水盐平衡和体温调节课件

第九章水盐平衡和体温调节一、体液调节－－排泄和水盐平衡二、体温调节一、体液调节－－排泄和水盐平衡（一）体液（二）排泄（三）水盐平衡（四）排泄和水盐平衡的器官（五）植物的体液（一）体液除海绵和腔肠动物外，高等动植物和人的器官、系统包围在特定的体液之中。血液、淋巴及组织、器官之间的组织液都是体液。体液构成多细胞生物的内环境，并一直保持稳定即内稳态。动物保持体液平衡的机制主要有：（1）排泄，即把代谢废物排出体外；（2）水盐平衡，即调节水量，使体液盐分浓度恒定。排泄的概念（书P120）

有机体将物质分解代谢的终末产物排出体外的过程，称为排泄。在生理学中，只把物质经过血液循环由某些排泄器官向体外排出的过程称为排泄。

排泄的途径：1、由呼吸器官排出。排泄物主要是CO2和少量H2O，以气体形式随呼气排出。2、由消化器官（大肠）排出。排泄物混合于粪便中，包括肝脏代谢产生并在肠中变化的胆色素(尿胆素和粪胆素)、排入肠管及经肠粘膜排出的无机盐类。3、由皮肤排出。包括蒸发的水汽和由汗腺分泌的汗。汗中除水分外还有氯化钠及尿素。4、最重要的是由肾脏以尿液形式排出。排泄物中包括多种物质，且量大。动物的代谢废物主要是细胞呼吸产生的CO2和蛋白质等分子分解产生的含氮废物，如氨、尿素、尿酸等。植物没有排泄系统。植物能够利用无机氮，分解蛋白质而产生的含氮基团可在合成过程中反复使用。动物不同，动物和人没有氨基酸库，不能储存蛋白质或氨基酸。人和动物摄入的蛋白质经消化，供生长发育之用，多余的蛋白质必须放出氨基，然后转化为糖原或脂肪储存，或进入三羧酸循环而被氧化；放出的氨基则转化为无机氮排出。（1）转氨人和其他哺乳动物在肝中进行。天冬氨酸+α-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸转氨的过程是氨基酸的氨基主要被转移到α-酮戊二酸，变成谷氨酸，氨基酸则变为酮酸，这一过程需要转氨酶的催化。1、转氨和脱氨（2）脱氨或氧化脱氨这一过程也在肝中进行。转氨产生的谷氨酸经过线粒体或细胞质中谷氨酸脱氢酶的作用，脱氢而成α-酮戊二酸，并放出氨。通过专氨和脱氨，氨基酸的氨基经过酮酸的传递，最终变为游离的氨。2、氨的排除植物和动物都有转氨和脱氨2个过程，产生NH3。在植物NH3可再被利用。动物中只有少量的NH3被利用。NH3是剧毒物质，必须尽快排出体外。水生动物和陆生动物有不同的办法：（1）水生动物排泄NH3，NH3易透过细胞膜，也易溶于水，NH3直接透过体表溶于外界水，或用水稀释后再排出。（2）陆生动物必须节约用水，主要排泄物是尿素和尿酸。卵生动物一般排泄尿酸，胎生动物排泄尿素。陆生两栖类的排泄物是尿素，陆生软体动物、昆虫、爬行类、鸟类的含氮废物都是尿酸。蚯蚓的排泄物既含NH3，又含尿素，还有少量尿酸蜘蛛的主要排泄物为鸟嘌呤。第三，含氮废物大多是以NH3的形式从鳃排出，而肾脏排尿量却很少，防止因排泄废物而失水过多。鱼肾没有排浓尿能力。鲨鱼血液中盐类的含量和海洋硬骨鱼相似，但血中尿素含量高，使体液渗透压稍高于海水，因而不存在失水的问题。鲨血中还有一种含氮废物三甲基胺（TMAO），有减少尿素毒性的作用。此外，它们的直肠还有排除过多盐类的功能。海鸟靠盐腺（在2个眼窝附近各有一个管状腺，通入眼窝或鼻孔）泌盐。海豹和一些鲸类很少饮水，以海鱼为食，从海鱼取得所需的水。淡水鱼：由于淡水的渗透势小于鱼的体液，为了保存体内的盐分以维持体液渗透势的稳定，鱼吸水经鳃把水中盐类吸收入体内，再经鳃把吸入的水排出，同时排出含水高的尿。海水鱼：海水中的鱼调节体内渗透势的方式与淡水鱼恰好相反。多种昆虫都能生活在干燥的环境中。它们全身包有外骨骼，排泄物为尿酸。袋鼠也在干旱地带生活，它们几乎不饮水，不出汗，粪便干燥，尿很浓。人肾不能排过浓的尿（尿素不超过2%，尿酸只有0.05%）。人只有肾和汗腺用以排盐，所以人肾不适应海水和过分干旱。陆生动物虽有种种节水措施，但很多陆生动物要靠出汗来保持体温。（四）排泄系统的演化无脊椎动物排泄系统的演化

原生动物的排泄器官－－伸缩泡

扁形动物的排泄器官－－原肾管环节动物的排泄器官－－后肾管甲壳类动物的排泄器官－－触角腺昆虫的排泄器官－－马氏管脊椎动物排泄器官——肾原生动物－－伸缩泡伸缩泡主要是用来调节水量而不是排泄废物。排泄废物主要靠体表负责。如变形虫和草履虫细胞中过多的水分和溶于水中的废物不断地通过伸缩泡的膜进入伸缩泡中，这样使得伸缩泡逐渐胀大，最后由伸缩泡将其内容物排出体外。从而使细胞内的水分和盐分保持适当的浓度，维持渗透势的稳定。扁形动物－－原肾管从扁形动物起体内出现排泄器官，扁形动物的排泄器官是原肾管。原肾管由火焰细胞、排泄管和原肾孔组成。焰细胞分布于体内细胞间液中，通过扩散作用来收集废物。由于焰细胞的纤毛不停地颤动，激起滤过的液体向排泄管中流动，再由排泄孔排出体外。在显微镜下观察，形似火焰，所以称焰细胞。焰细胞的主要作用是调节机体内的水容量，以维持水的平衡。扁形动物的含氮废物是由分支的肠管及表皮渗出。蜗虫的原肾管肾口将体腔液中的废物收集至细肾管，最后由体壁上的肾孔排出体外。蚯蚓的后肾管甲壳类－－触角腺触角腺又称绿腺，共2个，分别位于两对触角的基部，由腺体、管、尿囊3部分构成。尿囊开口于触角的基部。1、脑神经节2、嗉囊3、心室4、卵巢5、输卵管6、肛门7、口8、唾腺9、胃盲囊10、腹神经索11、胃12、马氏管13、大肠14、阴道15、受精囊16、产卵器脊椎动物排泄器官——肾脊椎动物的排泄器官是肾。肾是在胚胎发育中由中胚层的肾节发育而来的。其特点是和生殖器官系统有着密切的关系，故可把排泄器官和生殖器官合称为泌尿生殖器官。肾可分为前肾、中肾和后肾。

软骨鱼类和两栖类（中肾）爬虫类和鸟类（后肾）肾脏的作用：1、清除体内代谢终末产物，如尿素、尿酸等。2、清除体内异物和它们的代谢产物。3、维持体内适当的水含量。4、维持体液中钠、钾、氯、钙、氢等离子的适当浓度。5、维持体液的一定的渗透浓度。肾的结构（P138）皮质、髓质、肾盂肾单位尿的形成超滤、重吸收、分泌、浓缩概括：肾小球中的血液，除血细胞和大分子物质，如蛋白质以及结合在蛋白质上的钙离子等外，过滤而入肾小囊中，在流过肾小管和集合管时，经过重吸收和分泌2个过程，再经过在集合管中的浓缩，而形成高浓度含氮废物以及其他无用或有毒物质的液体，即尿，从输尿管排出。人工肾肾衰竭：急性、慢性治疗方法：透析（血液透析、腹腔透析，清除血液中有害物质）肾移植人工肾植物的体液和动物的大不相同。植物的根从土壤中吸收水分和无机盐。在表皮和皮层水液通过质外体或共质体途径运输，到达内皮层，受凯氏带阻碍。水液经共质体途径，通过内皮层到达木质部，再从木质部上升，形成一个连续的水道。植物的体液就来自这个水道。所以高等植物的细胞间液和土壤中的水实际是直接相连的，没多大区别。这种情况水植物更为明显。（五）植物的体液动物体液和细胞等渗，成为细胞和外界环境之间的一个“缓冲地带”。植物是如何适应低渗环境的？细胞壁的存在使细胞在低渗环境中经常处于吸胀状态而不被胀破。如果细胞间液缺少，植物细胞由于水分的渗出导致质壁分离，严重时使植物死亡。但植物萎蔫也是防止水分过度蒸发的一个措施。二、体温调节（一）体温与代谢（二）变温动物和恒温动物（三）形态结构和生理适应（四）体温的行为调节（五）恒温动物体温调节的反馈机制（六）蛰伏（七）人的产热与散热机制（一）体温与代谢生命的代谢速率与温度密切相关。温度过低，代谢减慢，甚至停止；温度过高，酶失活，生命也停止。在生命活动的范围内，温度每增加10℃，代谢速度在2倍或3倍提高。（二）变温动物和恒温动物变温动物是外热动物。对外界温度的依赖性很强，它们没有毛、羽、汗腺等。恒温动物是内热动物。内热有以下意义：第一，体温恒定，体内的代谢活动才能有条不紊地进行；第二，有了自主的体温调节，就能摆脱环境的限制。变温和恒温都不是绝对的。（三）形态结构和生理适应1、隔离和缓冲很多昆虫有很强的耐干旱和高温的能力。如拟步行虫和骆驼依靠体形、颜色和生理上的一些适应性特征而取得降温、节水的效果。其机制主要是隔离和缓冲。将刺激阴挡于身体之外为隔离。骆驼体表的毛和厚脂肪层，以扩拟步行虫体上的空气层都想隔离作用。使刺激引起的效应减少到可耐受范围内是缓冲。骆驼体大而相对体表面积小，使吸收的相对小的热量分散到较大的身体各部就是一种缓冲。骆驼耐受温度范围的加宽，利用昼夜温差调整体温，是一种缓冲。沙漠拟步行虫体色淡，可少吸热，也是一种缓冲。2、逆流交换恒温动物还可利用逆流交换的机制来调节体温。如水鸟，身体温度高，足的温度低，血液循环保持了高体温的身体和低体温的附肢，使热量不致因涉水而过多散失。鲸和海豚的鳍状附肢和尾部也有血管网，其中动脉和静脉也紧靠一起形成逆流交换，通过动静脉的热量交换，防止体温过度降低。3、体形与温度另外，生物体积的大小对动物的体温调节也有关系。身体越小，代谢率越高。4、生理功能对体温的调节外界温度低：代谢增加外界温度高：汗腺分泌，喘息植物保持温度恒定的主要机制是蒸腾作用。（四）体温的行为调节1、爬行动物蜥蜴的活动温度范围一般较窄，上下不超过4℃。其它爬行类范围较大，可达到10℃。爬行动物的体温调节机制既有行为的，也有生理的。早晨血管舒张，更快地吸收热量，日晒时荫凉的腹面血管舒张，更快地散放热量，这是生理机制。随日光、风力而决定身体的姿势、方向，以便尽快散热，这是行为调节机制。2、松鼠美国西南沙漠有一种松鼠，在夏天能“合理安排”一天的活动来适应高温。早晨从穴中出来活动，晒太阳，到有食物的地方取食，中午气温升高，就钻入地下穴中使体温下降；下午出来躲在荫凉处，等气温开始下降，又去取食，然后入洞过夜。它们的体温除了在穴中时略低外，平常总是略高于气温。气温过高，就入穴降温。3、昆虫变温动物只能利用日光和外源的热，一般不能利用代谢产生的热，但有些昆虫例外。天气冷时，蝶、蛾、蜂等在飞翔前要连续扇翅几分钟产热促进肌肉收缩，以利飞翔。蜜蜂能利用代谢热维持蜂巢温度。蜜蜂用行为来调节蜂群温度大致通过两个途径：物理和代谢的途径，即通过运动提高代谢，放出热能。下丘脑是体温调节中枢的所在地。体内温度如有升高，下丘脑因高温的刺激使身体出汗、喘息、肌肉松驰、立毛肌舒展以及外周血管舒张等反应，促使体温下降。一旦体温恢复正常，这些反应随之消失，体温停止下降。反之，体温如果降低，也将引起下丘脑等的活动而代谢加强，如肌肉紧张、颤抖以产生更多热量，立毛肌收缩，使毛直立而形成更有效的隔离层，周围血管收缩以减少失热等，使体温保持正常。下丘脑是体温调节机制的感受区。此外，皮肤也是温度的感受器。皮肤感受器是预感性的感受器，而下丘脑是体温度的感受器。（五）恒温动物体温调节的反馈机制（六）蛰伏动物调节控制体温的能力是有限的，尤其是身体小的动物对高温低温的耐受能力更低。温度过高或者过低，