覺 。
229
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.4 植物的向光性
你留意到這
棵植物的枝
條怎樣生長
嗎？
它向光
生長。
230
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.4 植物的向光性
• 與動物相似，植物也能夠探測環境
中的某些刺激（例如光），並作出
反應
• 植物的反應通常較慢
• 涉及植物某部位的生長
231
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.4 植物的向光性
• 植物某部位對
單側刺激 (unilateral stimulus)
作出的方向性生長運動
向性 (tropism)
232
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
A 植物對單側光的反應
• 植物某部位對
單側光
作出的方向性生長運動
向光性 (phototropism)
233
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
A 植物對單側光的反應
• 枝條和根對單側光的反應並不相同
單側光
234
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
A 植物對單側光的反應
枝條
• 朝向光源生長
• 具正向光性
讓葉子獲得最多光來進行
光合作用
235
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
A 植物對單側光的反應
根
• 背離光源生長
• 具負向光性
有助根固定在土壤中以作
支持
236
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
探究枝條和根的向光反應
步驟
1 如下頁所示裝置儀器。
237
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
1
不透光的箱
幼苗
光
光
培養液
旋轉器
支架
裝置 A
裝置 B
238
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
1
光
光
開啟
旋轉器
裝置 A
裝置 B
239
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
2 讓裝置靜置兩天。記錄兩個裝置內幼苗
生長情況的差別。
240
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
結果與討論
在裝置 A 中，你能觀察到甚麼？
幼苗枝條朝向光源生長（正向光性），而
根則背離光源生長（負向光性）。
241
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
15.2
結果與討論
在裝置 B 中，你能觀察到甚麼？
裝置 B 是對照，當中的旋轉器消除了單側
光的影響。
在這個裝置中，幼苗的枝條垂直向上生長，
根則垂直向下生長。
242
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
B 早期的向光性研究
• 在研究向性的實驗中，
科學家通常會使用
胚芽鞘 (coleoptile)
243
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
B 早期的向光性研究
胚芽鞘
• 禾本科植物包圍胚芽的
保護套
胚芽鞘
內藏
第一片葉
• 第一片葉長出時，
胚芽鞘會裂開
244
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
B 早期的向光性研究
在實驗中使用胚芽鞘
的原因：
• 胚芽鞘對光的生長
反應容易觀察
胚芽鞘
內藏
第一片葉
• 胚芽鞘生長迅速
• 胚芽鞘體積細小，
容易處理
245
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文 白森  詹森 保羅
(Charles (Boysen- (Paal)
Darwin) Jensen) (1919年)
(1880年) (1913年)
• 這些研究都是建基於前人的
發現的
文特
(Went)
(1926年)
模擬實驗 15.1
246
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文的研究（1880 年）
目的：
探究胚芽鞘負責探測單側光的部分
247
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文的研究（1880 年）
完整的
胚芽鞘
切去頂端
不透光帽
不透光環
A
B
C
D
248
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文的研究（1880 年）
單側光
A
B
C
D
A
B
C
D
249
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文的研究（1880 年）
•單側光
實驗結果顯示胚芽鞘
的頂端是生長所必需
的。
A
B
C
D
A
B
C
D
250
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
達爾文的研究（1880 年）
•單側光
實驗結果顯示頂端負
責探測單側光。
A
B
C
D
A
B
C
D
251
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
目的：
探究涉及向光性的信息傳遞的性質
252
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
瓊脂塊（化學物
能通過）
把頂端放在
瓊脂塊上
完整的
胚芽鞘
雲母片
（化學物不能
通過）
A
B
C
D
253
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
單側光
A
B
C
D
A
B
C
D
254
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
• 頂端產生一種物質，
單側光
而這物質是一種
化學物。
瓊脂塊
A
雲母片
B
C
D
A
B
C
D
255
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
• 頂端產生一種物質，
單側光
而這物質是一種
化學物。
×
A
B
C
D
A
B
C
D
256
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
•
這化學物從頂端向下
單側光
傳送，使頂端以下的
區域生長。
A
B
C
D
A
B
C
D
257
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
雲母片
A
B
258
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
單側光
A
B
A
B
259
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
白森  詹森的研究（1913 年）
• 頂端產生的化學物沿
單側光
胚芽鞘背光一側向下
傳送，使頂端朝向光
的一側彎曲。
A
B
A
B
260
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
保羅的研究（1919 年）
目的：
探究胚芽鞘頂端產生的化學物怎樣產生
作用
261
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
保羅的研究（1919 年）
把頂端放在
切面的左邊
A
把頂端放在
切面的右邊
B
262
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
保羅的研究（1919 年）
黑暗中
A
B
A
B
263
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
保羅的研究（1919 年）
• 放置頂端的一側化學
物的濃度較高
生長得較快，使胚芽
鞘彎曲
A
B
A
B
264
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
目的：
探究單側光對胚芽鞘頂端所產生的化學物
分佈的影響
265
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
切去頂端後，把頂端
放在瓊脂塊上一段時間
266
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
再把瓊脂塊
放到切面上
A
267
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
A
A
268
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
雲母片
X
Y
瓊脂塊
269
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
單側光
X
Y
270
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
黑暗中
Y
X
X
B
Y
B
271
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
• 當頂端產生的化學物
擴散到瓊脂塊時，光
導致化學物不平均地
分佈。
黑暗中
單側光
X
Y
272
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
文特的研究（1926 年）
• 背光一側的化學物濃
度較高
 生長得較快
 使胚芽鞘向光彎曲
Y
X
A
B
273
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
C 生長素
• 文特辨識由胚芽鞘頂端產生並引
致植物向光性的化學物。他把該
化學物命名為
生長素 (auxin)
274
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
1 生長素的性質
• 一組影響植物生長的化學物
• 最常見的生長素是吲哚乙酸
(indoleacetic acid, IAA)
275
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
1 生長素的性質
頂端分生
組織產生
少量生長素
向下運送
延長區
促進細胞延長
胚芽鞘
細胞在延長
276
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
2 光對生長素分佈的影響
假說：
i 光破壞生長素。
ii 光使生長素由胚芽鞘向光一側移到
背光一側。
哪個假說是正確的？
277
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 1
切去頂端
的胚芽鞘
胚芽鞘頂端
瓊脂塊 A
瓊脂塊 B
A
B
278
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 1
平均光照下
黑暗中
A
B
279
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 1
黑暗中
黑暗中
24°
A
24°
B
280
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 1
• 由於胚芽鞘 A 和 B 彎
曲的程度相同
 無論在光照或黑暗
的情況下，瓊脂塊
所收集的生長素分
量相同
A
24°
B
281
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 1
• 光不會破壞生長素。
24°
A
B
282
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
胚芽鞘頂端
L
R
雲母片
L
C
D
R
雲母片
E
F
283
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
單側光
L
單側光
R
L
C
D
R
E
F
284
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
黑暗中
黑暗中
L
L
R
R
L
L
C
D
R
R
E
F
285
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
黑暗中
黑暗中
L
R
L
R
12°
24°
31°
C
D
E
F
286
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
• 雲母片阻止生長素的
橫向傳送。
• 光不會破壞生長素。
24° 24°
C
D
12° 31°
E
F
287
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
• 胚芽鞘 C 和 D 的彎
曲程度相同
 瓊脂塊 L 和 R 含
有分量相同的生
長素
24° 24°
C
D
12° 31°
E
F
288
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
實驗 2
• 胚芽鞘 F 彎曲的程度
最大
 生長素由向光一
側移到背光一側
24° 24°
C
D
12° 31°
E
F
289
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
一名學生設計了一項實驗，探究單側光對燕麥
胚芽鞘生長的影響。下圖顯示他的實驗裝置：
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
290
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
a 胚芽鞘 1 的哪個部位（ P、Q 還是 R ）發生
彎曲？
（1 分）
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
291
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
參考答案
a 部位 Q (1)
292
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
b i 比較哪兩個胚芽鞘（1 至 5）的結果，可得
出燕麥胚芽鞘具正向光性的結論？ （1 分）
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
293
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
參考答案
b i 胚芽鞘 1 和 2 (1)
294
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
b ii 在題 i 的答案中，哪個胚芽鞘是對照？
解釋你的答案。
（2 分）
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
295
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
參考答案
b ii 胚芽鞘 2 (1)
除了單側光這個探究因素（被轉動的旋轉器
消除），它與胚芽鞘 1 完全相同。 (1)
296
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
在向光性實驗中設置對照
進行實驗時，科學家通常會設置一組實驗
裝置和一組對照。
297
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
在向光性實驗中設置對照
實驗裝置
對 照
•
•
胚芽鞘
1
除了沒有要探究的因素
外，對照與實驗裝置完
全相同
確保實驗結果是由探究
的因素造成的
2
298
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
在向光性實驗中設置對照
例如：
實驗裝置
單側光
對 照
在旋轉
器上
應該怎樣
設置對照？
要探究
的因素
胚芽鞘
1
2
299
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
在向光性實驗中設置對照
例如：
實驗裝置
單側光
對 照
•
在旋轉
器上
要探究
的因素
胚芽鞘
1
單側光的
除了沒有 ____________
影響 外（被轉動的旋轉
_____
器消除）， 對照與實驗
裝置完全相同
2
300
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
在向光性實驗中設置對照
例如：
實驗裝置
單側光
對 照
•
在旋轉
器上
確保胚芽鞘 1 的彎曲生
單側光
長是由 ____________，
而非其他因素導致的
要探究
的因素
胚芽鞘
1
2
301
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
一名學生提出假說，指生長素是燕麥胚芽鞘中
促進生長的物質。下圖顯示他的實驗裝置。
含有生長素
的瓊脂塊
切去頂端的
胚芽鞘
實驗裝置
302
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
該學生應怎樣設置對照？試繪畫標註圖，以顯示
他的對照裝置。
（3 分）
含有生長素
的瓊脂塊
沒有生長素
的瓊脂塊
切去頂端的
胚芽鞘
切去頂端的
胚芽鞘
實驗裝置
使用不含生長素
的瓊脂塊 (1)
標註正確 (1)
繪圖正確 (1)
對 照
303
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
c 根據胚芽鞘 1、3 和 4 的結果，可得出甚麼
結論？
（1 分）
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
304
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
參考答案
c 可能有一種促進生長的物質由胚芽鞘頂端傳送
到生長區。 (1)
305
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
d 胚芽鞘 5 的結果會是怎樣？根據你對向光性的
認知，解釋你的答案。
（4 分）
P
單側光
在旋轉
器上
Q
瓊脂塊
雲母片
R
胚芽鞘
1
2
3
兩日後
的結果
向左彎曲
生長
垂直生長
向左彎曲
生長
4
5
垂直生長 （未有記錄）
306
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
參考答案
d 胚芽鞘 5 會垂直向上生長。 (1)
由於雲母片阻止了生長素的橫向傳送， (1)
胚芽鞘延長區內的生長素平均地分佈， (1)
導致胚芽鞘向光一側的生長速率與背光一側
相同，因此胚芽鞘沒有彎曲生長。 (1)
307
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
3 生長素濃度對枝條和根的生長
的影響
生長素對植物生長產生的影響受以下
影響：
• 生長素的濃度
• 受影響的部位
動畫 15.7
308
刺激百分率
200
150
100
50
抑制百分率
生長反應
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
0
50
100
枝條
根
10-6 10-4 10-2
1
102 104
生長素的濃度（ppm，即百萬分之一）
309
刺激百分率
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
100
50
抑制百分率
生長反應
高濃度的生長素
200
可促進枝條生長，
150
卻抑制根生長
0
50
100
枝條
根
10-6 10-4 10-2
1
102 104
生長素的濃度（ppm，即百萬分之一）
310
刺激百分率
200
150
低濃度的生長素可
促進根生長
100
50
抑制百分率
生長反應
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
0
50
100
枝條
根
10-6 10-4 10-2
1
102 104
生長素的濃度（ppm，即百萬分之一）
311
刺激百分率
200
150
卻不足以促進枝條
生長
100
50
抑制百分率
生長反應
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
0
50
100
枝條
根
10-6 10-4 10-2
1
102 104
生長素的濃度（ppm，即百萬分之一）
312
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
D 向光性的機制
313
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
光來自四周
1
枝條
生長素
根
314
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
光來自四周
光來自四周
2
生長素
平均分佈
315
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
光來自四周
3
枝條垂直
向上生長
根垂直
向下生長
316
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
單側光
1
枝條
生長素
根
317
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
單側光
2
單側光
生長素
移到
背光一側
318
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
單側光
3 枝條背光一側的生長素濃度較高。
較高濃度的生長素
會促進枝條生長
（細胞延長）
背光一側
的細胞
延長較多
枝條朝向光源
彎曲生長
319
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
單側光
3 根部背光一側的生長素濃度較高。
較高濃度的生長素
會抑制根生長
（細胞延長）
根背離光源
彎曲生長
背光一側
的細胞
延長較少
320
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
1
向光性 是植物某部位對 單側光
作出 方向性 的生長運動。
321
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
2
枝條：
朝向光生長（即 正 向光性）
重要性：
讓葉子獲得最多光來進行 光合作用
322
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
2
根：
背離光生長（即 負 向光性）
重要性：
幫助根固定在土壤中以作 支持
323
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
3
生長素在 枝條頂端 和 根端
產生。
324
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
3
生長素會轉運到枝條和根的
延長區 ，影響那個部位的生長。
325
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
4
單側光使生長素由 向光 一側
移到 背光 一側。
326
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
4
因此枝條和根的 背光 一側的生長
素濃度較 高 。
327
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
4
較高濃度的生長素促進 枝條
生長，但抑制 根 生長。
328
15
6 Nutrition
in humans15.4 植物的向光性
環境狀況的探測
4
因此， 枝條 背光一側生長得
較快，結果枝條 朝向 光源彎
曲生長；而 根 背光一側生長
得較慢，結果根 背離 光源彎
曲生長。
329
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
1 近視的成因是甚麼？
晶體太厚或眼球過長，又或兩者同時
出現，都可能造成近視。
330
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
2 角膜有甚麼作用？
角膜幫助把光線折射並聚焦到視網膜
上。
331
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
刺 激
例子包括
光
人透過以下
探測
眼 睛
聲 音
植物透過
以下探測
枝條和根
的頂端
人透過以下
探測
耳 朵
332
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
眼 睛
含有
視桿細胞和視錐細胞
發出神經脈衝到
腦的視覺中心
產生
視 覺
333
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
眼 睛
能夠
控制進入眼球
的光量
進行視覺調節
334
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
枝條和根的頂端
產生
生長素
在單側光下
分佈不平均
導致
向光性
335
15
6 Nutrition
in humans
環境狀況的探測
耳 朵
含有
感覺毛細胞
發出神經脈衝到
腦的聽覺中心
產生
聽 覺
336