Характеристика животных Обмен веществами животного с внешней средой. Базальный метаболизм

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Характеристика животных Обмен веществами животного с внешней средой. Базальный метаболизм

Содержание

2. Все животные, как правило, 1. получают нужную для жизнедеятельности энергию с пищей, 2. используют в процессе
3. Таблица 1 Масса тела животных организмов. [73] Жгутиковый паразит диаметром 4 мкм 0.0000004 г Свободно живущее
4. Животные различаются не только по Мт, но и по форме тела. Форма тела важна, так как
5. Для шара его объем U, внешняя и относительная поверхности тела, S и Sотн, равняются: U =
6. Таблица 2 Коэффициент k в уравнении S = k•М 0..67 различается у животных, показывая различие их
7. Законы химии говорят: Если в реакциях распада вещества начальные продукты одинаковы и конечные продукты одинаковы, то
8. Энергию для своей жизнедеятельности животные получают с пищей, в которую входят белки, жиры и углеводы. В
9. Таблица 3 Калорийность, Дыхательный Калорический ккал/г коэффициент эквивалент О2, ккал/л Углеводы 4,2 1,00 5,05 Белки 4,6
10. Прямая калориметрия- -измерение выделяемого организмом тепла в специальных термоизолированных камерах позволяет определить количество энергии, потраченной на
11. Поступившая с пищей энергия используется для: · обменных процессов · структурных изменений · внешней работы ·
12. Рис. 2 . Схема молекулы аденозинтрифосфорной кислоты [80]
13. Фосфатную связь в аденозинфосфатах называют энергетической валютой. Ее разрыв в АТФ происходит в местах, необходимых для
14. Рис. 3. Главные этапы трансформации энергии в организме животного на примере окисления углеводов (СН2О)n [66]. І
15. Примерные подсчеты показывают [66]: энергия, запасенная в фосфатных связях АТФ и АДФ, расходуется на: 20-25% -
16. В условиях двигательного и эмоционального покоя, комфортных температуры и влажности среды, при отсутствии работы пищеварительного тракта
17. Рис. 4. Интенсивность базального метаболизма в зависимости от массы тела теплокровного, [73].
18. БМ (ккал/сут) = 70 Мт (кг)0,75 БМ (мл 02/мин) = 10 Мт (кг)0,75 БМ (мл 02
19. Таблица 4 Базальный метаболизм и относительная поверхность тела у млекопитающих с разной массой тела [71]
20. У всех плацентарный млекопитающих температура ядра тела равна 37.8 ± 0.4 Со.. у птиц 40-42оС Таблица
21. Таблица 6. Базальный метаболизм у млекопитающих (Davson, Hulbert, 1970), по: [55]
22. Рис. 5. Коэффициент b, равный 0.75 для ряда теплокровных на рис. 4, может оказаться «статистическим артефактом»,
23. Величина БМ зависит от возраста: чем больше возраст, тем ниже БМ. Привожу формулы, учитывающие этот фактор
24. Задача 1 Съели 50 г белков, 29 г жиров и 200 г углеводов Сколько калорий потребили?
25. Решение задачи 1 Потребили калорий 50 • 4.2 = 210 ккал 29 • 9.4 = 272.6
26. Задача 2. Найти поверхность тела, общую и относительную, S = k∙Мт0.67 для Мт у мыши 30
27. Решение задачи 2 Мышь 8 ∙ 300.67 = 78 см2 или 78 / 30 = 2.6
28. Задача 3 Найти БМ для тех же животных БМ (ккал/сут) = 70 Мт (кг)0.75 БМ (мл
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Все животные, как правило,
1. получают нужную для жизнедеятельности
энергию с

пищей,
2. используют в процессе метаболизма
атмосферный кислород,
3. имеют двигательный (мышечный) аппарат,
обеспечивающий им адаптацию во внешней среде.

Слайд 3

Таблица 1
Масса тела животных организмов. [73]
Жгутиковый паразит диаметром 4 мкм 0.0000004

г
Свободно живущее простейшее диаметром 50 мкм 0.00002 г
Холоднокровные
Бычок филиппинский длиной 1 см 0.015 г
Акула китовая длиной 33 м 15 000 000 г
Теплокровные
Колибри красная 2 г
Землеройка карликовая белозубка 2.5 г
Слон африканский 7 500 000 г
Кит синий 150 000 000 г

Слайд 4

Животные различаются не только по Мт, но и по форме тела.
Форма

тела важна, так как от нее зависит величина
его относительной поверхности Sотн
(ее площадь, приходящаяся на единицу Мт).
Для очень мелких организмов, например, для одноклеточных,
через эту поверхность происходит обмен веществами
с окружающей средой.
Для более крупных животных, особенно, для теплокровных,
потери тепла из крови происходят с поверхностей,
отделяющих животного от внешней среды – с поверхности легкого и, особенно много, с поверхности тела из кожных сосудов.

Слайд 5

Для шара его объем U, внешняя и относительная поверхности тела, S

и Sотн, равняются:
U = 4/3•π•R3 (см3) S = 4•π•Ŗ2 (см2) Ѕотн = S / М (см2/г),
где М - масса (г), ρ – плотность, равная М / U (г/см3)
Ѕотн = 3∙ρ/ R
Видим, чем больше линейный размер шара (его R),
тем меньше его относительная поверхность (S / М)
У шара наименьшая величина Ѕотн. (при ρ = 1 г/см3)
S = 4.8•М0,67 (см2) S / М = 4.8•М-0,33 (см2/г)
4.8 (см2/г) = k,
коэффициент, учитывающий плотность структуры
и переводящий показания М (г) в показания S (см2 )

Слайд 6

Таблица 2
Коэффициент k в уравнении S = k•М 0..67 различается у

животных, показывая различие их формы
Для шара k=4.8 см2/г
k, см2/г
Байкальский тюлень с прижатыми ластами 6.5
Еж 7.5
Овца 8.4
Мышь, крыса, свинья, корова 8.4 –9
Кролик, собака, лошадь 10
Обезьяна, человек 11-12
Птицы, рыба, лягушки. черепаха 10
Змея 12
Летучая мышь 58

Слайд 7

Законы химии говорят:
Если в реакциях распада вещества
начальные продукты одинаковы

и конечные продукты одинаковы,
то количество энергии, выделенное при этих реакциях,
также одинаково
вне зависимости от стадий и скорости этого распада.

Слайд 8

Энергию для своей жизнедеятельности животные
получают с пищей, в которую входят белки,

жиры и углеводы.
В пищеварительном тракте эти вещества расщепляются на аминокислоты, глицерин, жирные кислоты и моносахара
и с кровью переносятся к клеткам.
В протоплазме клеток они превращаются в простейшую
2-углеродную форму СН3СО, которая с коферментом А
транспортируется в митохондрии.
В митохондриях из них образуются молекулы СО2
и электроны с протонами,
которые с молекулой кислорода образуют воду.
Основная часть свободной энергии образуется в митохондриях

Слайд 9

Таблица 3
Калорийность, Дыхательный Калорический
ккал/г коэффициент эквивалент О2,

ккал/л
Углеводы 4,2 1,00 5,05
Белки 4,6 0,80 4,76
Жиры 9,4 0,71 4,65
Для расчетов при смешанной пище калорийностью 4.8 ккал:
1 л О2 = 4.8 ккал; 1 ккал =208 мл О2

Дыхательный коэффициент ДК – отношение объема выделенного СО2
к объему потребленному О2.
Чем меньше в питательном веществе кислорода, тем ниже его ДК.

Слайд 10

Прямая калориметрия-
-измерение выделяемого организмом тепла
в специальных термоизолированных камерах
позволяет определить

количество энергии,
потраченной на различные типы деятельности.
Непрямая калориметрия-
-оценка поступившей и израсходованной
в организме энергии
по количеству потребленного им кислорода

Слайд 11

Поступившая с пищей
энергия используется для:
· обменных процессов
· структурных изменений
· внешней

работы
· внешней продукции
При этом большая часть
энергии переходит
· в тепло (40-50%)

Рис. 1. Схема энергетического обмена животного [66]

Слайд 12

Рис. 2 . Схема молекулы аденозинтрифосфорной кислоты [80]

Слайд 13

Фосфатную связь в аденозинфосфатах
называют энергетической валютой.
Ее разрыв в

АТФ происходит в местах,
необходимых для жизнедеятельности клетки -
клетка «расплачивается» ею за энергоемкие процессы:
синтез веществ, транспорт веществ в клетке
и через внешнюю мембрану,
мышечное сокращение, электрические потенциалы.
При этом 1 М АТФ при разрыве одной связи выделяет от 7.3 до 3.4 ккал в случае разрыва последней связи в АМФ
Образование фосфатных связей происходит
в протоплазме, но, в основном, в Мх. [29].

Слайд 14

Рис. 3. Главные этапы трансформации энергии в организме животного на примере

окисления углеводов (СН2О)n [66]. І – окисление (о), ІІ – фосфорилирование (р), ІІІ – расщепление, гидролиз (h) АТФ, ІV – физиологическая работа (А); n и р – число молей кислорода и неорганического фосфата (Фн). Подробности о видах энергии, ΔН, ΔGp и TΔS0 в тексте.

Слайд 15

Примерные подсчеты показывают [66]:
энергия, запасенная в фосфатных связях
АТФ и

АДФ, расходуется на:
20-25% - обновление ферментов и структур клетки,
10-12% - осмотическую работу по переносу ионов,
12-15% - работу сердца и дыхательных мышц

Слайд 16

В условиях двигательного и эмоционального покоя,
комфортных температуры и

влажности среды,
при отсутствии работы пищеварительного тракта
и специфически-динамического действия пищи
потребление энергии в организме животного
становится минимальным.
Уровень минимальных энерготрат, при котором поддерживается жизнедеятельность клеток и тканей,
называют основным обменом
или базальным метаболизмом (БМ)

Слайд 17

Рис. 4. Интенсивность базального метаболизма в
зависимости от массы тела теплокровного,

[73].

Слайд 18

БМ (ккал/сут) = 70 Мт (кг)0,75
БМ (мл 02/мин) = 10

Мт (кг)0,75
БМ (мл 02 /(мин∙кг) = 10 Мт (кг)-0,25

Слайд 19

Таблица 4
Базальный метаболизм и относительная поверхность тела
у млекопитающих с разной массой

тела [71]

Слайд 20

У всех плацентарный млекопитающих температура ядра тела
равна 37.8 ± 0.4

Со.. у птиц 40-42оС

Таблица 5
Температура тела плацентарных млекопитающих
с разной массой тела (Morrison, Ryser, 1952), по: [73]

Слайд 21

Таблица 6.
Базальный метаболизм у млекопитающих
(Davson, Hulbert, 1970), по: [55]

Слайд 22

Рис. 5. Коэффициент b, равный 0.75 для ряда теплокровных на

рис. 4, может оказаться
«статистическим артефактом», в случае использования данных для разных видов животных
(на рисунке показаны 3 вида от мыши до быка), зависимость метаболизма
каждого из которых соответствует a∙Мт0.67 (Неusner, 1982), по: [73].

Слайд 23

Величина БМ зависит от возраста: чем больше возраст, тем ниже БМ.

Привожу формулы, учитывающие этот фактор у человека:
для мужчин
БМ = 71.2 х Мт0.75 х [1 – 0.004 х (30 - А) + 0.010 х (В – 43.4)],
для женщин
БМ = 65.8 х Мт0.75 х [1 – 0.001 х (30 - А) + 0.018 х (В – 42.1)],
где БМ - ккал/сут; Мт - кг; А- возраст, годы; В - рост, см / Мт0.33, кг.
Например, у женщины
Мт 60 кг (600.75 = 21.6), А 25 лет, рост 165 см, В 165/600.33 = 42.7
БМ = 65.8 х 21.6 х [1–0.001 х 5 + 0.018 х (42.7– 42.1)] =1430∙ккал/сут.
Согласно этим уравнениям,
после 30 лет ВМ снижается ежегодно на 0.4%. [62].

Слайд 24

Задача 1
Съели
50 г белков, 29 г жиров и 200 г

углеводов
Сколько калорий потребили?
Сколько кислорода использовали?
Калорийность, ккал/г:
белков 4.2, жиров 9.4, углеводов 4.6
1 ккал = 208 мл О2 1л О2= 4.8 ккал

Слайд 25

Решение задачи 1
Потребили калорий
50 • 4.2 = 210 ккал
29 •

9.4 = 272.6 ккал
200 • 4.6 = 920 ккал
Всего 1402.6 ккал
Израсходовали кислорода
1402.6 • 208 = 291740.8 мл О2
292 л О2

Слайд 26

Задача 2.
Найти поверхность тела, общую и относительную,
S = k∙Мт0.67 для

Мт
у мыши 30 г (k = 8 см2/г, Мт0.67 = 9.765 г )
у человека 6∙104 г (k = 12 см2/г, Мт0.67 = 1589.9 г)
у слона 3∙106 г (k = 10 см2/г, Мт0.67 = 21861 г)

Слайд 27

Решение задачи 2
Мышь
8 ∙ 300.67 = 78 см2 или

78 / 30 = 2.6 см2/г
Человек
12 ∙ (60000)0.67 = 19078 см2
19078 / 60000 = 0.32 см2/г
Слон
10 ∙ (3000000)0.67 = 218611 см2
218611 / 3000000 = 0.073 см2/г

Слайд 28

Задача 3
Найти БМ для тех же животных
БМ (ккал/сут) = 70 Мт

(кг)0.75
БМ (мл 02/(мин∙кг) = 10 Мт (кг)-0.25
Мт (кг)0.75
у мыши 0.0721 кг, человека 21.56 кг, слона 405.36 кг

Характеристика животных Обмен веществами животного с внешней средой. Базальный метаболизм

Содержание

Все животные, как правило,1. получают нужную для жизнедеятельности энергию с

Таблица 1Масса тела животных организмов. [73]Жгутиковый паразит диаметром 4 мкм 0.0000004

Животные различаются не только по Мт, но и по форме тела.Форма

Для шара его объем U, внешняя и относительная поверхности тела, S

Таблица 2Коэффициент k в уравнении S = k•М 0..67 различается у

Законы химии говорят: Если в реакциях распада вещества начальные продукты одинаковы

Энергию для своей жизнедеятельности животныеполучают с пищей, в которую входят белки,

Таблица 3 Калорийность, Дыхательный Калорический ккал/г коэффициент эквивалент О2,

Прямая калориметрия- -измерение выделяемого организмом теплав специальных термоизолированных камерах позволяет определить

Поступившая с пищей энергия используется для:· обменных процессов· структурных изменений· внешней

Рис. 2 . Схема молекулы аденозинтрифосфорной кислоты [80]

Фосфатную связь в аденозинфосфатах называют энергетической валютой. Ее разрыв в

Рис. 3. Главные этапы трансформации энергии в организме животного на примере

Примерные подсчеты показывают [66]: энергия, запасенная в фосфатных связях АТФ и

В условиях двигательного и эмоционального покоя, комфортных температуры и

Рис. 4. Интенсивность базального метаболизма в зависимости от массы тела теплокровного,

БМ (ккал/сут) = 70 Мт (кг)0,75 БМ (мл 02/мин) = 10

Таблица 4Базальный метаболизм и относительная поверхность телау млекопитающих с разной массой

У всех плацентарный млекопитающих температура ядра тела равна 37.8 ± 0.4

Таблица 6. Базальный метаболизм у млекопитающих (Davson, Hulbert, 1970), по: [55]