生物競賽相關(guān)蛋白質(zhì)代謝排出及練習(xí)

1、脊椎動物含氮廢物的排泄脊椎動物體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的廢物主要是含氮廢物。含氮廢物指氨（NH3）、尿素（C0N2H4）和尿酸（C5H4N403）。三種廢物在每一種動物中都有一定量的排出，但其中一種占主要作用,動物氨尿素尿酸主要的含氮代謝廢物6Q.6.S0.2氨電鑒f生活于海水）1.785.3尿養(yǎng)兩棲類15幼你802.5氨蛙誠體）3.284尿秦爬行類香鬼幾乎全為永棲）24.022.90.17氨小齒陸龜（生活于沼澤）6/0-:-29.16.7尿素希臘陸龜*生活于沙?莫）4.123.351.9尿酸鳥類31087尿醍哺乳類；A.N585也尿素貓678Qi.1尿素駱駝2.4681.3尿素蝙也苗0.663-40

2、.78尿蓋脊椎動物含氮廢物的排泄（%）從表中可看出，除了哺乳類和鳥類都是以排泄一種主要含氮廢物外，魚類，兩棲類，爬行類都分別存在著在同一綱動物中有排泄不同含氮廢物的種類，由此可以看出脊椎動物主要排泄何種含氮廢物是有其原因的。（一）與演化史上祖系所處環(huán)境有關(guān)爬行類是真正地移居到陸地上生活的動物，為了適應(yīng)于陸棲生活，尤其是胚胎發(fā)育期中，要防止空氣干旱而使體內(nèi)水分蒸發(fā)，采取了在卵外面罩護(hù)上一層相當(dāng)堅(jiān)厚的外殼，可是這也同時(shí)妨礙了廢物的排泄，而廢物積累多了又會給胚胎帶來毒害，因此其原始祖先以排尿酸或沉淀出尿酸鹽來解決這個問題，這樣可使正在發(fā)育的胚胎所產(chǎn)生的廢物能夠凝結(jié)成固體結(jié)晶無害地貯存在蛋內(nèi)直到孵化，

3、成體后的爬行類含氮廢物的排泄隨其生活環(huán)境的不同而發(fā)生了改變，如生活在干旱地區(qū)的爬行動物為保存體內(nèi)水分就保留了這個特征，而生活在水中或潮濕地區(qū)的爬行類，由于不存在保留體內(nèi)水分的問題，其排泄的含氮廢物由胚胎期的尿酸轉(zhuǎn)為尿素。鳥類是從爬行類進(jìn)化而來的，二者之間親緣關(guān)系較近，而因鳥類也是產(chǎn)包含胚胎的帶殼的蛋，同理鳥類在胚胎期排泄尿酸也是為其生理上的必需。成體的鳥由于要保持高而恒定的體溫，進(jìn)行劇烈的代謝作用，更需要保留大量水分，這個特征也就保留至成體，所以不論是生活在水邊的水鳥還是生活在干旱地區(qū)的鳥類都以排泄尿酸為主。兩棲類是由水中生活轉(zhuǎn)向陸地生活的過渡動物，對于兩棲類如何解決其登陸后防止體內(nèi)水分蒸發(fā)等

4、一系列問題還沒有建立起完善的相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制，因此其原始祖先采取了將卵產(chǎn)在水中，胚胎在水中發(fā)育，成體登陸（不能遠(yuǎn)離水域）的方式，這樣兩棲類的胚胎在發(fā)育過程中產(chǎn)生的代謝廢物可以以氨的形式排出體外，這個方式一直保留到幼體，成體的兩棲類為適應(yīng)陸上生活，由排泄氨轉(zhuǎn)變?yōu)榕判鼓蛩?。哺乳綱是從接近兩棲綱的原初爬行動物祖系分化出來的一支，是真正的陸生動物，其各種行為、生理、機(jī)能上的調(diào)節(jié)機(jī)制趨于完善，盡管它與兩棲類相似，胚胎也是在水環(huán)境中發(fā)育，但這個水環(huán)境則是在母體子宮內(nèi)的液體（羊水）環(huán)境中，胚胎發(fā)育過程中排泄的代謝廢物是通過胎盤進(jìn)入母體的血液內(nèi)，然后通過母體的腎臟排出體外，因此，尿素由于它的無毒性和一定的溶解度

5、等特性被選為哺乳動物的胚胎期的主要含氮廢物并保留終身。所以不論是生活在海洋中、沙漠中、空中還是一般陸地上的各類哺乳動物均以排泄尿素為主。（二）與適應(yīng)生活環(huán)境密切相關(guān)生活在容易得到水（淡水）的環(huán)境中的動物，一般排泄氨。氨在水中有很高的溶解度，氨與水形成氫氧化銨，氨和銨離子很容易通過水進(jìn)行擴(kuò)散，能很快地穿過細(xì)胞膜，這些動物很容易利用鰓、皮膚等直接與水接觸的器官將體內(nèi)代謝的含氮廢物以氨的形式快速地排到水環(huán)境中，如淡水硬骨魚、兩棲類幼體、鱷魚等。生活在潮濕或半干旱地區(qū)的動物一般排泄尿素，因?yàn)槟蛩乇劝鄙匀苡谒?，故尿素的排出需要一定量的水，但比排氨所需水少得多。又因?yàn)樗鄬Φ娜狈Χ拘?，所以可被排泄器官濃縮

6、而對其并無損害，因此對于那些不是生活在缺水條件下，也不需要周圍有大量水的半陸生動物來說，尿素可謂是一種理想的排泄物，如兩棲類成體、小齒陸龜?shù)?。生活在干旱地區(qū)的爬行類主要排泄尿酸，每一分子的尿酸其含氨量2倍于尿素，而且它既不溶于水也無毒，它可以被高度濃縮呈濃膏狀排出，因此與尿素相比，排泄一分子的尿酸可以節(jié)約2倍的水分，這就特別適合于生活在缺水條件下的動物，如生活在沙漠中的希臘陸龜、蜥蜴、花條蛇等。（三）與維持體內(nèi)滲透壓有關(guān)生活在海水中的魚類，含氮排泄物主要是尿素，因?yàn)槟蛩囟拘缘?，可安全地在體內(nèi)有一定量的存貯，當(dāng)動物體內(nèi)積累一定量的尿素后，可以提高內(nèi)環(huán)境的滲透壓。如海水軟骨魚，其含氮廢物變成尿素保

7、留在血液里面，這樣血液中積累大量尿素達(dá)到每100ml血液中有2.02.5g的高水平（其它脊椎動物一般每100ml血液0.010.03g尿素），至使其血液和體液的滲透壓與海水的滲透壓幾乎相等，這樣體內(nèi)的水分不會滲透出去，從而有效地保留了體內(nèi)的水分，得以在海水中生活。練：1、從生化角度來講不同生物獲取了含氮的營養(yǎng)物質(zhì)后代謝產(chǎn)物是不一樣的：魚類對含氮的營養(yǎng)物質(zhì)代謝的終產(chǎn)物是氨；兩棲類對含氮的營養(yǎng)物質(zhì)終產(chǎn)物是尿素；鳥類對含氮的營養(yǎng)物質(zhì)代謝的終產(chǎn)物主要是尿酸如圖1為雞的胚胎發(fā)育過程中不同時(shí)段細(xì)胞內(nèi)含氮廢物排泄情況，請你分析：目246810121416需北天S1圖2（1）在雞胚胎發(fā)育過程中，最初2-3天胚

8、胎氮代謝終產(chǎn)物以氨為主，與魚類的氮代謝相似，可以說明雞的原始祖先生活在水中幾天后氮代謝終產(chǎn)物發(fā)展為以尿素為主；最后發(fā)展為以尿酸為主，是鳥類對含氮的營養(yǎng)物質(zhì)代謝物從雞胚胎氮代謝的終產(chǎn)物變化可以看出魚類、兩棲類、鳥類有著共同的原始祖先雞胚胎發(fā)育過程重演了脊椎動物進(jìn)化的規(guī)律，如圖2,的名稱分別是魚類、兩棲類、鳥類分析：關(guān)鍵是掌握生物進(jìn)化的胚胎學(xué)證據(jù)在地球上最早出現(xiàn)的脊椎動物是古代的魚類，并逐漸進(jìn)化為原始的兩棲類，古兩棲類又進(jìn)化為爬行類，某些爬行類又進(jìn)化為原始的鳥類和哺乳類所以脊椎動物進(jìn)化的大致歷程是：原始魚類一原始兩棲類一原始爬行類一原始鳥類和哺乳類.由題目給出的信息可以看出：在雞的胚胎發(fā)育過程中，最早幾天氮代謝的終產(chǎn)物是氨(是魚類氮代謝的終產(chǎn)物)，過幾天變成了尿素(是兩棲類成體氮代謝的終產(chǎn)物)，最后以尿酸代謝為主(是鳥類氮代謝的終產(chǎn)物)(3)從這一知識可以看出高等動物是由低等動物進(jìn)化而來，魚類、兩棲類、鳥類有著共同的原始祖先；并且體現(xiàn)了原始魚類一原始兩棲類(一原始爬行類)一原始鳥類(和原始哺乳類)這一過程，也可看出是從水生到陸生進(jìn)化的答案