生物学奥赛普通生物学课件之十.ppt
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1、普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节第第 九九 章章水盐平衡和体温调节水盐平衡和体温调节 影响内稳态的因素影响内稳态的因素 外界条件变化:外界条件变化:气温、湿度等;生物体自身状态变化:生物体自身状态变化:运动、摄食等;反馈反馈(前述)系统工作效果 信息 系统 指导系统工作 指导:指导:抑制 负反馈;负反馈;加强 正反馈正反馈 内稳态的实现内稳态的实现 各器官系统协调活动的结果 (体液的水盐平衡、体温的调节等)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 一、体液调节一、体液调节 排泄和水盐平衡;排泄和水盐平衡;二、体温调节二、体温调节一、体液调节一、体
2、液调节 排泄和水盐平衡排泄和水盐平衡 (一)体液;(一)体液;(二)排泄;(二)排泄;(三)水盐平衡;(三)水盐平衡;(四)排泄和水盐平衡器官(四)排泄和水盐平衡器官普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(一)体液(一)体液 细胞生活在液态环境中细胞生活在液态环境中(前述)低等动物:水环境;低等动物:水环境;高等动物:体液;高等动物:体液;体液:体液:细胞外液 血液、淋巴、组织液等;内环境:内环境:主要指体液;内环境的特性内环境的特性 海洋生物:海洋生物:体液成分似海水;淡水、陆生生物:淡水、陆生生物:与海水很不相同普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温
3、调节 内环境多样性的形成内环境多样性的形成 进化 生物多样性 适应多样性的生活环境 体液特性多样性;体液调节主要机制体液调节主要机制 排泄:排泄:排出代谢废物;水盐平衡水盐平衡 调节水量;保持体液盐分浓度稳定;普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(二)排泄(二)排泄 动、植物在利用含氮物质上的动、植物在利用含氮物质上的区别区别 植物植物 能利用无机氮;可反复利用蛋白质分解产生的含氮基团;不存在排泄含氮废物的过程;无排泄系统;(接下页)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 动物动物 不能利用无机氮;不能重复利用蛋白质分解产生的含氮基团 无氨基酸库,
4、不能储存蛋白质、AAs;多余蛋白质、多余蛋白质、AAs 糖原、脂肪(储存储存)NH3、尿素、尿酸等 排泄 有排泄系统普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 排泄的作用:排泄的作用:排出代谢废物;保持体液稳定;具排泄功能的器官具排泄功能的器官 排泄系统;皮肤 汗腺;肝脏 胆汁(胆固醇、胆色素);肠道 Ca2+、Fe2+(粪便);血液的运输作用血液的运输作用普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 排泄的物质排泄的物质 多余的水;多余的盐分;蛋白质代谢废物 含氮废物 氨、尿素、尿酸、肌酐等含氮废物的排泄含氮废物的排泄 1.转氨与脱氨;转氨与脱氨;2.氨的排
5、除氨的排除普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节1.转氨与脱氨转氨与脱氨 转氨转氨 P201 化学方程式化学方程式 定义:定义:氨基酸的-NH2转移到一种酮酸上 天冬氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸+谷氨酸谷氨酸 结果:结果:都产生谷氨酸谷氨酸 脱氨脱氨(氧化脱氨)P201 化学方程式化学方程式 谷氨酸谷氨酸+H2O -酮戊二酸+NH3 谷氨酸脱氢酶(NAD+)结果:产生游离的结果:产生游离的NH3普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节2.氨的排除氨的排除 NH3的特点的特点 剧毒 必须排除;分子小 易溶于水、易透过细胞膜;排除方法:排除方法:与生
6、活方式有关 (1)水生动物的排泄;水生动物的排泄;(2)陆生动物的排泄陆生动物的排泄普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(1)水生动物的排泄水生动物的排泄 排泄物:排泄物:主要形式 NH3;缺点:缺点:消耗大量的水;排泄方式排泄方式 直接排泄直接排泄 小型动物 NH3 体表 外界水环境;稀释后排泄稀释后排泄 NH3 稀释 减弱毒性 排泄系统 体外普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(2)陆生动物排泄陆生动物排泄 排泄排泄物:物:主要为尿素、尿酸;优点:耗水少优点:耗水少 对陆地生活的适应性 陆地生活面临“节水”问题 A.尿素的排泄;尿素的排泄;B
7、.尿酸的排泄;尿酸的排泄;C.几点启示;几点启示;D.其它形式的含氮废物其它形式的含氮废物(不讲)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节A.尿素的排泄尿素的排泄 P202 分子式分子式 形成:形成:NH3 氧化 尿素 P202 方程式 2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O;优点:毒性较小优点:毒性较小 可长时留存;可积累、浓缩(节水);缺点:缺点:仍耗水、耗水、仍有毒性;毒性;两栖类两栖类 蝌蚪 似鱼 NH3为主、尿素次之;成体 尿素为主;胎生陆生动物胎生陆生动物:哺乳类(人)尿素普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节B.尿酸的排泄尿酸的排泄
8、优点 P202 分子式分子式 无毒性;无毒性;结晶结晶 不溶于水不溶于水 节水;不影响体液平衡(内稳态);适应性:适应性:软体、节肢、爬行、鸟类等 干旱地区;鸟、爬行类等卵生陆生动物 卵壳 胚胎的代谢废物无法通过 储存;普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节C.几点启示几点启示 趋同进化、平行进化趋同进化、平行进化 排泄物为尿酸 两大支陆生动物 软体、节肢等 无脊椎动物;爬行、鸟类 脊椎动物;亲缘关系 很远;生理特征 趋同进化趋同进化(平行进化)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 排泄物方式的例外排泄物方式的例外 部分水生动物:水生动物:以尿酸尿
9、酸(不是NH3)为主 浅滨螺、锥实螺、扁卷螺等;说明:说明:水生 陆生的过渡类型;过渡类型;部分陆生动物:陆生动物:以NH3and/or尿素为主 鼠妇 NH3 为主;蚯蚓 NH3、为主;说明:说明:尚未进化到真正适应陆地上生活 只能生活在潮湿的环境中普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 体现进化、亲缘关系体现进化、亲缘关系 两栖类两栖类(成体 尿素尿素)古爬行类古爬行类 较近代的古爬行类古爬行类 现代爬行类现代爬行类 (尿素)(尿素)(尿酸)(尿酸)(尿酸)(尿酸)哺乳类哺乳类 鸟类鸟类 起源于较近代的古爬行类古爬行类 (尿素)(尿素)(尿酸)(尿酸)(恐龙)(恐龙)起
10、源于更古老、更接近两栖类的古爬行类古爬行类 高等动物是否各方面都比低等动物先进?高等动物是否各方面都比低等动物先进?鸟类在哪些方面比哺乳类先进?鸟类在哪些方面比哺乳类先进?普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节D.多种其它形式的含氮废物多种其它形式的含氮废物(自学)鸟嘌呤(蜘蛛);三甲基胺(多种鱼类)等普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(三)水盐平衡(三)水盐平衡 三大类动物水盐平衡方式不同 1.海洋动物的水盐平衡海洋动物的水盐平衡(自学);2.淡水动物的水盐平衡淡水动物的水盐平衡(自学);3.陆生动物的水盐平衡陆生动物的水盐平衡普通生物学 第二
11、部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节3.陆生动物的水盐平衡陆生动物的水盐平衡 面临的问题面临的问题 缺水、失水;解决办法解决办法 饮水、节水(保水)(1)未完全适应陆生的种类;未完全适应陆生的种类;(2)完全适应陆生的种类完全适应陆生的种类普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(1)未完全适应陆生的种类未完全适应陆生的种类 蚯蚓、蛙 未能完全摆脱对水的依赖 皮肤呼吸皮肤呼吸 皮肤裸露 失水;解决办法 潮湿环境;排泄物形式排泄物形式(NH3、尿素)耗水 蚯蚓 NH3、尿素;蛙 尿素为主 普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(2)完全适应陆生的
12、种类完全适应陆生的种类 昆虫、爬行类、鸟类、哺乳类;适应方式适应方式 饮水、保水(节水)饮水;饮水;体表:无呼吸功能体表:无呼吸功能 干燥、干燥、覆盖物;几丁质外骨骼、鳞、羽、毛;除汗腺外不再失水;不再失水;呼吸器官:呼吸器官:深藏体内(气管、书肺、肺);排泄器官:排泄器官:回收水能力强(尿浓)(接下页)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 排泄物:排泄物:尿酸(昆虫、爬行类、鸟类);尿素(哺乳类)(浓度高);利用代谢水利用代谢水 多种昆虫:干燥环境、干燥食物、不饮水;袋鼠 干燥炎热环境、几乎不饮水;粪便干燥粪便干燥 直肠回收水分能力很强;不出汗:不出汗:袋鼠,强烈日照
13、 汗液作用 排泄、调节体温;汗液成分 水、NaCl、乳酸、尿素等普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(四)排泄和水盐平衡器官(四)排泄和水盐平衡器官 1.伸缩泡伸缩泡(自学);2.原肾管原肾管(自学);3.后肾管后肾管(自学);4.触角腺触角腺(自学);5.马氏管马氏管(自学);6.脊椎动物的排泄器官脊椎动物的排泄器官普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节6.脊椎动物的排泄器官脊椎动物的排泄器官 泄殖腔泄殖腔 两栖、爬行、鸟类 P209 图图 9-7A 直肠末端膨大;输尿管、输精(卵)管、直肠通入;泄殖腔孔;功能:回收水分能力很强 粪便干;(特别是
14、干旱地区的爬行、鸟类)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 肾脏:特点肾脏:特点 高度集中高度集中的器官 不再形成分支深入器官组织间;循环系统循环系统参与排泄物的运输运输 废物 血液 肾 体外;浓缩、加工浓缩、加工 尿普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 人的排泄系统人的排泄系统 P209 图图 9-7B 肾、输尿管、膀胱、尿道 (1)肾脏的构造;肾脏的构造;(2)尿的形成;尿的形成;(3)排尿(自学为主);排尿(自学为主);(4)糖尿病(自学为主);糖尿病(自学为主);(5)人工肾(自学为主)人工肾(自学为主)普通生物学 第二部分 个体生物学
15、第九章 水盐平衡和体温调节(1)肾脏的构造肾脏的构造 位置;形状;构造 P210 (纵切)图图 9-8 皮质、髓质、肾盂皮质、髓质、肾盂 A.肾脏生理特点;肾脏生理特点;B.肾单位;肾单位;C.肾脏皮质和髓质的形成肾脏皮质和髓质的形成普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节A.肾脏生理特点肾脏生理特点 过滤作用强过滤作用强 血流量血流量大(1.2 L/min);血流速度血流速度缓慢;血压高血压高B.肾单位肾单位 P210 图图 9-9 100万个/肾;结构、功能单位 成尿的结构基础;肾单位:肾单位:肾小体+肾小管;肾小体:肾小体:肾小球+肾小囊普通生物学 第二部分 个体生物
16、学 第九章 水盐平衡和体温调节C.肾脏皮质和髓质的形成肾脏皮质和髓质的形成 形成:形成:肾单位(特别是肾小管)各部分规律排列;皮质部:皮质部:肾小体(肾小球、肾小囊);近曲小管;远曲小管 髓质部:髓质部:髓袢的大部分;集合管的大部分普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节(2)尿的形成尿的形成 A.肾小球滤出液肾小球滤出液(原尿)的形成;的形成;B.终尿的形成终尿的形成(原尿的加工)重吸收作用;重吸收作用;分泌和排泄作用;分泌和排泄作用;浓缩作用浓缩作用 A.肾小球肾小球滤出液滤出液(原尿)的形成的形成 肾小球滤过作用;肾小囊;滤液(原尿)普通生物学 第二部分 个体生物学
17、第九章 水盐平衡和体温调节 肾小球的滤过作用肾小球的滤过作用 P211 图图 9-10A 滤过作用滤过作用 滤液的形成滤液的形成 血液 肾小球(毛细血管网)肾小囊腔(滤液)肾小管;滤过作用特点滤过作用特点 实验:实验:滤液形成与血压正相关;滤液形成与耗氧量无关;说明:说明:渗透作用 物理过程;被动运输 不耗能普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节 肾小囊(壁)肾小囊(壁)P211 图图 9-10B 足细胞:足细胞:单层、扁平、伪足样突起;铺在肾小球微血管壁上;间隙可容血浆透过 滤液(滤液(原尿原尿)不是尿 量大:量大:180(150-200)L/天 排尿量(成人:1.5-
18、2 L/天);成分:成分:与尿不同;与血液相似、与组织液相当 无血细胞、大分子蛋白质少普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节B.终尿终尿(尿)的形成:的形成:滤夜(原尿)的加工 终尿终尿(尿):无蛋白质分子;异常(肾炎):尿中含蛋白质大分子 原因:肾小球壁:挡不住蛋白质大分子;肾小管:重吸收功能丧失;终尿的形成终尿的形成 肾小管、集合管的加工作用 a.重吸收作用重吸收作用(肾小管近曲小管);b.分泌和排泄作用分泌和排泄作用(肾小管远曲小管);c.浓缩作用浓缩作用(集合管)普通生物学 第二部分 个体生物学 第九章 水盐平衡和体温调节a.重吸收作用重吸收作用 重吸收重吸收(回
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