哺乳动物的体内平衡优秀PPT.ppt
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1、哺乳动物的体内平衡第1页,本讲稿共77页目錄目錄為何體內平衡對哺乳動物這麼重要為何體內平衡對哺乳動物這麼重要?腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量?為什麼動物需要調節體溫為什麼動物需要調節體溫?皮膚的構造與功能皮膚的構造與功能哺乳動物如何調節體溫哺乳動物如何調節體溫?胰臟和肝臟如何調節血糖濃度胰臟和肝臟如何調節血糖濃度?選擇練習題選擇練習題長問題練習長問題練習Go第2页,本讲稿共77页為何體內平衡對哺乳動物這麼重要為何體內平衡對哺乳動物這麼重要人體細胞內的代謝作用是由人體細胞內的代謝作用是由酉每酉每(Enzyme)控制的控制的o但是但是酉每對人體內環境的變化酉每對人
2、體內環境的變化(例如體溫的改變例如體溫的改變)十分敏感十分敏感,若變若變化太大會影響化太大會影響酉每的活性酉每的活性o所謂體內環境是指細胞及組織外所謂體內環境是指細胞及組織外面的組織液面的組織液,淋巴液和血液淋巴液和血液o為使體內的代謝作用保持正常為使體內的代謝作用保持正常,生物體需要維持一個穩定的生物體需要維持一個穩定的體內環境體內環境,其中較容易影響體內的因素包括體溫其中較容易影響體內的因素包括體溫,體內水分及血體內水分及血糖糖o調節體內環境使保持穩定的過程稱為體內平衡調節體內環境使保持穩定的過程稱為體內平衡(Homeostasis)o第3页,本讲稿共77页體內平衡是由什麼控制體內平衡是由
3、什麼控制?體內平衡是由負反饋機制體內平衡是由負反饋機制(Negative Feedback Mechanism)所控制的所控制的o當體內某一情況當體內某一情況(例如體溫例如體溫)高於正常高於正常水平時水平時,身體的調節機制就會開始運作身體的調節機制就會開始運作,將它降回至正常水平將它降回至正常水平o相反相反,如果它低於正常水平則調節機制會將它升回正常水如果它低於正常水平則調節機制會將它升回正常水平平o第4页,本讲稿共77页負反饋機制的原理負反饋機制的原理負反饋機制的原理與冷氣機的恆溫器相似負反饋機制的原理與冷氣機的恆溫器相似o當室溫升高時當室溫升高時,恆溫器會恆溫器會將訊號傳至壓縮器將訊號傳至
4、壓縮器,壓縮器開始啟動壓縮器開始啟動,室溫開始下降室溫開始下降;當室溫下降至特定的溫當室溫下降至特定的溫度時度時,恆溫器會自動關上壓縮器恆溫器會自動關上壓縮器,使室溫停止繼續下降使室溫停止繼續下降,這樣室溫便可以經常這樣室溫便可以經常保持於特定的溫度保持於特定的溫度o哺乳動物體內有幾種機制哺乳動物體內有幾種機制,可以調節體內環境使之維持在適當水平可以調節體內環境使之維持在適當水平o負責體內平衡的器官包括腎臟負責體內平衡的器官包括腎臟,皮膚皮膚,肝臟及胰臟內的胰島腺肝臟及胰臟內的胰島腺o1.腎臟可以調節體內水分和鹽分的含量腎臟可以調節體內水分和鹽分的含量2.皮膚可以調節體溫皮膚可以調節體溫3.肝
5、臟和胰臟內的胰島腺可以調節血糖濃度肝臟和胰臟內的胰島腺可以調節血糖濃度第5页,本讲稿共77页負反饋機制負反饋機制正常水平高於正常水平調節機制運作正常水平低於正常水平調節機制運作第6页,本讲稿共77页腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量?當細胞外面組織的水潛能改變時當細胞外面組織的水潛能改變時,水分會藉著滲透作用進出水分會藉著滲透作用進出細胞細胞,使細胞的功能受到破壞使細胞的功能受到破壞,因此有需要調節組織液的水潛能因此有需要調節組織液的水潛能,這便是滲透調節這便是滲透調節(Osmoregulation)o滲透調節是由腎臟負責滲透調節是由腎臟負責的的o若要調節體內水分
6、的含量若要調節體內水分的含量,我們需要平衡每天吸收和排我們需要平衡每天吸收和排出的水分出的水分o第7页,本讲稿共77页腎臟的滲透調節腎臟的滲透調節腎臟的功能是製造尿液腎臟的功能是製造尿液(Urine),尿液含大量的水分和一些溶解物質如礦物質和尿素等尿液含大量的水分和一些溶解物質如礦物質和尿素等o其實其實尿液中每種成分的含量不一尿液中每種成分的含量不一,並會隨身體的需要而改變並會隨身體的需要而改變o由於腎臟可以調節尿液的含水量由於腎臟可以調節尿液的含水量,因此它是人體內的滲透調節器因此它是人體內的滲透調節器(Osmoregulator)o o 腎臟可以藉控制曲小管及集尿管重吸水的速度腎臟可以藉控
7、制曲小管及集尿管重吸水的速度,從而調節體內的含水量從而調節體內的含水量o o當我們飲下大量的水當我們飲下大量的水分時分時,血液的濃度相對下降血液的濃度相對下降(即是血液的含水量增加即是血液的含水量增加),),腎臟內的曲小管及集尿管會將腎小球濾液腎臟內的曲小管及集尿管會將腎小球濾液中較小比例的水分重吸收中較小比例的水分重吸收,結果產生了大量濃度低的尿液結果產生了大量濃度低的尿液 o o 排汗後排汗後,身體因缺乏水分身體因缺乏水分,血液濃度上升血液濃度上升(即係血液的含水量減少即係血液的含水量減少),),曲小管及集尿管會將腎小球濾液中曲小管及集尿管會將腎小球濾液中較大比例的水分重吸收較大比例的水分
8、重吸收,結果產生小量濃度較高的尿液結果產生小量濃度較高的尿液o o 此外此外,血液的濃度也受食物中的鹽分和其他溶質所影響血液的濃度也受食物中的鹽分和其他溶質所影響o 進食過鹹的食物後進食過鹹的食物後,腎臟會產生濃度較高的腎臟會產生濃度較高的尿液尿液,把過多的鹽分隨尿液排出體外把過多的鹽分隨尿液排出體外o 由於排出鹽分時也會排出額外的水分由於排出鹽分時也會排出額外的水分,因此我們會感到口因此我們會感到口渴而飲下更多的水分來補充渴而飲下更多的水分來補充o第8页,本讲稿共77页血液濃度上升較大比例的水分被重吸收產生濃度較高的尿液排汗後體內正常的含水量飲下大量的水分血液濃度下降較小比例的水分被重吸收產
9、生濃度較低的尿液體內含水量的調節體內含水量的調節第9页,本讲稿共77页為什麼動物需要調節體溫為什麼動物需要調節體溫?生物需要有穩定的體溫生物需要有穩定的體溫,使體內的生化反應能以正常速率使體內的生化反應能以正常速率進行進行,保持活躍的生命活動保持活躍的生命活動o所有生化反應都受所有生化反應都受酉每控制酉每控制,而大而大部分部分酉每只能在一狹窄的溫度範圍內發揮其活性酉每只能在一狹窄的溫度範圍內發揮其活性(約為攝氏約為攝氏25至至40度之間度之間)o假如體溫過高假如體溫過高,酉每會受到破壞酉每會受到破壞,令生化反應令生化反應減慢減慢,甚至停頓甚至停頓o若體溫過低若體溫過低,酉每會變得不活潑酉每會變
10、得不活潑,且減慢生化反且減慢生化反應應o因此因此,若想生化反應保持穩定若想生化反應保持穩定,便需要有穩定的體溫便需要有穩定的體溫o動物可動物可根據其體溫是否穩定而分成變溫動物和恆溫動物兩大類根據其體溫是否穩定而分成變溫動物和恆溫動物兩大類o第10页,本讲稿共77页為什麼動物需要調節體溫為什麼動物需要調節體溫?變溫動物變溫動物(Poikilotherms)變溫動物只能有限度地控制體溫變溫動物只能有限度地控制體溫,牠們的體溫會隨外界溫度的變化而牠們的體溫會隨外界溫度的變化而改變改變o當外界溫度上升當外界溫度上升,牠們的體溫也會上升牠們的體溫也會上升,並與外界溫度非常接近並與外界溫度非常接近o所所有
11、無脊椎動物及脊椎中的魚類有無脊椎動物及脊椎中的魚類,兩棲類和爬行類均屬於變溫動物兩棲類和爬行類均屬於變溫動物o恆溫動物恆溫動物(Homoiotherms)恆溫動物與變溫動物不同恆溫動物與變溫動物不同,外界溫度對牠們的影響有限外界溫度對牠們的影響有限,體溫得以保體溫得以保持穩定持穩定,體內的體內的酉每酉每因而能經常保持其活性因而能經常保持其活性o由於體溫穩定由於體溫穩定,牠們的生命活動牠們的生命活動能以穩定的速率進行能以穩定的速率進行o第11页,本讲稿共77页皮膚的構造與功能皮膚的構造與功能表皮表皮表皮可分為三層表皮可分為三層o最外層是由許多扁平的死細胞組成最外層是由許多扁平的死細胞組成o這些細
12、胞會隨這些細胞會隨時脫落時脫落,由下層新形成的細胞取代由下層新形成的細胞取代o這層外表皮較其餘的兩層硬這層外表皮較其餘的兩層硬,能保護身體能保護身體,免受機械性的損傷免受機械性的損傷,並可以防止細菌入侵及水分散失並可以防止細菌入侵及水分散失o中間層是由活動細胞組成中間層是由活動細胞組成,能不斷生長能不斷生長,當這層細胞漸漸接近皮膚當這層細胞漸漸接近皮膚表面時便會死去表面時便會死去,並取代最外層細胞並取代最外層細胞o表皮最內層的細胞含黑色素表皮最內層的細胞含黑色素(Melanon),它的功用是吸收陽光中的紫外線它的功用是吸收陽光中的紫外線以保護身體以保護身體,避免內層的活細胞受紫外線灼傷避免內層
13、的活細胞受紫外線灼傷o這層組織細胞也可進行細胞分這層組織細胞也可進行細胞分裂裂,產生新細胞以取代脫落的表層細胞產生新細胞以取代脫落的表層細胞o第12页,本讲稿共77页皮膚的構造與功能皮膚的構造與功能真皮真皮表皮以下的部分是真皮表皮以下的部分是真皮,較表皮厚較表皮厚,由結締組織組成由結締組織組成o真皮真皮內有血管內有血管,汗腺汗腺(Sweat Gland),毛囊毛囊(Hair Follicles),豎毛肌豎毛肌(Erector Muscles),皮脂腺皮脂腺(Sebaceous Glands),皮下脂肪皮下脂肪(Subcutaneous Fat)及神經及神經o第13页,本讲稿共77页皮膚的構造與
14、功能皮膚的構造與功能1.血管血管血液可供應氧及養料給皮膚各細胞血液可供應氧及養料給皮膚各細胞,並把廢物帶走並把廢物帶走o血管分支成許多表皮血管分支成許多表皮微血管微血管(Superfcial Blood Capillaries),當血液流經皮膚並接近身體表面當血液流經皮膚並接近身體表面時可幫助散熱時可幫助散熱o2.汗腺汗腺汗腺是由一條長而曲的小管纏繞而成汗腺是由一條長而曲的小管纏繞而成,外有微血管網圍繞外有微血管網圍繞o每條汗腺有一每條汗腺有一條汗管條汗管(Sweat Duct)連接皮膚表面的汗孔連接皮膚表面的汗孔(Sweat Pore)o汗汗(Sweat)主要含主要含有水分有水分,溶解的礦物
15、鹽溶解的礦物鹽,尿素及廢物尿素及廢物o汗腺是哺乳動物的特徵之一汗腺是哺乳動物的特徵之一o第14页,本讲稿共77页皮膚的構造皮膚的構造3.毛囊及毛髮毛囊及毛髮毛髮是哺乳動物的另一特徵毛髮是哺乳動物的另一特徵o毛髮是從毛囊基部生長出來的毛髮是從毛囊基部生長出來的o毛囊外面毛囊外面有微血管有微血管,可供應氧及養分給毛髮生長可供應氧及養分給毛髮生長o毛囊周圍有神經連接毛囊周圍有神經連接,可感受外界可感受外界刺激刺激o毛髮可減慢散熱速度以幫助維持體溫毛髮可減慢散熱速度以幫助維持體溫o4.豎毛肌豎毛肌毛囊旁邊有豎毛肌毛囊旁邊有豎毛肌,當外界溫度突然下降時當外界溫度突然下降時,豎毛肌會收縮使毛髮豎立豎毛肌會
16、收縮使毛髮豎立o倘豎毛肌放鬆倘豎毛肌放鬆,毛髮會平伏毛髮會平伏o第15页,本讲稿共77页皮膚的構造與功能皮膚的構造與功能5.皮脂腺皮脂腺每一毛囊旁邊均有皮脂腺每一毛囊旁邊均有皮脂腺,能分泌皮脂能分泌皮脂(Sebum),皮脂有皮脂有防水及防止細菌入侵的功能防水及防止細菌入侵的功能,也可潤澤表皮及毛髮也可潤澤表皮及毛髮o6.感受器感受器皮膚內有多種感受器皮膚內有多種感受器,能感受接觸能感受接觸,壓力壓力,溫度及疼痛等刺激溫度及疼痛等刺激o第16页,本讲稿共77页哺乳如何調節體溫哺乳如何調節體溫?哺乳動物要在吸熱和散熱兩方面達至哺乳動物要在吸熱和散熱兩方面達至平衡平衡,才能保持恆溫才能保持恆溫o體內
17、血液溫度如有改體內血液溫度如有改變變,便會刺激腦部的調節中心便會刺激腦部的調節中心,使身體作出使身體作出適當反應適當反應,令體溫回復正常令體溫回復正常o第17页,本讲稿共77页哺乳動物的身體過熱時怎麼辦哺乳動物的身體過熱時怎麼辦?我們進行運動時我們進行運動時,身體會產生大量熱能身體會產生大量熱能,如果這些熱能在體如果這些熱能在體內積聚內積聚,體溫便會過高體溫便會過高,周時對身體造成傷害周時對身體造成傷害o為避免身體過熱為避免身體過熱,人體需要利用一些方法來散熱人體需要利用一些方法來散熱:1.皮膚會增加排汗皮膚會增加排汗o汗在汗腺形成後由汗管送到汗孔再到達汗在汗腺形成後由汗管送到汗孔再到達皮膚表
18、面皮膚表面o汗中水分從皮膚表面蒸發時會吸收鄰近組織的熱能汗中水分從皮膚表面蒸發時會吸收鄰近組織的熱能o因此因此,排汗可幫助散熱排汗可幫助散熱,降低體溫降低體溫o第18页,本讲稿共77页哺乳動物的身體過熱時怎麼辦哺乳動物的身體過熱時怎麼辦?2.血管舒張血管舒張(Vasodilation)o o接近皮膚表面的小動脈舒張接近皮膚表面的小動脈舒張,使更多血液流到皮膚內的表面微血管使更多血液流到皮膚內的表面微血管,將熱自體內帶到身體將熱自體內帶到身體表面表面,以輻射及傳導方式將熱散發以輻射及傳導方式將熱散發o o3.3.豎毛肌鬆弛豎毛肌鬆弛,使毛髮平伏在皮膚表面使毛髮平伏在皮膚表面,毛髮間所形成的空氣毛
19、髮間所形成的空氣層較薄層較薄,可加快散熱速度可加快散熱速度o o可是可是,人類的毛髮很短人類的毛髮很短,因此這種散因此這種散熱的功效並不顯著熱的功效並不顯著o o4.4.在長遠反應方面在長遠反應方面,很多哺乳動物只有較薄的皮下脂肪及會脫落一很多哺乳動物只有較薄的皮下脂肪及會脫落一部分毛皮部分毛皮,以增加散熱速度以增加散熱速度o第19页,本讲稿共77页哺乳動物遇到寒冷環境時會怎樣哺乳動物遇到寒冷環境時會怎樣?在寒冷的環境下在寒冷的環境下,哺乳動物體內的熱能容易散失哺乳動物體內的熱能容易散失,因此牠們需要因此牠們需要減慢散熱速率及產生額外熱能來維持恆溫減慢散熱速率及產生額外熱能來維持恆溫o減慢散熱
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