光感受器的基本結構視杆細胞和視錐細胞均分化為內段和外段，兩者間由纖細的纖毛相連。內段，包含細胞核眾多的線粒體及其他細胞器，與光感受器的終末相連續；外段，則與視網膜的第2級神經細胞形成突觸聯絡。外段包含一群堆積著的小盤，這些小盤由細胞膜內褶而成。視杆細胞多數小盤已與細胞膜相分離，而視錐細胞小盤仍與細胞膜相連。在正常情況下，外段頂端的小盤不斷脫落，而與內段相近的基部的小盤則不斷向頂部遷移。但在視網膜色素變性等病理情況下，這種小盤的更新會發生障礙。在外段小盤上排列著對光敏感的色素分子，這種色素通稱視色素，它在光照射下發生的一系列光化學變化是整個視覺過程的起始點。視杆細胞的視色素叫做視紫紅質，它具有一定的光譜吸收特性，在暗中呈粉紅色，每個視杆細胞外段包含109個視紫紅質分子，視紫紅質是一種色蛋白，由兩部分組成。其一是視蛋白，有348個氨基酸，分子量約為38 000；另一部分為生色基團——視黃醛，是維生素A的醛類，因為存在若干碳的雙鍵，它具有幾種不同的空間構型。在暗處呈扭曲形的11-型異構體，但受光照後即轉變為直線形的全-反型異構體。後者不再能和視蛋白相結合，經過一系列不穩定的中間產物後，視黃醛與視蛋白相分離。在這一過程中，視色素分子失去其顏色（漂白）。暗處它在酶的作用下，視黃醛又變為11-順型，並重新與視蛋白相結合（復生），完成視覺迴圈。在強光照射後，視紫紅質大部分被漂白，其重新合成需要約1小時。隨著視紫紅質的復生，視網膜的對光敏感度逐漸恢復，這是暗適應的光化學基礎。當動物缺乏維生素A時,視覺迴圈受阻，會導致夜盲。視錐細胞的視色素的結構與視紫紅質相似，所不同者為視蛋白的型別；其分解和復生過程也相似。在具有色覺的動物，有3種視錐細胞，分別包含光譜吸收峰在光譜紅、綠、藍區的視色素，這種不同的光譜敏感性由其視蛋白的特異性所決定。光感受器的興奮 由細胞膜對離子的通透性的變化所產生。光感受器在不受光刺激時處於活動狀態，即在暗中細胞膜的離子通道是開放的，鈉離子流持續地從細胞外流入細胞內，細胞膜去極化。光照則引起離子通道關閉，使膜電導降低，整個感受器超極化，細胞興奮。由於視色素位於外段的小盤上，由視色素空間構型的變化所導致外段質膜的通透性變化，必須透過第二信使來實現。1985年，科學家們應用膜片鉗技術證明，這種第二信使即環鳥苷酸（cGMP）。光感受機制的基本過程是：視色素分子被光漂白，啟用三磷酸腺苷結合蛋白，進而又啟用磷酸二酯酶，後者把cGMP水解為鳥苷酸，降低了cGMP的濃度。在暗處，正是cGMP使細胞膜離子通道保持開放，它的濃度降低會使這些通道的開啟情況發生變化，導致光感受器的興奮。超微電極技術（尖端小於1微米）的發展可使電極刺入脊椎動物光感受器細胞（直徑幾微米至十幾微米），記錄和分析單個光感受器的生物電活動。在暗處，由於鈉離子流持續從胞外流入胞內，光感受器細胞膜的靜息電位較低，胞內記錄約為-30毫伏，光照時，鈉通道關閉，鈉電導下降，使膜電位接近鉀離子的平衡電位，光感受器的胞內電位變得更負，形成超極化。這是光感受器電反應的重要特點。此外，它是一種隨光強增加而逐漸增大幅度的分級電位，並不產生神經細胞最常見的生物電形式——動作電位。光感受器對物理強度相同，但波長不同的光，其電反應的幅度也各不相同，這種特點通常用光譜敏感性來描述。在具有色覺的動物（包括人），數百萬的視錐細胞按其光譜敏感性可分為3類，分別對紅光、綠光、藍光有最佳反應，與視錐細胞三種視色素的吸收光譜十分接近，色覺具有三變數性，任一顏色在原理上都可由3種經選擇的原色（紅、綠、藍）相混合而得以匹配。在視網膜中可能存在著3種分別對紅、綠、藍光敏感的光感受器，它們的興奮訊號獨立傳遞至大腦，然後綜合產生各種色覺。色盲的一個重要原因正是在視網膜中缺少一種或兩種視錐細胞色素。由於光感受器在暗中保持去極化狀態，其末端在暗中持續向第二級神經細胞釋放遞質，光照使細胞膜超極化，遞質釋放減少。光感受器的遞質可能是穀氨酸或天冬氨酸。無脊椎動物的光感受器的對光反應為去極化，併產生神經脈衝，與其他感受器（如牽張感受器）的電活動並無差異。
光感受器的基本結構視杆細胞和視錐細胞均分化為內段和外段，兩者間由纖細的纖毛相連。內段，包含細胞核眾多的線粒體及其他細胞器，與光感受器的終末相連續；外段，則與視網膜的第2級神經細胞形成突觸聯絡。外段包含一群堆積著的小盤，這些小盤由細胞膜內褶而成。視杆細胞多數小盤已與細胞膜相分離，而視錐細胞小盤仍與細胞膜相連。在正常情況下，外段頂端的小盤不斷脫落，而與內段相近的基部的小盤則不斷向頂部遷移。但在視網膜色素變性等病理情況下，這種小盤的更新會發生障礙。在外段小盤上排列著對光敏感的色素分子，這種色素通稱視色素，它在光照射下發生的一系列光化學變化是整個視覺過程的起始點。視杆細胞的視色素叫做視紫紅質，它具有一定的光譜吸收特性，在暗中呈粉紅色，每個視杆細胞外段包含109個視紫紅質分子，視紫紅質是一種色蛋白，由兩部分組成。其一是視蛋白，有348個氨基酸，分子量約為38 000；另一部分為生色基團——視黃醛，是維生素A的醛類，因為存在若干碳的雙鍵，它具有幾種不同的空間構型。在暗處呈扭曲形的11-型異構體，但受光照後即轉變為直線形的全-反型異構體。後者不再能和視蛋白相結合，經過一系列不穩定的中間產物後，視黃醛與視蛋白相分離。在這一過程中，視色素分子失去其顏色（漂白）。暗處它在酶的作用下，視黃醛又變為11-順型，並重新與視蛋白相結合（復生），完成視覺迴圈。在強光照射後，視紫紅質大部分被漂白，其重新合成需要約1小時。隨著視紫紅質的復生，視網膜的對光敏感度逐漸恢復，這是暗適應的光化學基礎。當動物缺乏維生素A時,視覺迴圈受阻，會導致夜盲。視錐細胞的視色素的結構與視紫紅質相似，所不同者為視蛋白的型別；其分解和復生過程也相似。在具有色覺的動物，有3種視錐細胞，分別包含光譜吸收峰在光譜紅、綠、藍區的視色素，這種不同的光譜敏感性由其視蛋白的特異性所決定。光感受器的興奮 由細胞膜對離子的通透性的變化所產生。光感受器在不受光刺激時處於活動狀態，即在暗中細胞膜的離子通道是開放的，鈉離子流持續地從細胞外流入細胞內，細胞膜去極化。光照則引起離子通道關閉，使膜電導降低，整個感受器超極化，細胞興奮。由於視色素位於外段的小盤上，由視色素空間構型的變化所導致外段質膜的通透性變化，必須透過第二信使來實現。1985年，科學家們應用膜片鉗技術證明，這種第二信使即環鳥苷酸（cGMP）。光感受機制的基本過程是：視色素分子被光漂白，啟用三磷酸腺苷結合蛋白，進而又啟用磷酸二酯酶，後者把cGMP水解為鳥苷酸，降低了cGMP的濃度。在暗處，正是cGMP使細胞膜離子通道保持開放，它的濃度降低會使這些通道的開啟情況發生變化，導致光感受器的興奮。超微電極技術（尖端小於1微米）的發展可使電極刺入脊椎動物光感受器細胞（直徑幾微米至十幾微米），記錄和分析單個光感受器的生物電活動。在暗處，由於鈉離子流持續從胞外流入胞內，光感受器細胞膜的靜息電位較低，胞內記錄約為-30毫伏，光照時，鈉通道關閉，鈉電導下降，使膜電位接近鉀離子的平衡電位，光感受器的胞內電位變得更負，形成超極化。這是光感受器電反應的重要特點。此外，它是一種隨光強增加而逐漸增大幅度的分級電位，並不產生神經細胞最常見的生物電形式——動作電位。光感受器對物理強度相同，但波長不同的光，其電反應的幅度也各不相同，這種特點通常用光譜敏感性來描述。在具有色覺的動物（包括人），數百萬的視錐細胞按其光譜敏感性可分為3類，分別對紅光、綠光、藍光有最佳反應，與視錐細胞三種視色素的吸收光譜十分接近，色覺具有三變數性，任一顏色在原理上都可由3種經選擇的原色（紅、綠、藍）相混合而得以匹配。在視網膜中可能存在著3種分別對紅、綠、藍光敏感的光感受器，它們的興奮訊號獨立傳遞至大腦，然後綜合產生各種色覺。色盲的一個重要原因正是在視網膜中缺少一種或兩種視錐細胞色素。由於光感受器在暗中保持去極化狀態，其末端在暗中持續向第二級神經細胞釋放遞質，光照使細胞膜超極化，遞質釋放減少。光感受器的遞質可能是穀氨酸或天冬氨酸。無脊椎動物的光感受器的對光反應為去極化，併產生神經脈衝，與其他感受器（如牽張感受器）的電活動並無差異。