视网膜有两种感光细胞，视杆细胞及视锥细胞，都接受光刺激，产生视兴奋。但视杆细胞主要是对暗光起作用。视锥细胞则对亮光下各种颜色光起作用。人的视网膜总共有1．1亿～1．3亿个视杆细胞，有600万～700万个视锥细胞，约10个到数百个感光细胞通过双极细胞与一个神经节细胞相联系，把视网膜接受的光信号向高级视中枢传递。感光细胞分布的部位亦各有不同。视杆细胞在离中心凹较远的视网膜上，其细胞数较多；而视锥细胞则在中心凹部位最多。
感光细胞能感知光刺激是由于其外段存在对光敏感的视色素，感光细胞外段是由胞壁上的纤毛细胞的纤毛肥大分化而来，它的细胞膜连续不断地向内陷、折叠起来，形成片层结构或小圆盘。视锥细胞外段的片层结构，它的折叠膜层与细胞膜相连成一个连续的组成。而视杆细胞外段的片层结构，除基部极少数与细胞膜相连接外，其他绝大部分都是与细胞膜分离的，在其边缘处断裂，重叠排列，如小团盘状。每个视杆细胞外段可含数百个，以至上千个小圆盘，并有旺盛的代谢。每个小圆盘都是由两层膜构成，每一层膜有两层脂类分子构成框架，又称之为双分子膜。视色素和其他蛋白质分子镶嵌在盘膜的脂类双分子膜中，视色素分子的排列是很有规则、高度有序的结构，它赋予独特的功能。
光感受器中的小圆盘和片层结构是处在更新的动态过程中，通常从感光细胞内，取得供应原料与能量。在温血动物视杆细胞内的小圆盘在其外段基部形成后，大约经过10d，使从外段基部逐渐移到顶端，然后以8～30个为一组，一组一组地脱落掉，再经色素上皮细胞的吞噬而去除，小圆盘不断进行更新。
视色素是光感受的最初物质基础，视色素是由生色团和视蛋白两部分组成，视蛋白部分结构复杂，而生色团部分结构有视黄醛1和视黄醛2两种，前者为维生素A1的醛型，后者则为维生素A2的醛型。脊椎动物的视色素大致可分成为视紫红质、视紫质、视紫蓝质和视蓝质四类，
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