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1、第六章 生物體內(nèi)的恆定性班級(jí): 座號(hào):姓名:6-0 何謂恆定性?1. 恆定性(homeostasis)1920年代,生理學(xué)家坎農(nóng)提出的定義 當(dāng)生物體內(nèi)環(huán)境受到威脅,體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)保護(hù)因子使之恢復(fù)平衡,此稱為恆定2. 如何維持恆定?(1) 偵測(cè)利用體內(nèi)和體外的各種受器,偵測(cè)生物體內(nèi)各種生理機(jī)能的變化(2) 協(xié)調(diào)透過神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與支配,適時(shí)控制體內(nèi)各部位的活動(dòng),使體內(nèi)各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo),如體溫、水分、血糖保持在一定範(fàn)圍。6-1 呼吸作用與體溫的調(diào)節(jié) 呼吸作用1. 呼吸作用主要功能:產(chǎn)生生物所需的能量2. 化學(xué)反應(yīng)式:葡萄糖氧氣二氧化碳水能量3. 氧化物質(zhì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)的作用 燃 燒快速而劇烈的氧化
2、,在瞬間會(huì)放出大量的能量(光與熱)。呼吸作用釋出能量的過程緩慢而溫和,不會(huì)產(chǎn)生光,而熱量提供了生物的體溫。4. 呼吸作用呼吸運(yùn)動(dòng)5. 生物呼吸作用所需的氧氣,由呼吸構(gòu)造獲得:生 物 類 型呼 吸 構(gòu) 造附 註小型生物 單細(xì)胞生物 小型生物 水生植物無 利用擴(kuò)散作用直接從環(huán)境中取得氧氣 同時(shí)也將二氧化碳排出。大型生物 陸生植物 葉的氣孔 莖的皮孔 根部的細(xì)胞 呼吸作用需要氧氣,排出二氧化碳(夜晚較盛) 光合作用需要二氧化碳,排出氧氣(白天進(jìn)行)動(dòng)物 魚類 腮動(dòng)物呼吸器官的共同特徵:1. 擴(kuò)大的表面積2. 佈滿微血管3. 表面溼潤(rùn) 蚯蚓 皮膚 鳥類哺乳類 肺Question .可以產(chǎn)生能量的呼吸作
3、用是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行,那根據(jù)你所學(xué)過的細(xì)胞構(gòu)造與功能,你覺得細(xì)胞內(nèi)的呼吸作用是在哪個(gè)胞器中發(fā)生? Ans:粒線體 (此為植物細(xì)胞) 人體的呼吸系統(tǒng)(1)人體呼吸系統(tǒng)的器官:鼻、咽、喉、氣管、支氣管和肺(2)其他特殊構(gòu)造: a.鼻毛:在鼻腔中,可將空氣中較大的灰塵濾出 b.纖毛:在氣管壁上,會(huì)朝外的方向擺動(dòng),使異物隨著纖毛的擺動(dòng)排出。 人體呼吸運(yùn)動(dòng)的原理1. 氣體流動(dòng)的原理(1) 氣體由分子組成。(例如氮分子、氧分子、二氧化碳分子)(2) 氣體的擴(kuò)散氣體分子不斷碰撞,從較擁擠的地方運(yùn)動(dòng)到較疏散的地方。(3) 氣體壓力分子撞擊到物體表面,其撞擊力會(huì)產(chǎn)生一股壓力,因此分子如果較擁擠,彼此碰撞的機(jī)率增大,
4、撞擊物體表面的次數(shù)也增加,於是壓力會(huì)變大。擴(kuò)散作用分子從濃度高運(yùn)動(dòng)到濃度低的地方分子少 分子多 壓力小 壓力大2. 根據(jù)氣體流動(dòng)的原理可推論出人體呼吸運(yùn)動(dòng)的情形(1) 人的肺位於胸腔內(nèi),可以隨胸腔大小的改變而脹縮。(2) 胸腔大小的控制肺的脹縮氣體的流動(dòng)(呼氣或吸氣)吸 氣呼 氣呼氣後的平衡肋骨間肌肉收縮吸氣後的平衡肋骨間肌肉舒張肋骨上舉肋骨下降橫膈肌肉收縮而下降橫膈肌肉舒張而上升導(dǎo)致胸腔擴(kuò)大、肺脹大胸腔內(nèi)氣壓變小外界空氣由氣管進(jìn)入形成吸氣作用導(dǎo)致胸腔縮小、肺縮小胸腔內(nèi)氣壓變大胸腔內(nèi)氣體排至體外形成呼氣作用請(qǐng)畫出氣體流動(dòng)方向請(qǐng)畫出氣體流動(dòng)方向3. 呼吸運(yùn)動(dòng)(1) 胸腔擴(kuò)大和縮小以完成吸氣與呼氣
5、的動(dòng)作,稱為呼吸運(yùn)動(dòng)。(2) 呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸作用(3) 成人呼吸運(yùn)動(dòng)每分鐘約1518次。(4) 劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉細(xì)胞代謝快、產(chǎn)生大量二氧化碳血液中二氧化碳增加腦幹的呼吸中樞受刺激呼吸運(yùn)動(dòng)加快,以排除過多的二氧化碳。 人體呼吸運(yùn)動(dòng)的氣體交換:擴(kuò)散作用1. 肺部的氣體交換:氧氣從肺泡擴(kuò)散到血液中; 二氧化碳從血液擴(kuò)散到肺泡中。2. 身體組織的氣體交換:氧氣從血液擴(kuò)散到組織細(xì)胞; 二氧化碳從身體組織擴(kuò)散到血液中。 體溫的調(diào)節(jié)與恆定1. 呼吸作用產(chǎn)生的能量,其功用(1) 生物活動(dòng)的動(dòng)力來源(2) 推動(dòng)生長(zhǎng)時(shí)物質(zhì)的合成與分解(3) 大部分會(huì)轉(zhuǎn)為熱能散失,成為體溫的主要來源。2.動(dòng)物依其維持體溫的方式,可分為恆
6、溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物:類 型生物定 義體溫調(diào)節(jié)的方式內(nèi)溫動(dòng)物(恆溫動(dòng)物) 鳥類 哺乳類 腦部有體溫調(diào)節(jié)中樞 且保溫的效果好 例如鳥的羽毛、哺乳類的體毛 故體溫可以維持在某一小範(fàn)圍1. 皮膚的血流量2. 肌肉活動(dòng)3. 食慾4. 細(xì)胞的生理活動(dòng)皮膚血管食慾肌肉汗腺甲狀腺素冷收縮較佳顫抖增加熱擴(kuò)張減退排汗減少外溫動(dòng)物(變溫動(dòng)物) 魚類 兩生類 爬蟲類 體溫會(huì)隨環(huán)境溫度改變而發(fā)生變化 改變棲息地,以維持體溫恆定(1)曬太陽(yáng):蜥蜴在日出時(shí)趴在石頭上曬太陽(yáng),吸收外界熱量。(2)休眠:外界溫度過高或過低,蛙類會(huì)躲在石頭或洞穴中,進(jìn)入休眠狀態(tài),以適應(yīng)環(huán)境溫度的變化。(1) 植物受到太陽(yáng)曝曬,體溫會(huì)竄升,此時(shí)可藉由
7、葉的蒸散作用將土壤中溫度較低的水分拉到體內(nèi)進(jìn)行降溫,同時(shí)將體內(nèi)溫度較高的水分上升到葉片蒸發(fā)以帶走體熱。(2)葉片光亮的表面可把過多的陽(yáng)光反射掉。6-2 水分的恆定 水分對(duì)生物的重要性生物體中最多的成份是?水 植物體內(nèi)水分的調(diào)節(jié)1. 植物登陸後,成功演化出適應(yīng)乾燥缺水環(huán)境的方法(1) 角質(zhì)層 葉的表皮具有一層光亮的角質(zhì),防止水分散失。(2) 氣孔位置 氣孔大多位於葉的下表皮, 可防止水分由氣孔蒸散的速率過快。2. 植物體內(nèi)水分的調(diào)節(jié) 正常情況 吸水從根部吸水,輸送到莖和葉。 排水大多由氣孔蒸散。夜晚時(shí)氣孔關(guān)閉,減少蒸散作用。 吸水過多 空氣潮溼 排水水由氣孔蒸散的速率過慢體內(nèi)過多的水會(huì)由葉脈末端
8、、葉緣或葉尖處排出。 陸生動(dòng)物體內(nèi)水分的調(diào)節(jié)1. 動(dòng)物體有防止水分散失的構(gòu)造。(1)動(dòng)物體防止水分散失的構(gòu)造 昆蟲的外骨骼; 爬蟲類的鱗片和骨板;人類的皮膚角質(zhì)。(2)陸生動(dòng)物的皮膚具有防止水分流失的功能,因此皮膚嚴(yán)重?zé)齻娜?,?huì)因失去此防水層而造成體內(nèi)水分大量流失。(3) 青蛙可生活陸地,但其皮膚不能防水必須生活在潮溼的地方。且青蛙必須保持皮膚溼潤(rùn)的最主要原因是其皮膚具有呼吸的功能。2. 動(dòng)物體內(nèi)水分的進(jìn)出 獲得水分 由飲食中獲得。 排出水分 流汗、排尿、排便、呼氣等方式排出水分 3. 動(dòng)物體內(nèi)水分的調(diào)節(jié)利用神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)體內(nèi)水分的恆定 體內(nèi)水分缺乏時(shí) 腦幹偵測(cè)到缺水產(chǎn)生口渴感覺喝水釋
9、放激素,調(diào)節(jié)腎臟的運(yùn)作尿液減少 體內(nèi)水分過多時(shí) 進(jìn)入體內(nèi)的水分造成血液量增加,因而使腎臟排出的尿量變多。6-3 血糖的恆定 血糖 血液中的葡萄糖血液運(yùn)送葡萄糖,供給體內(nèi)的組織細(xì)胞利用。1. 血糖的來源(1) 小腸絨毛吸收,從微血管進(jìn)入血液。 (2) 肝臟儲(chǔ)存的肝醣轉(zhuǎn)變成葡萄糖釋放到血液中。2. 人體血糖恆定的協(xié)調(diào)血糖情況發(fā)生時(shí)機(jī)引發(fā)機(jī)制 作 用 方 式作用腺體血糖過低飢餓時(shí)提高血糖 低血糖的血液流至腦部,引發(fā)飢餓感覺、 手抖、心跳加快,並引發(fā)食慾以進(jìn)食 增加血糖獲得。 促使肝臟、肌肉中儲(chǔ)存的肝醣轉(zhuǎn)變成 葡萄糖,釋放到血液中,以提高血糖。 昇糖素 腎上腺素血糖過高進(jìn)食後降低血糖 胰島偵測(cè)到進(jìn)食後
10、血糖大幅增加,便增加 胰島素分泌, 促使血糖: (1) 進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以供其利用 (2) 進(jìn)入肝臟、肌肉轉(zhuǎn)存成肝醣 胰島素3. 血糖恆定的重要性 血糖過低 嚴(yán)重會(huì)發(fā)生昏迷,甚至死亡。 血糖過高 長(zhǎng)期高血糖會(huì)造成眼睛、腎臟、神經(jīng)和血管等器官的病變。 過多糖分隨尿液排出,而引起糖尿病(1) 起因胰島素分泌不足、細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感度降低(2) 結(jié)果葡萄糖無法順利進(jìn)入細(xì)胞,因而造成血糖濃度過高Question .小明每天需要靠注射胰島素來控制血糖,某日小明因趕時(shí)間,在注射胰島素後,未吃早餐就匆忙上學(xué),在課堂上小明出現(xiàn)飢餓、心跳加快、流冷汗等癥狀,請(qǐng)問小明為何會(huì)出現(xiàn)此種癥狀?應(yīng)如何正確且有效率的立即幫助小明
11、?答(1) 由於小明未正常進(jìn)食,又注射胰島素,使得血糖濃度 (升高或降低),所以才會(huì)出現(xiàn)上述的癥狀。 (2) 若小明意識(shí)清楚,則可給他喝糖水或是糖果等,可以快速的補(bǔ)充血糖; 若小明意識(shí)不清楚,則應(yīng)立即送醫(yī)。 6-4 血廢物的排泄與調(diào)節(jié) 廢物的排泄與調(diào)節(jié)攝取的養(yǎng)分酵素小分子養(yǎng)分包括呼吸作用氧化分解能量廢物二氧化碳消化作用醣 類葡萄糖 水脂 質(zhì)脂肪酸 氨蛋白質(zhì)胺基酸 氨、尿酸、尿素( 含氮廢物)排泄作用生物體將代謝廢物排除體外的作用,稱為排泄作用。人體的排泄器官?gòu)U物種類肺 臟二氧化碳、水皮 膚水、尿素、鹽分腎 臟尿素、水分、鹽分3. 氨的排除生物種類氨最終排出的形態(tài)排出方式簡(jiǎn)單的水生生物氨 直接將氨擴(kuò)散到水中昆蟲、爬蟲、鳥類尿酸 將氨轉(zhuǎn)成無毒性、不易溶於水的尿酸,混在糞便中排出兩生類、哺乳類尿素 將氨在肝臟中轉(zhuǎn)成毒性較小的尿素,再送至腎臟與過多的水分及鹽類形成尿液排出。 毒性比較: 氨尿素尿酸 肝臟:形成尿素 腎臟:形成尿液4. 人體的排泄器官(1) 泌尿系統(tǒng) 腎臟 輸尿管 膀胱 尿道器 官位置功能腎 臟乙1.調(diào)節(jié)血液的功能有用的物質(zhì)再吸收回到血液;其餘形成溶有鹽類和尿素的尿液 尿液在腎臟中形成!2.腦幹可偵測(cè)血液中
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