Какие физиологические механизмы терморегуляции есть у теплокровных животных 6 класс биология кратко

Содержание

Какие физиологические механизмы терморегуляции есть у теплокровных животных 6 класс биология кратко

Подробное решение параграф § 14 по биологии для учащихся 6 класса, авторов Сонин Н.И. 2018

Вопросы и задания

Вопрос 1. Что такое обмен веществ?

Обмен веществ – это все превращения в организме, связанные с образованием сложных веществ из простых и, наоборот, распадом сложных соединений на простые с выделением энергии.

Вопрос 2. Из каких процессов складывается обмен веществ?

Образование сложных веществ из простых и распад сложных соединений на простые с выделением энергии.

Вопрос 3. Как протекает обмен веществ у растений?

Вещества, поступившие извне в клетку организма, не остаются неизменными: прежде чем стать частью его тела, они подвергаются различным превращениям. Так, в зелёных клетках растений на свету из простых веществ — воды и углекислого газа — в результате фотосинтеза образуются сложные органические соединения — сахара, которые затем превращаются в крахмал, клетчатку, белки, жиры и некоторые другие вещества, необходимые растению. Они идут на построение новых клеток и органоидов, расходуются в процессе дыхания или откладываются в семенах, плодах «про запас».

Вопрос 4. Каких животных называют холоднокровными?

Холоднокровными называют животных, у которых непостоянная температура тела зависит от температуры окружающей среды.

Вопрос 5. Назовите вещества, которые растения поглощают из окружающей среды.

Растения поглощают воду, минеральные вещества, кислород, углекислый газ.

Вопрос 6. Какие вещества растения выделяют в результате своей жизнедеятельности?

Растения выделяют во внешнюю среду продукты своей жизнедеятельности: воду, углекислый газ, кислород.

Вопрос 7. Назовите известных вам теплокровных животных.

Птицы (голубь, павлин, синица, цапля) и млекопитающие(корова, волк, зебра, человек).

Вопрос 8. Какие физиологические механизмы терморегуляции есть у теплокровных животных?

Теплоудержание обеспечивается подкожным жировым слоем, волосяным покровом, одеждой и поддержанием позы, при которой поверхность тела и процессы теплоотдачи минимальны.

Теплопроведение – отдача тепла путем непосредственного контакта с холодным воздухом окружающей среды (уменьшается при наличии подкожного жирового слоя.

Вопрос 9. В определённых ситуациях собака часто высовывает язык. Какое отношение к терморегуляции имеет такое поведение?

На теле собаки слишком мало потовых желез, в основном они располагаются между пальцами, на лапах. Поэтому обычный способ испарения влаги с поверхности тела, снижающий температуру, для собачьего организма недоступен. Основная нагрузка при испарении влаги ложится на легкие, этому способствует учащенное дыхание. Высунутый, обильно смоченный слюной язык позволяет увеличивать площадь испарения и его эффективность.

Вопрос 10. Используя рисунок на с. 94, объясните, как связаны обмен веществ и обмен энергии.

Образующаяся в процессе обмена веществ энергия используется для поддержания температуры тела, совершения работы, роста и развития организма и обеспечения структуры и функции всех клеточных элементов. Т. о., обмен веществ и превращение энергии неразрывно связаны между собой и составляют единое целое.

Вопрос 11. Почему обмен веществ у земноводных и пресмыкающихся протекает более активно, чем у рыб?

У земноводных, да и у пресмыкающихся более совершенные кровеносные системы и органы дыхания.

Вопрос 12. Почему активный обмен веществ у птиц и млекопитающих способствует их широкому распространению на планете?

Многочисленные наблюдения позволяют утверждать, что теплокровные организмы способны поддерживать свой обмен веществ на необходимом для нормальной жизнедеятельности уровне, для чего в процессе эволюции у них сформировались специальные механизмы.

Вопрос 13. Назовите характерные признаки живого организма.

Признаки жизни — это дыхание, питание, выделение веществ, рост и развитие, движение, раздражимость и размножение.

Вопрос 14. Какие органы растений принимают участие в обмене веществ?

В обмене веществ участвуют все органы растений.

Вопрос 15. Какие системы органов животных участвуют в процессах обмена веществ?

В обмене веществ участвуют все органы животного.

Вопрос 16. Почему обмен веществ и энергии является основным признаком живого организма? Как связаны вещество (пища) и энерия (силы)?

Вещества, поступившие извне в клетку организма, не остаются неизменными: прежде чем стать частью его тела, они подвергаются различным превращениям. Вместе с образованием сложных веществ в клетке идёт противоположный процесс — распад сложных соединений на более простые. Это сопровождается выделением энергии, которая расходуется на образование новых веществ, работу различных внутренних органов, поддержание температуры тела.

Вопрос 17. Изучив рисунок на с. 94, ответьте, откуда берётся энергия в пище, которую мы едим.

Энергия в пище, которую мы едим, передается по цепям питания от растений, которые преобразуют солнечную энергию в энергию химических связей в ходе фотосинтеза.

Вопрос 18. Как земноводные и пресмыкающиеся ведут себя при резком понижении температуры среды? Приведите примеры.

Как правило, все рептилии и земноводные обитающие в зонах с умеренным климатом (например, в Европе или Северной Америке), впадают в спячку. Однако, это происходит совсем по—разному, в зависимости от вида животных.

Читайте также:  Проект на тему растения и животные в мире геральдики

Источник

Терморегуляция [Теплорегуляция]

Терморегуляция — это процесс, который обеспечивает способность организма поддерживать температуру тела на определенном уровне вне зависимости от температуры окружающей среды.

В процессе обмена веществ непрерывно происходит образование тепла. Это тепло также непрерывно отдается в окружающую сре­ду.

Наличие постоянной и довольно высокой температуры тела служит отличительным признаком животных, стоящих более вы­соко в эволюционном ряду. Очевидно, такая температура более благоприятна для быстрого протекания химических процессов в организме; она является оптимальной для большинства фермен­тов, действующих в организме теплокровных животных.

Холоднокровные (пойкилотермные) животные

Холоднокровные (пойкилотермные) животные в очень малой степени способны к терморегуляции образования тепла и его отдачи, поэтому темпера­тура тела у них почти соответствует температуре среды или только немного выше ее. К холоднокровным животным относятся все беспозво­ночные, а из позвоночных — рептилии, амфибии, рыбы.

Теплокровные (гомойотермные) животные

Теплокровные (гомойотермные) животные способны к терморегуляции образования тепла в своем теле, так и его отдачи в окру­жающую среду. Благодаря этому температура их тела удержи­вается на определенной высоте — 36-12° (в зависимости от вида животного). К тепло­кровным животным относятся млекопитающие и птицы.

Температура тела

В разных местах тела температура бывает разная в зависимости от положения органа и его кровенаполнения.

Температура разных мест кожи у лошади колеблется от 11 до 35°. Из внутренних органов температура выше всего в печени. Кровь ле­гочной артерии теплее, чем кровь легочной вены, так как в легких происходит отдача тепла.

В течение суток температура тела закономерно колеблется, понижаясь ночью даже в тех случаях, если человек или животное лишается обычного ночного покоя.

Температура тела у человека колеблется с 35,5 до 37°. Температура тела у взрослых животных (по измерениям в пря­мой кишке) следующая (в С°):

Теплопродукция

Тепло образуется во всех органах тела в ре­зультате химических реакций, при которых потенциальная энер­гия органических веществ переходит в конечном итоге в энергию тепловую.

Главная масса тепла образуется в скелетных мышцах, составляющих до 50% веса тела, так как даже при покое мышцы находятся в состоянии небольшого напряжения. Много тепла вырабатывается в сердце, печени, железах. Чем интенсивнее работает орган, тем больше тепла в нем вырабатывается. Особенно велика продукция тепла при мышечной работе.

Постоянство температуры тела у теплокровных, несмотря на разную интенсивность теплопродукции и на колебания температуры окружающей среды, возможно благодаря наличию в организме приспособительных реакций, защищающих его от перегревания или охлаждения. Это достигается терморегуляцией, которая контролирует как продукцию тепла, так и отдачу тепла наружу.

Теплоотдача

Отдача тепла происходит теплопроводностью, тепловое излучение и испарением воды.

Теплопроводность

Под теплопроводностью понимается переход теплоты от одного физического тела, более нагретого, к другому, имеющему более низкую температуру при их соприкосновении (конвекция). Орга­низм отдает свое тепло воздуху или воде. При движении живот­ного или при движении воздуха отдача тепла усиливается. Путем конвекции отдается теплота н внутри организма при согревании вдыхаемого воздуха или при нагревании съеденной пищи и воды. Для такой отдачи тепла большое значение имеет теплопроводность соприкасающейся с телом среды. При сухом воздухе, теплопровод­ность которого низка, потеря тепла меньше, чем при влажном. Содержание малоподвижного и маловлажного слоя воздуха у по­верхности тела с помощью шерстного покрова (у людей с помощью одежды) способствует уменьшению потери тепла. Такую же роль играет и слой подкожного жира.

Тепловое излучение (радиация)

Тепловое излучение или радиация — это свойство физических тел излучать с по­верхности тела инфракрасные лучи. Интенсивность этого излуче­ния возрастает при повышении температуры тела. Чем выше тем­пература поверхности тела, тем больше оно излучает тепла. По­этому теплоотдача путем излучения усиливается при расширении кровеносных сосудов кожи, при сужении же кожных сосудов, наоборот, теплоотдача уменьшается.

Испарение воды

При испарении тепло отдается потому, что для перехода воды из жидкого состояния в парообразное требуется теплота, которая отнимается от поверхности тела. Испарение с поверхности тела зависит от степени влажности воздуха и от его температуры. Чем суше воздух, тем больше испарение. Отдача тепла при испарении имеет большое значение, так как благодаря этому теплота отдает­ся даже тогда, когда температура окружающей среды выше темпе­ратуры тела. Испарение происходит с поверхности тела, с дыха­тельных путей, ротовой полости и с языка.

Регуляция температуры тела

Регуляция температуры тела состоит в выравнивании тепло­продукции и теплоотдачи. Различают химическую и физическую терморегуляцию.

Химическая регуляция

Химическая терморегуляция осуществляется усилением или ослаблением теплопродукции.

Физическая регуляция

Физическая терморегуляция состоит в усилении или ограничении отдачи тепла через кожу и при дыхании. Следует иметь в виду, что большее значение имеет физическая теплорегуляция, так как возможность уменьшения теплопродукции у организ­ма невелика.

Механизмы регуляции

Переохлаждение

Если животному грозит переохлаждение тела, то у него ограничивается теплоотдача с кожи путем сужения кровеносных сосудов и с дыхательных путей — замедлением дыхания. Уменьшается секре­ция потовых желез и тем ограничивается испарение. Одновременно увеличивается продукция тепла путем повышения мышечного то­нуса и сокращениями мышц как путем непроизвольных движений (дрожание), так и усилением движений животным. Повышаются окислительные процессы, особенно в печени.

Перегревание

При перегревании увеличивается теплоотдача с кожи путем расширения ее сосудов и усиленного потоотделения. Испарение одного литра пота отнимает от поверхности тела около 600 кал тепла. Усиливается и учащается дыхание. Одновременно понижает­ся продукция тепла благодаря ограничению движений и расслаб­лению мышц. Уменьшаются и окислительные процессы.

Читайте также:  Вы одобряете содержание диких животных в качестве домашних животных или нет почему

Центр терморегуляции

Регуляция температуры тела осуществляется нервной системой. В субталамической области промежуточного мозга имеется центр терморегуляции, связанный с центрами кро­вообращения, дыхания, с двигательными зонами коры мозга, а также с вегетативной нервной системой. Нагревание терморегуляторного центра (в эксперименте) вызывает понижение температуры тела, я его охлаждение приводит к повышению теплопродукции. Материал с сайта http://wiki-med.com

Терморегуляторный центр может возбуждаться как гуморально (температурой протекающей через него крови), так и рефлекторно (при раздражении теплом или холодом рецепторов кожи). Возбуждение терморегуляторного центра приводит в действие все теплорегуляторные ме­ханизмы: интенсивность окислительных процессов, тонус скелет­ных мышц, сосудодвигательные реакции, секрецию потовых желез, дыхательные движения. Интенсивность окислительных процессов может измениться либо через вегетативную нервную систему, либо путем изменения секреции гормонов щитовидной железы и мозговой части надпочечников. Изменение работы мышц, расши­рение или сужение сосудов, секреция пота, изменение дыхатель­ных движений происходит рефлекторно через сосудодвигательный, дыхательный и потоотделительные центры.

Кора головного мозга

Центр терморегуляции находится, в свою очередь, под контролем коры головного мозга. Если животное подвергается перегреванию в опре­деленной обстановке и у него происходят соответствующие регу­ляторные реакции, то через некоторое время одна только обста­новка (без перегревания) вызовет у него те же реакции, что и перегревание. Таким образом, здесь имеет место условнорефлектор­ная реакция, происходящая при участии коры больших полу­шарий.

Температурные границы жизни

Температурные границы жизни очень широки. Споры многих бакте­рий выдерживают нагревание до 150°, а некоторые из них не теряют жизнеспособности при температуре, близкой к абсолютному нулю. С другой сто­роны, в горячих ключах острова Искьи (Италия) при температуре около 85° живут некоторые инфузории. Здесь еще многое остается недостаточно изученным. Рыб, насекомых и даже млекопитающих можно замораживать и затем осторожно оттаивать. Например, карпов замораживали до 15° ниже нуля и снова, постепенно отгнивая, возвращали к жизни, но замораживание хотя бы на одни градус ниже 15 уже гибельно для животного. Однако из­вестно также, чти при замораживании спермиев в до температуры, близкой к минус 200°, и длительном хранении их при этой температуре значитель­ная их часть сохраняет нормальную жизнеспособность и оплодотворяющую силу.

Источник

Физиология терморегуляции, механизмы, виды и изменения

терморегуляции Это процесс, который позволяет организмам регулировать температуру своего тела, модулируя потерю и накопление тепла. В животном мире существуют разные механизмы регуляции температуры, как физиологические, так и этологические..

Регулирование температуры тела является основной деятельностью для любого живого существа, потому что этот параметр является критическим для гомеостаза тела и влияет на функциональность ферментов и других белков, текучесть мембран, поток ионов и другие..

В своей простейшей форме сети терморегуляции активируются посредством цепи, которая объединяет входы терморецепторов, расположенных в коже, во внутренних органах, в мозге, среди других.

Основные механизмы перед лицом этих холодных или тепловых раздражителей включают вазоконстрикцию кожи, расширение сосудов, выработку тепла (термогенез) и потоотделение. Другие механизмы включают поведение, способствующее или уменьшающее потерю тепла.

Основные понятия: тепло и температура

Чтобы говорить о терморегуляции у животных, необходимо знать точное определение терминов, которые часто путают студентов.

Понимание разницы между температурой и температурой необходимо для понимания терморегуляции животных. Мы будем использовать неодушевленные тела, чтобы проиллюстрировать разницу: вспомним два металлических кубика, один из которых в 10 раз больше другого.

Каждый из этих кубиков находится в комнате при температуре 25 ° С. Если мы измерим температуру каждого блока, оба будут при 25 ° C, хотя один большой, а другой маленький.

Теперь, если мы измерим количество тепла в каждом блоке, результат между ними будет разным. Для выполнения этой задачи мы должны переместить блоки в комнату с абсолютно нулевой температурой и количественно определить количество выделяемого ими тепла. В этом случае теплосодержание в большем металлическом кубе будет в 10 раз выше.

температура

Благодаря предыдущему примеру мы можем сделать вывод, что температура одинакова для обоих и не зависит от количества вещества в каждом блоке. Температура измеряется как скорость или интенсивность движения молекул.

Температура периферических областей, с другой стороны, зависит от притока крови к коже и измеряется в коже рук и ног..

тепла

Типы: тепловые отношения между животными

Эндотерм и экзотерма

Первый член эндотермия, используется, когда животному удается согреться с метаболическим выделением тепла. Противоположной концепцией является ectothermy, где температура животного определяется окружающей средой.

Некоторые животные не могут быть эндотермическими, потому что, хотя они производят тепло, они не делают это достаточно быстро, чтобы удержать его.

Пойкилотерм и гомеотерм

Животное пойкилотерм может самостоятельно регулировать свою температуру посредством поведения. То есть путем определения местоположения в зонах с высокой солнечной радиацией для повышения температуры или для сокрытия от этой радиации для ее снижения.

примеров

рыба

рептилии

Птицы и млекопитающие

Млекопитающие и птицы являются примерами эндотермических и гомеотермических животных. Они метаболически производят температуру своего тела и регулируют ее физиологически. Некоторые насекомые также демонстрируют этот физиологический паттерн.

Способность регулировать его температуру давала этим двум линиям животных преимущество перед их пойкилотермическими аналогами, поскольку они могут устанавливать тепловое равновесие в своих клетках и органах. Это привело к тому, что процессы питания, обмена веществ и выведения становятся более устойчивыми и эффективными.

Читайте также:  Игрушка для ванной сачок с 5 фигурками животных 18х15х2 см в ассортименте

Чередование пространственной и временной эндотермии и эктотермии

Различие между этими четырьмя категориями часто становится запутанным, когда мы рассматриваем случаи животных, которые могут чередоваться между категориями, пространственно или временно.

Временное изменение терморегуляции может быть продемонстрировано млекопитающими, которые переживают периоды зимней спячки. Эти животные обычно гомеотермичны в течение сезонов года, когда они не зимуют, а во время зимовки они не могут регулировать температуру своего тела..

Пространственное изменение происходит, когда животное по-разному регулирует температуру в областях тела. Шмели и другие насекомые могут регулировать температуру своих грудных сегментов и не могут регулировать остальную часть областей. Это условие дифференциальной регуляции называется гетеротермия.

Физиология терморегуляции

Как и любая система, физиологическая регуляция температуры тела требует наличия афферентной системы, центра управления и эфферентной системы..

Первая система, афферентная, отвечает за сбор информации с помощью кожных рецепторов. Впоследствии информация передается в терморегуляторный центр через кровь через нервную систему..

Гипоталамус является терморегуляторным центром, и задачи делятся на потерю тепла и прирост. Функциональная зона, обеспечивающая поддержание тепла, расположена в задней зоне гипоталамуса, в то время как потеря опосредуется передней областью. Этот орган работает как термостат.

Управление системой происходит двойное: положительное и отрицательное, опосредованное корой головного мозга. Эффекторные ответы относятся к поведенческому типу или опосредованы вегетативной нервной системой. Эти два механизма будут изучены позже.

Механизмы терморегуляции

Физиологические механизмы

Механизмы регулирования температуры варьируются в зависимости от типа получаемого стимула, то есть от того, идет ли речь о повышении или понижении температуры. Поэтому мы будем использовать этот параметр, чтобы установить классификацию механизмов:

Регулирование для высоких температур

Чтобы добиться регуляции температуры тела от тепловых раздражителей, организм должен способствовать ее потере. Есть несколько механизмов:

расширение кровеносных сосудов

У людей одной из самых ярких характеристик кровообращения является широкий спектр кровеносных сосудов. Кровообращение в коже имеет свойство сильно варьироваться в зависимости от условий окружающей среды и изменяться от сильных до слабых кровотоков..

Способность вазодилатации имеет решающее значение в терморегуляции людей. Высокий кровоток в периоды повышенной температуры позволяет организму увеличить передачу тепла от ядра тела к поверхности кожи, чтобы окончательно рассеяться.

Когда кровоток увеличивается, объем крови в свою очередь увеличивается. Таким образом, большее количество крови передается от ядра тела к поверхности кожи, где происходит теплообмен. Кровь, теперь более холодная, возвращается в ядро ​​или центр тела..

пот

Наряду с вазодилатацией, образование пота имеет решающее значение для терморегуляции, поскольку помогает рассеиванию избыточного тепла. На самом деле, производство и последующее испарение пота являются основными механизмами организма, чтобы терять тепло. Они также действуют во время физической активности.

Пот представляет собой жидкость, вырабатываемую потовыми железами, называемыми эккринными, и распределяется по всему телу со значительной плотностью. Испарение пота позволяет передавать тепло тела в окружающую среду в виде водяного пара..

Регулирование для низких температур

В отличие от механизмов, упомянутых в предыдущем разделе, в ситуациях падения температуры организм должен способствовать сохранению и выработке тепла следующим образом:

вазоконстрикция

Эта система следует противоположной логике, описанной в вазодилатации, поэтому мы не будем подробно останавливаться на объяснениях. Холод стимулирует сокращение кожных сосудов, тем самым избегая рассеивания тепла.

пилоэрекция

Задумывались ли вы, почему появляются «мурашки по коже», когда мы сталкиваемся с низкими температурами? Это механизм предотвращения потери тепла, называемый пилоэрекцией. Однако, поскольку у людей относительно мало волос в нашем теле, это считается плохо рудиментарной системой.

Когда происходит возвышение каждого волоска, слой воздуха, который вступает в контакт с кожей, увеличивается, что уменьшает конвекцию воздуха. Это уменьшает потерю тепла.

Производство тепла

В первом случае организм производит быстрые и непроизвольные мышечные сокращения (поэтому вы дрожите, когда вам холодно), которые приводят к выработке тепла. Дрожащее производство стоит дорого, если говорить энергетически, поэтому организм прибегнет к нему, если вышеперечисленные системы выйдут из строя..

Вторым механизмом руководит ткань, называемая коричневым жиром (или коричневая жировая ткань, в английской литературе она обычно обобщается под аббревиатурой BAT: коричневая жировая ткань).

Эта система отвечает за разделение производства энергии в процессе обмена веществ: вместо образования АТФ она приводит к выработке тепла. Это особенно важный механизм у детей и мелких млекопитающих, хотя самые последние данные свидетельствуют о том, что он также актуален у взрослых.

Этологические механизмы

Этологические механизмы состоят из всех видов поведения, демонстрируемых животными для регулирования их температуры. Как мы упоминали в примере с рептилиями, организмы могут быть помещены в благоприятную среду, чтобы способствовать или избежать потери тепла.

Различные части мозга участвуют в обработке этого ответа. У людей эти формы поведения эффективны, хотя они и не регулируются так, как физиологические.

Изменения терморегуляции

В течение дня организм испытывает небольшие и деликатные изменения температуры в зависимости от некоторых переменных, таких как циркадный ритм, гормональный цикл и другие физиологические аспекты..

Как уже упоминалось, температура тела управляет огромным спектром физиологических процессов, и потеря регуляции может привести к разрушительным условиям в пораженном организме..

Аналогичным образом, температура ниже 27 ° C приводит к сильной гипотермии. Изменения в нервно-мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной активности имеют летальные последствия.

Несколько органов поражаются, когда терморегуляция не работает должным образом. Среди них сердце, мозг, желудочно-кишечный тракт, легкие, почки и печень..

Источник

Интересные факты из жизни