高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题十四内环境的控制Word格式文档下载.docx
- 文档编号:13821951
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:212.41KB
高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题十四内环境的控制Word格式文档下载.docx
《高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题十四内环境的控制Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题十四内环境的控制Word格式文档下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
细胞生活在液态环境中,低等动物生物在水环境,高等动物的细胞生活在体液中。
体液是指细胞外液,包括血液、淋巴、组织液等;
内环境主要指体液。
内环境的特性:
海洋生物的体液成分似海水;
淡水、陆生生物体液与海水很不相同。
体液调节主要机制有二个:
(1)排泄:
排出代谢废物;
(2)水盐平衡:
调节水量、保持体液盐分浓度稳定。
(二)排泄
1.动、植物在利用含氮物质上的区别:
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。
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,不能储存蛋白质、氨基酸等(在动物体内,多余蛋白质、氨基酸等转变为糖原、脂肪储存起来或脱氨基转变为NH3、尿素、尿酸等,排出体外)。
有排泄系统和排泄器官:
排出代谢废物,保持体液稳定,如皮肤能排出汗腺;
肝脏排出胆汁(胆固醇、胆色素);
肠道排出Ca2+、Fe2+(粪便)。
排泄的物质主要包括:
多余的水、多余的盐分、蛋白质代谢废物如氨、尿素、尿酸、肌酐等。
2.转氨与脱氨
转氨:
氨基酸的-NH2转移到一种酮酸上。
结果形成新的氨基酸。
天冬氨酸+-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸
脱氨(氧化脱氨):
谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3,结果产生氨。
2.氨的排除
NH3的特点:
剧毒物质,必须排除;
NH3分子小,易溶于水、易透过细胞膜;
排除方法与生活方式有关。
(1)水生动物的排泄
排泄物的主要形式是NH3,缺点是消耗大量的水。
小型动物直接排泄:
NH3→体表→外界水环境;
或稀释后排泄:
NH3→稀释→减弱毒性→排泄系统→体外。
(2)陆生动物排泄
排泄物主要为尿素、尿酸,优点是耗水少,这是对陆地生活的适应性。
①尿素的排泄
尿素的形成:
NH3经氧化形成尿素,2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O;
优点是毒性较小,可长时留存;
可积累、浓缩(节水);
缺点是仍耗水、仍有毒性;
两栖类:
蝌蚪似鱼,以排NH3为主、尿素次之;
成体以排尿素为主;
胎生陆生动物哺乳类(人)以排尿素为主。
②尿酸的排泄
优点是无毒性;
是结晶状态,不溶于水,节水;
且不影响体液平衡(内稳态);
适应性于软体动物、节肢动物、爬行动物、鸟类等。
干旱地区生活的生物,如鸟类、爬行类等卵生陆生动物,卵外有卵壳,胚胎的代谢废物无法通过,尿酸则储存于卵内。
③进化上的启示
趋同进化、平行进化:
排泄物为尿酸的两大支陆生动物:
软体、节肢等属无脊椎动物;
爬行、鸟类属脊椎动物;
二者关系很远,这是生物在生理特征上生物有趋同进化(平行进化)的一个例子。
在排泄物方式上,部分水生动物以尿酸(不是NH3)为主,如浅滨螺、锥实螺、扁卷螺等;
这是生物的进化是从水生到陆生的过渡类型;
部分陆生动物:
以NH3and/or尿素为主,如鼠妇以NH3为主、蚯蚓以NH3、为主,说明这些生物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。
④多种其它形式的含氮废物
蜘蛛的含氮废物为鸟嘌呤;
多种鱼类是三甲基胺等。
(三)水盐平衡
1.海洋动物的水盐平衡
大多和海水等渗,不存在水盐平衡的问题;
有些生物(如某种蟹)可生活在低渗溶液中,这是由于其鳃有调节体液盐分浓度的作用。
鳃将半咸水中的盐分逆浓度梯度吸收,将过多的水(与体液等渗)排出。
有些海洋动物如牡蛎、蛤等,当海水变为低渗时,只是被动地关闭外壳。
海洋硬骨鱼的补祖先生活于淡水中,体内与海水相比是低渗的,其适应方式为:
(1)全身都盖有磷片,减少水分从体表渗出;
(2)不断饮入海水,用鳃上的特化细胞泌出盐分;
(3)含氮废物质大多以NH3的形式从鳃排出,肾脏的排尿量减少,减少失水。
鲨和硬骨鱼一样,祖先生活于淡水,其体内盐类与硬骨鱼相似,但血中尿素含量很高,使体液渗透压高于海水;
鲨血中还含在另一种含氮废物三早基胺,以减少尿素的毒性。
海产的或沿海生活的鸟类,如信天翁等,参盐腺泌盐。
2.淡水动物的水盐平衡
淡水鱼来自海洋生活的祖先,其调节体液平衡的机制是:
(1)体表有鳞片;
(2)从不饮水;
(3)尿是高度稀释的,其含盐量远低于血液;
(4)鳃上有特化细胞,从水中主动吸收盐分。
3.陆生动物的水盐平衡
陆生动物面临的主要问题是缺水、失水,相对应的解决办法是饮水、节水(保水)。
(1)未完全适应陆生的种类如蚯蚓、蛙等,未能完全摆脱对水的依赖,它们的皮肤可进行辅助呼吸,若皮肤裸露,就会失水。
故它们只能生活在潮湿环境中。
排泄物形式为NH3或尿素,蚯蚓为NH3和尿素;
蛙以尿素为主,这个过程是耗水过程。
(2)完全适应陆生的种类如昆虫、爬行类、鸟类、哺乳类,其适应方式是饮水、保水(节水)。
保水主要通过:
体表无呼吸功能,干燥、有覆盖物;
有几丁质外骨骼、鳞、羽、毛等;
除汗腺外不再失水;
呼吸器官深藏体内(气管、书肺、肺);
排泄器官回收水能力强(尿浓);
排泄物为尿酸(昆虫、爬行类、鸟类)和尿素(哺乳类)(浓度高);
利用代谢水。
多种昆虫生活在干燥环境,食用干燥食物,不饮水;
袋鼠生活在干燥炎热环境、几乎不饮水;
它们的粪便干燥,直肠回收水分能力很强;
不出汗:
袋鼠,强烈日照
汗液作用—排泄、调节体温;
汗液成分—水、NaC、乳酸、尿素等
(四)排泄和水盐平衡器官
1.伸缩泡:
是原生动物调节水盐平衡的器官,海洋生物大多没有伸缩泡。
2.原肾管:
涡虫、轮虫等的排泄器官,其特点是有火焰细胞,呈现管状,有纤毛伸入排泄管中。
3.后肾管:
环节动物和软体动物的排泄器官称为肾管或后肾管,肾管按体节排列。
4.触角腺:
蟹等甲壳类动物的排泄器官是触角腺,又称绿腺。
5.马氏管:
昆虫的排泄器官称为马氏管。
6.脊椎动物的排泄器官:
泄殖腔:
是两栖、爬行、鸟类的排泄器官,由直肠末端膨大,输尿管、输精(卵)管、直肠通入。
末端的孔为泄殖腔孔;
回收水分能力很强,粪便干(特别是干旱地区的爬行、鸟类)。
肾脏:
其特点是高度集中的器官,不再形成分支深入器官组织间;
循环系统参与排泄物的运输,废物进入血液后,由肾排到体外;
肾脏对尿液有浓缩、加工作用。
人的排泄系统:
由肾、输尿管、膀胱、尿道组成。
(1)肾脏的构造
由皮质、髓质、肾盂构成。
肾脏生理特点是过滤作用强、血流量大(1.2/min)、血流速度缓慢、血压高。
肾脏由100万个肾单位组成,肾单位由肾小体和肾小管组成;
肾小体又由肾小球和肾小囊组成。
肾单位(特别是肾小管)各部分规律排列形成肾脏皮质和髓质。
皮质部由肾小体(肾小球、肾小囊),髓质部由髓袢的大部分、集合管的大部分组成。
(2)尿的形成
A.肾小球滤出液(原尿)的形成:
血液流到肾小球的毛细血管网时,滤过到肾小囊腔内,形成滤液,进入肾小管。
实验证明,滤液形成与血压正相关、滤液形成与耗氧量无关。
这说明。
渗透作用是一个物理过程,是被动运输,不耗能。
肾小囊(壁)的细胞称为足细胞,是单层、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(原尿)量大,每天约180(150-200),而排尿量约为1.5-2/天。
原尿的成分与尿不同,与血液相似、与组织液相当,无血细胞、大分子蛋白质少。
B.终尿(尿)的形成:
滤夜(原尿)的加工
终尿(尿)中无蛋白质分子,异常时(如肾炎),尿中含蛋白质大分子,原因是肾小球壁挡不住蛋白质大分子,肾小管的重吸收功能丧失。
终尿的形成—肾小管、集合管的加工作用
重吸收作用
滤液中物质再进入血液为重吸收,发生在近曲小管。
特点是:
(1)主动运输,即耗能(管壁细胞中含有大量线粒体)、耗氧。
(2)选择性:
回收能力因物质种类而异。
葡萄糖、氨基酸、蛋白质、维生素等被全部回收;
NaC、K+等被子大部回收;
尿素、尿酸、H2PO4-、HPO42-被部分回收,用于调解渗透压;
有害物质(NH3、肌酐等)则完全不吸收。
但当有限度:
高血糖160mg/100m血液时,不能全部重吸收,出现糖尿。
分泌和排泄作用
部位在远曲小管,主要作用是:
(1)调节血液酸碱度:
如血液中H+(或HCO3-)进入滤液;
(2)调节血液离子平衡:
血液中NH4+、K+、H+进入滤液,帮助Na+的重吸收;
(3)排泄:
代谢废物和产物、药物、毒物。
浓缩作用
主要在集合管。
髓袢的生理特点、作用为集合小管营造高效逆流交换环境。
升支对水的通透性很低,管内水量保持不变,大量泵出滤液中的Na+。
结果管内滤液中Na+浓度逐渐降低,管外组织液中Na+浓度升高。
降支:
管外组织液浓度始终大于管内滤液,结果:
Na+渗入管内,使管内Na+浓度升高。
Na+环流的形成总结如下:
Na+渗入Na+浓度升高,在U形转弯处Na+浓度最高;
升支:
Na+泵出Na+浓度降低,末端浓度最低≤管外组织液;
两个Na+浓度(渗透压)梯度的形成,使髓袢内滤液渗透压在髓袢末端达到最低;
髓袢外(即集合管外)组织液渗透压也在髓袢末端亦最低,这有利于集合管发挥浓缩作用。
集合管的浓缩作用:
由于管内滤液浓度低、管外组织液浓度高,水分顺浓度梯度进行扩散,结果管内水分大量渗出,滤液被浓缩,形成终尿。
浓缩后,滤液:
终尿=180:
1.5~2(/天),浓缩100倍。
(3)排尿
尿的成分:
水占96%;
含N废物占2.5%,有尿素、少量尿酸、肌酐酸等;
盐类占1.5%,如NaC;
少量K+、NH3、PO43-、SO42-等。
肾结石引起的原因是由于尿酸小结晶可随尿排出,但大结晶在肾、膀胱内结石,阻塞、摩擦、疼痛、炎症。
尿量的调节:
①水分对尿量的调节
血液水分降低时,刺激下丘脑,下丘脑一方面分泌抗利尿激素增多,作用于集合管,使其通透性增大,重吸收水能力增强,使尿量降低;
另一方面,下丘脑将兴奋传递到大脑皮层,引起渴觉,促进饮水。
饮水过多时,血液水分增多,刺激下丘脑,使其分泌的抗利尿激素减少,致使尿量减少。
②盐分对尿量的调节
食入盐分过多,刺激下丘脑,一方面产生抗利尿激素增多,使尿量下降,体液渗透压升高;
另下方面,下丘脑将兴奋传递到大脑皮层,引起渴觉,促进饮水,使体液渗透压升高。
饮水过多时,盐分浓度降低,下丘脑分泌抗利尿激素减少,使尿量增加,同时排出过多盐分,使体液渗透压下降。
(4)糖尿病
正常情况:
原尿中葡萄糖在近曲小管处被全部重吸收回血液;
而糖尿病患者的重吸收能力有限度,当血糖肾阈限(1.5g/),即糖尿。
二、体温调节
(一)体温与代谢的关系
1.体温稳定的重要性:
过低使代谢减慢、停止;
过高使代谢减慢、停止,甚至蛋白质变性、酶活性丧失,生命停止。
2.代谢率与温度的关系:
在生命活动范围内,温度每上升10℃,代谢率增加2-3倍。
温度对动物的代谢影响极大。
(二)变温动物与恒温动物
1.变温动物:
亦称为外热动物、冷血动物,其特点是对外界温度依赖性很强,体温随外界温度变化。
温度过低
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中生物 奥林匹克 竞赛 辅导 专题讲座 专题 十四 内环境 控制