哺乳動物的體內平衡 Start.

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1 哺乳動物的體內平衡 Start

2 目錄 Go 為何體內平衡對哺乳動物這麼重要? 腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量? 為什麼動物需要調節體溫? 皮膚的構造與功能
哺乳動物如何調節體溫? 胰臟和肝臟如何調節血糖濃度? 選擇練習題 長問題練習 Go

3 為何體內平衡對哺乳動物這麼重要 人體細胞內的代謝作用是由 酉每(Enzyme)控制的o但是酉每對人體內環境的變化(例如體溫的改變)十分敏感,若變化太大會影響 酉每的活性o所謂體內環境是指細胞及組織外面的組織液,淋巴液和血液o 為使體內的代謝作用保持正常,生物體需要維持一個穩定的體內環境,其中較容易影響體內的因素包括體溫,體內水分及血糖o調節體內環境使保持穩定的過程稱為體內平衡(Homeostasis) o

4 體內平衡是由什麼控制? 體內平衡是由負反饋機制(Negative Feedback Mechanism)所控制的o 當體內某一情況(例如體溫)高於正常水平時,身體的調節機制就會開始運作,將它降回至正常水平o 相反,如果它低於正常水平則調節機制會將它升回正常水平o

5 負反饋機制的原理 負反饋機制的原理與冷氣機的恆溫器相似o 當室溫升高時,恆溫器會將訊號傳至壓縮器,壓縮器開始啟動,室溫開始下降;當室溫下降至特定的溫度時,恆溫器會自動關上壓縮器,使室溫停止繼續下降,這樣室溫便可以經常保持於特定的溫度o 哺乳動物體內有幾種機制,可以調節體內環境使之維持在適當水平o 負責體內平衡的器官包括腎臟,皮膚,肝臟及胰臟內的胰島腺o 1.腎臟可以調節體內水分和鹽分的含量 2.皮膚可以調節體溫 3.肝臟和胰臟內的胰島腺可以調節血糖濃度

6 負反饋機制 調節機制運作 高於正常水平 正常水平 正常水平 低於正常水平 調節機制運作

7 腎臟如何調節體內水分和鹽分的含量? 當細胞外面組織的水潛能改變時,水分會藉著滲透作用進出細胞,使細胞的功能受到破壞,因此有需要調節組織液的水潛能,這便是滲透調節(Osmoregulation)o滲透調節是由腎臟負責的o 若要調節體內水分的含量,我們需要平衡每天吸收和排出的水分o

8 腎臟的滲透調節 腎臟的功能是製造尿液(Urine),尿液含大量的水分和一些溶解物質如礦物質和尿素等o其實尿液中每種成分的含量不一,並會隨身體的需要而改變o由於腎臟可以調節尿液的含水量,因此它是人體內的滲透調節器(Osmoregulator)o 腎臟可以藉控制曲小管及集尿管重吸水的速度,從而調節體內的含水量o當我們飲下大量的水分時,血液的濃度相對下降(即是血液的含水量增加),腎臟內的曲小管及集尿管會將腎小球濾液中較小比例的水分重吸收,結果產生了大量濃度低的尿液 o 排汗後,身體因缺乏水分,血液濃度上升(即係血液的含水量減少),曲小管及集尿管會將腎小球濾液中較大比例的水分重吸收,結果產生小量濃度較高的尿液o 此外,血液的濃度也受食物中的鹽分和其他溶質所影響o 進食過鹹的食物後,腎臟會產生濃度較高的尿液,把過多的鹽分隨尿液排出體外o 由於排出鹽分時也會排出額外的水分,因此我們會感到口渴而飲下更多的水分來補充o

9 體內含水量的調節 血液濃度下降 血液濃度上升 排汗後 飲下大量的水分 較小比例的水分被重吸收 較大比例的水分被重吸收 體內正常的含水量
產生濃度較低的尿液 產生濃度較高的尿液

10 為什麼動物需要調節體溫? 生物需要有穩定的體溫,使體內的生化反應能以正常速率進行,保持活躍的生命活動o所有生化反應都受 酉每控制,而大部分 酉每只能在一狹窄的溫度範圍內發揮其活性(約為攝氏25至40度之間)o假如體溫過高, 酉每會受到破壞,令生化反應減慢,甚至停頓o 若體溫過低, 酉每會變得不活潑,且減慢生化反應o因此,若想生化反應保持穩定,便需要有穩定的體溫o動物可根據其體溫是否穩定而分成變溫動物和恆溫動物兩大類o

11 為什麼動物需要調節體溫? 變溫動物(Poikilotherms) 恆溫動物(Homoiotherms)
變溫動物只能有限度地控制體溫,牠們的體溫會隨外界溫度的變化而改變o 當外界溫度上升,牠們的體溫也會上升,並與外界溫度非常接近o 所有無脊椎動物及脊椎中的魚類,兩棲類和爬行類均屬於變溫動物o 恆溫動物(Homoiotherms) 恆溫動物與變溫動物不同,外界溫度對牠們的影響有限,體溫得以保持穩定,體內的 酉每 因而能經常保持其活性o 由於體溫穩定,牠們的生命活動能以穩定的速率進行o

12 皮膚的構造與功能 表皮 表皮可分為三層o 最外層是由許多扁平的死細胞組成o這些細胞會隨時脫落,由下層新形成的細胞取代o這層外表皮較其餘的兩層硬,能保護身體,免受機械性的損傷,並可以防止細菌入侵及水分散失o 中間層是由活動細胞組成,能不斷生長,當這層細胞漸漸接近皮膚表面時便會死去,並取代最外層細胞o 表皮最內層的細胞含黑色素(Melanon),它的功用是吸收陽光中的紫外線以保護身體,避免內層的活細胞受紫外線灼傷o這層組織細胞也可進行細胞分裂,產生新細胞以取代脫落的表層細胞o

13 皮膚的構造與功能 真皮 表皮以下的部分是真皮,較表皮厚,由結締組織組成o真皮內有血管,汗腺(Sweat Gland),毛囊(Hair Follicles),豎毛肌(Erector Muscles),皮脂腺(Sebaceous Glands),皮下脂肪(Subcutaneous Fat)及神經o

14 皮膚的構造與功能 1.血管 血液可供應氧及養料給皮膚各細胞,並把廢物帶走o 血管分支成許多表皮微血管(Superfcial Blood Capillaries),當血液流經皮膚並接近身體表面時可幫助散熱o 2.汗腺 汗腺是由一條長而曲的小管纏繞而成,外有微血管網圍繞o 每條汗腺有一條汗管(Sweat Duct)連接皮膚表面的汗孔(Sweat Pore)o 汗(Sweat)主要含有水分,溶解的礦物鹽,尿素及廢物o 汗腺是哺乳動物的特徵之一o

15 皮膚的構造 3.毛囊及毛髮 毛髮是哺乳動物的另一特徵o 毛髮是從毛囊基部生長出來的o 毛囊外面有微血管,可供應氧及養分給毛髮生長o毛囊周圍有神經連接,可感受外界刺激o 毛髮可減慢散熱速度以幫助維持體溫o 4.豎毛肌 毛囊旁邊有豎毛肌,當外界溫度突然下降時,豎毛肌會收縮使毛髮豎立o 倘豎毛肌放鬆,毛髮會平伏o

16 皮膚的構造與功能 5.皮脂腺 每一毛囊旁邊均有皮脂腺,能分泌皮脂(Sebum),皮脂有防水及防止細菌入侵的功能,也可潤澤表皮及毛髮o
6.感受器 皮膚內有多種感受器,能感受接觸,壓力,溫度及疼痛等刺激o

17 哺乳如何調節體溫? 哺乳動物要在吸熱和散熱兩方面達至平衡,才能保持恆溫o體內血液溫度如有改變,便會刺激腦部的調節中心,使身體作出適當反應,令體溫回復正常o

18 哺乳動物的身體過熱時怎麼辦? 我們進行運動時,身體會產生大量熱能,如果這些熱能在體內積聚,體溫便會過高,周時對身體造成傷害o為避免身體過熱,人體需要利用一些方法來散熱: 1.皮膚會增加排汗o汗在汗腺形成後由汗管送到汗孔再到達皮膚表面o汗中水分從皮膚表面蒸發時會吸收鄰近組織的熱能o因此,排汗可幫助散熱,降低體溫o

19 哺乳動物的身體過熱時怎麼辦? 血管舒張(Vasodilation) o接近皮膚表面的小動脈舒張,使更多血液流到皮膚內的表面微血管,將熱自體內帶到身體表面,以輻射及傳導方式將熱散發o 豎毛肌鬆弛,使毛髮平伏在皮膚表面,毛髮間所形成的空氣層較薄,可加快散熱速度o可是,人類的毛髮很短,因此這種散熱的功效並不顯著o 4. 在長遠反應方面,很多哺乳動物只有較薄的皮下脂肪及會脫落一部分毛皮,以增加散熱速度o

20 哺乳動物遇到寒冷環境時會怎樣? 在寒冷的環境下,哺乳動物體內的熱能容易散失,因此牠們需要減慢散熱速率及產生額外熱能來維持恆溫o減慢散熱速率的方法包括: 皮膚下的小動脈進行血管收縮(Vasoconstriction)使較少血液流至皮膚,因此經由皮膚散失能的機會大為減少o 2. 豎毛肌收縮使毛髮豎立,毛髮間形成的空氣層較厚o由於空氣是良好的熱絕緣體,因此動物的體溫不容易散失o與其他哺乳動物比較,由於人類的毛髮較少,故這種保暖機制的功效並不顯著o

21 哺乳動物遇到寒冷環境時會怎樣? 3. 減少排汗能避免過多熱能因汗的蒸發而散失
4. 在長遠反應方面,有些動物形成較厚的皮下脂肪及皮毛,這些都是良好的熱絕緣體,可防止熱能散失o 另一方面,肝細胞的代謝作用速率增加及身體顫抖(Shivering)都能產生大量熱能o顫抖是一種反射動作,身體顫抖時,肌肉不停作快速收縮,能在短時間內產生大量熱能o

22 胰臟和肝臟如何調節血糖濃度? 維持穩定血糖的重要
血液中的葡萄糖稱為血糖,血糖是體內主要的[能源],由迴腸吸收進入血液中o進食含碳水化合物的食物後,血糖濃度可能會上升至每100cm血液含180王葡萄糖o若這濃度持續上升,便會降低血液中的水潛能,組織細胞內的水分藉滲透作用會被抽出o由於細胞缺水,引致代謝作用受影響,而多餘凡葡萄糖亦會隨尿液排體外o 另一方面,當長時間沒有進食,血糖量會下降,若濃度過低(例如100cm的血液只含40mg葡萄糖),腦細胞會失機能,甚至陷入昏迷狀態以至死亡o故此我們需要將血糖量維持在一適當水平,身體各種活動才能保持正常o正常的血糖濃度應為每100cm血液含約90mg葡萄糖o

23 胰臟和肝臟如何調節血糖濃度? 血糖的調節 血糖量是由胰島素(Insulin)控制的o胰島素是一種激素,由胰臟內胰島腺(Islets Of Langerhans)分泌o 當血糖過量高時(例如進食了含豐富碳水化合物的食物後),胰島腺會分泌更多胰島素進入血液中o 當胰島素到達肝臟,便刺激肝臟將過多的血糖轉變成糖原,儲藏於肝臟中o 此外,胰島素也可促進細胞吸收血糖,使氧化分解釋出能量o 透過以上兩種方法,胰島素便可將血糖量降低,使血糖維持在正常水平o 相反,當血糖量過低時常例如長時間沒有進食),胰島素的分泌立即減少,肝臟會將其儲藏的糖原轉變成葡萄糖,然後釋出;當葡萄糖進入血液便能使血糖回升至正常水平o 所有這些轉變的目的是要維持正常的血糖量------這是體內平衡一個十分重要的例子o 而胰島素的分泌屬於負反饋機制o

24 胰島腺減少分泌胰島素,肝臟內的糖原轉變成葡萄糖
調節血糖量的負反饋機制 胰島腺增加分泌胰島素,加快肝臟將葡萄糖轉變成糖原 血糖量升高 血糖量下降 正常血糖量 正常血糖量 胰島腺減少分泌胰島素,肝臟內的糖原轉變成葡萄糖 血糖量下降 血糖量上升

25 胰臟和肝臟如何調節血糖濃度? 若未能調節血糖量會有甚麼後果?
胰島素分泌不足會引致糖尿病(Diabetes Mellitus),病人無法調節血液中的血糖量o 進食後,每100cm的血液中會含高達160mg 的葡萄糖o 由於血糖含量過高,腎小管未能將所有葡萄糖重吸收,過多的葡萄糖會隨尿液排出體外,引致養料嚴重流失o糖尿病的其他特徵包括經常感到口渴,甚至昏迷o 醫治糖尿病的方法是定時注射胰島素入血液以調節血糖量o

26 選擇練習題 1.下面哪一個是體內平衡的最佳定義? A. 水份和離子水平的控制 B. 與外部環境無關 C.靠外部環境來維持穩定的機體功能
D.保持穩定的內在環境 Answer

27 答案是D

28 選擇練習題 2.腎之所以是一個體內平衡器官是因為它 A.保持組織液處於一個穩定的水平 B.調節血液中的離子含量 C.排除糖份並從尿中排泄掉
D.防止血液中尿素的損失 Answer

29 答案是B

30 選擇練習題 3.在人類,尿量增加的出現是____的結果 A.鹽攝入量增加 B.排汗率增加 C.攝入水量減少 D.環境溫度降低 Answer

31 答案是D

32 選擇練習題 4.汗腺的主要功能是 A.發揮一個排泄器官的作用 B.保護皮膚,防止微生物侵入 C.當身體過熱時能起降低體溫的作用
D.排除體內過量的鹽分 Answer

33 答案是C

34 選擇練習題 5.下面哪一個是由皮脂腺分泌的? A.水份 B.毛細胞 C.皮脂 D.汗 Answer

35 答案是C

36 選擇練習題 6.哺乳動物皮膚的顏色是由哪一層確定? A.最外層 B.中間層 C.最內層 D.真皮 Answer

37 答案是C

38 選擇練習題 7.皮膚的哪一層不從血管攝取營養? A.最外層 B.中間層 C.最內層 D.真皮 Answer

39 答案是A

40 選擇練習題 Answer 8.下面哪一個人失熱最快? A.在北極又矮又胖的人 B.在熱帶又矮又胖的人 C.在北極又高又瘦的人
D.在熱帶又高又瘦的人 Answer

41 答案是C

42 選擇練習題 9.養料貯藏不足或飢餓會引起下面哪一個結構體積的減少? A.汗毛 B.皮脂腺 C.皮下脂肪 D.汗腺 Answer

43 答案是C

44 選擇練習題 10.以下哪項不是人體的排泄廢物? A. 二氧化碳 B. 糞便 C. 膽色素 D. 尿素　 Answer

45 答案是B

46 選擇練習題 11.若某人停止進食12小時，哪條血管的葡萄糖含量會最高? A.大動脈 B. 肺動脈 C. 肝靜脈 D. 肝門靜脈 Answer

47 答案是C

48 選擇練習題 12.以下哪些哺乳類皮膚的結構和溫度調節無關 ? A. 油脂腺 B. 神經末鞘 C. 勃起肌 D. 微血管　 Answer

49 答案是A

50 選擇練習題 Answer 13.喝了很鹹的羹湯後，健康的人會製造 A. 份量很小，但濃度很高的尿液。 B. 份量很小，但濃度很低的尿液。
C. 份量很大，但濃度很高的尿液。 D. 份量很大，但濃度很低的尿液。 Answer

51 答案是C

52 選擇練習題 Answer 14.注射胰島素可降低體內血液的葡萄糖濃度，這是因為 A. 較多葡萄糖從尿液中排出。 B. 胰島素能分解葡萄糖。
C. 較多葡萄糖在肝臟轉為糖原。 D. 較少葡萄糖在小腸被吸收。 Answer

53 答案是C

54 選擇練習題 15.以下哪器官排泄從紅血細胞分解後生出的代謝廢物? A.肝臟 B. 皮膚 C. 直腸 D. 腎臟 Answer

55 答案是B

56 選擇練習題 16.以下哪器官排泄從氨基酸分解後生出的代謝廢物? A. 皮膚 B. 膽囊 C. 直腸 D. 腎臟 Answer

57 答案是D

58 選擇練習題 17.以下哪器官排泄從呼吸作用生出的代謝廢物? 肺部 B. 肝臟 C. 腎臟 D. 皮膚 Answer

59 答案是A

60 選擇練習題 18.在維持體溫穩定的過程中，哺乳類皮膚作為 感受器。 B. 反應器。 C. 協調中心。 D. 感受器和反應器。 Answer

61 答案是D

62 選擇練習題 Answer 19.某人停止進食12小時後，以下哪些血液內物質的濃度在通過小腸絨毛後會上升? A. 尿素 B. 胰島素
C. 葡萄糖 D. 二氧化碳 Answer

63 答案是D

64 選擇練習題 Answer 20.當人喝了大量清水後，尿液的鹽分濃度會下降，這是因為 A. 較少鹽分從尿液排走。 B. 較多水分從尿液排走。
C. 血液內水潛能下降了。 D. 較少鹽分從小腸吸收到血液。 Answer

65 答案是B

66 長問題練習 1.試解釋北極哺乳動物厚毛皮是如何輔助內環境穩定? Answer

67 答案 厚皮毛束縛著近皮膚處外的一層空氣,而空氣是熱的不良導體,從而有效地防止在寒冷條件下身體熱量的損失o

68 長問題練習 2.試列舉出人體必須把水排出體外的兩個原因o Answer

69 答案 1.排出代謝廢物 2.降低體溫

70 長問題練習 3.假如哺乳動物中的水分含量不能保持穩定,將會發生什麼情況? Answer

71 答案 如果機體細胞內的水分不穩定,水將會不斷進出細胞,這是意味著細胞不能行使其功能o

72 長問題練習 4.列出能減少身體水分損失的兩個主要的生理圖徑o Answer

73 答案 1.增加腎臟對水分的重吸收 2.減少出汗

74 長問題練習 5.試列舉出具有恆溫的哺乳動物的兩大優勢o Answer

75 答案 (任擇其二) 1.無論四周的環境是如何,生物亦能保持活躍狀態o 2.代謝作用在恆定的體溫下能發揮最佳的效果o

76 網主資料 Name:Wong Wing Pui 中文姓名:黃穎珮 Class: F.5A 年份:2002~2003

77 The End