Transcript Slide 1

Chapter 25
‫الباب الخامس والعشرون‬
Control of Body Temperature and Water
Balance
‫التحكم في درجة حرارة الجسم و االتزان المائي‬
PowerPoint Lectures for
Biology: Concepts & Connections, Sixth Edition
Campbell, Reece, Taylor, Simon, and Dickey
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
Lecture by Richard L. Myers
Translated by Nabih A. Baeshen
Introduction: Chilling Out
‫ التبريد‬: ‫مقدمة‬
 Homeostasis
‫االتزان الحيوي‬
– Maintenance of steady internal conditions despite fluctuations in the
external environment
‫– القدرة على الحفاظ على ظروف وأحوال داخلية مستقرة بالرغم من التقلبات في البيئة الخارجية‬
 Examples of homeostasis
‫امثلة على االتزان الحيوي‬
– Thermoregulation—the maintenance of internal temperature
within narrow limits
‫– التنظيم الحراري – القدرة على الحفاظ على درجة الحرارة الداخلية ضمن حدود ضيقة‬
– Osmoregulation—the control of the gain and loss of water and
solutes
‫– التنظيم االسموزي – و هو القدرة على التحكم باكتساب وفقدان الماء و المواد الذائبة‬
– Excretion—the disposal of nitrogen-containing wastes
‫– االخراج – و هو عملية التخلص من المخلفات المحتوية على النتروجين‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
THERMOREGULATION
‫التنظيم الحراري‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
25.1 An animal’s regulation of body temperature helps maintain
homeostasis
‫تنظيم الحيوان لدرجة حرارة جسمه يساعد على الحفاظ على االتزان الحيوي‬
 Thermoregulation
‫التنظيم الحراري‬
– The process by which animals maintain an internal temperature within
a tolerable range
‫– العملية التي يمكن بها للحيوان المحافظة على درجة حرارة الجسم الداخلية ضمن مدى يمكن تحمله‬
 Ectothermic animals
‫الحيوانات خارجية الحرارة‬
– Absorb heat from their surroundings
‫– تمتص الحرارة من البيئة المحيطة‬
– Many fish, most amphibians, lizards, most invertebrates
‫ ومعظم الالفقاريات‬,‫ السحالي‬,‫ معظم البرمائيات‬,‫– العديد من االسماك‬
 Endothermic animals
‫الحيوانات داخلية الحرارة‬
– Derive body heat mainly from their metabolism
‫– يستمد حرارة الجسم بصفة رئيسية من عملية االيض‬
– Birds, mammals, a few reptiles and fish, many insects
‫ العديد من الحشرات‬, ‫ القليل من الزواحف و االسماك‬, ‫ الثدييات‬, ‫– الطيور‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
25.2 Heat is gained or lost in four ways
‫يتم اكتساب او فقدان الحرارة بأربع طرق‬
 Heat exchange with the environment may occur by
‫– قد يحصل تبادل الحرارة مع البيئة المحيطة من خالل‬
– Conduction
‫التوصيل‬
– Convection
‫الحمل الحراري‬
– Radiation
‫االشعاع‬
– Evaporation
Radiation
‫االشعاع‬
‫التبخير‬
Convection
‫الحمل الحراري‬
Mechanisms of
heat exchange
‫اليات تبادل الحرارة‬
Conduction
‫التوصيل‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
Evaporation
‫التبخير‬
25.3 Thermoregulation involves adaptations that balance heat
gain and loss
‫يتضمن التنظيم الحراري التكيفات التي تعمل على االتزان بين اكتساب وفقدان‬
‫الحرارة‬
 Five general categories of adaptations promote
thermoregulation
‫ هناك خمسة فئات عامة من التكيفات التي تشجع على التنظيم الحراري‬
1-Increased metabolic heat production
‫ زيادة انتاج الحرارة االيضية‬-1
– Hormonal changes boost metabolic rate in birds and mammals
‫ تعمل التغيرات الهرمونية على رفع معدل االيض في الطيور و الثدييات‬– Shivering
‫ االرتجاف‬– Increased physical activity
– Honeybees cluster and shiver
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫ زيادة االنشطة الجسدية‬‫ تزاحم نحل العسل و االرتجاف‬-
25.3 Thermoregulation involves adaptations that balance heat
gain and loss
‫يتضمن التنظيم الحراري التكيفات التي تعمل على االتزان بين اكتساب وفقدان الحرارة‬
2- Insulation ‫العزل‬
– Hair
‫الشعر‬
– Feathers
‫الريش‬
– Fat layers ‫الطبقات الدهنية‬
3- Circulatory adaptations ‫التكيفات الخاصة بالدورة الدموية‬
– Increased or decreased blood flow to skin
‫– زيادة او انخفاض تدفق الدم الى الجلد‬
– Large ears in elephants
‫– االذان الكبيرة في الفيلة‬
– Countercurrent heat exchange
‫– تبادل حرارة التيار المعاكس‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
25.3 Thermoregulation involves adaptations that balance heat
gain and loss
‫يتضمن التنظيم الحراري التكيفات التي تعمل على االتزان بين اكتساب وفقدان الحرارة‬
4- Evaporative cooling
– Sweating
– Panting
‫التبريد بالتبخر‬
‫التعرق‬
‫اللهث‬
5- Behavioral responses
‫االستجابات السلوكية‬
– Used by endotherms and ectotherms
‫– وتستخدم من قبل الحيوانات داخلية الحرارة و خارجية الحرارة‬
– Examples :‫امثلة‬
–
Moving to the sun or shade ‫االنتقال نحو الشمس او الظل‬
–
Migrating ‫الهجرة‬
–
Bathing ‫السباحة‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
OSMOREGULATION
AND EXCRETION
‫التنظيم االسموزي واإلخراج‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫‪25.4 Animals balance the gain and loss of water and solutes‬‬
‫‪through osmoregulation‬‬
‫تعمل الحيوانات على االتزان بين اكتساب وفقدان الماء و المواد الذائبة من خالل التنظيم االسموزي‬
‫الكائنات ذات التوافق االسموزي‬
‫‪ Osmoconformers‬‬
‫‪– Have the same internal solute concentration as seawater‬‬
‫– تمتلك نفس تركيز المواد الذائبة الداخلية كمياه البحر‬
‫‪– Many marine invertebrates are osmoconformers‬‬
‫– تعتبر العديد من الالفقاريات البحرية كائنات ذات توافق اسموزي‬
‫‪ Osmoregulators control their solute concentrations‬‬
‫‪ ‬الكائنات ذات التنظيم االسموزي لها القدرة على التحكم في تراكيز موادها المذابة‬
‫اسماك المياه العذبة ‪ Freshwater fishes‬‬
‫تكتسب الماء بالخاصية االسموزية ‪– Gain water by osmosis‬‬
‫تخرج الماء الفائض ‪– Excrete excess water‬‬
‫تضخ الملح عبر الخياشيم ‪– Pump salt across their gills‬‬
‫‪Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.‬‬
‫ اكتساب الماء اسموزيا من خالل الخياشيم‬Osmotic water gain through gills
and other parts of body surface
‫و االجزاء االخرى لسطح الجسم‬
Uptake of‫امتصاص بعض‬
some ions ‫االيونات‬
‫في الغذاء‬
in food
‫ امتصاص‬Uptake of
salt by
‫الملح عن‬
‫ طريق الخياشيم‬gills
‫اخراج كميات‬
‫كبيرة من الماء‬
‫في البول المخفف‬
‫من الكلى‬
Excretion of
large amounts of
water in dilute
urine from kidneys
Osmoregulation in a perch, a freshwater fish
‫التنظيم االسموزي في سمك شعور المياه العذب‬
25.4 Animals balance the gain and loss of water and solutes
through osmoregulation
‫تعمل الحيوانات على االتزان بين اكتساب وفقدان الماء و المواد الذائبة من خالل‬
‫التنظيم االسموزي‬
 Saltwater fish ‫اسماك المياه المالحة‬
– Lose water by osmosis
– Drink seawater
– Pump out excess salt
‫فقدان الماء اسموزيا‬
‫شرب المياه المالحة‬
‫ضخ الملح الفائض الى الخارج‬
 Land animals ‫حيوانات اليابسة‬
– Gain water by drinking and eating
‫اكتساب الماء من خالل الشرب و االكل‬
– Lose water by evaporation and waste disposal
‫فقدان الماء من خالل التبخر و طرح المخلفات‬
– Conserve water using
‫تحتفظ بالماء مستخدمة‬
– Kidneys
– Behavior adaptations
‫الكلى‬
‫التكيفات السلوكية‬
– Waterproof skin
‫الجلد العازل للماء‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫اكتساب الماء‬
‫و الملح من‬
‫الغذاء ومن خالل‬
‫شرب مياه البحر‬
Gain of water and
salt from food
and by drinking
seawater
Osmotic water loss
through gills and other
parts of body surface
‫فقدان الماء اسموزيا من خالل الخياشيم‬
‫و اجزاء اخرى من سطح الجسم‬
‫اخراج الملح‬
‫من الخياشيم‬
‫اخراج االيونات الزائدة‬
‫و كميات صغيرة‬
‫من المياه في البول‬
Excretion of
‫الضئيل من الكلى‬
Salt from gills
Excretion of excess
ions and small
amounts of water
in scanty urine
from kidneys
Osmoregulation in a cod, a saltwater fish
‫ من اسماك المياه المالحة‬،‫التنظيم االسموزي في سمك القد‬
25.5 EVOLUTION CONNECTION: A variety of ways to dispose of
nitrogenous wastes have evolved in animals
‫ هناك العديد من الطرق التي تطرح بها المخلفات النتروجينية خارج جسم الحيوان‬: ‫رابطة تطورية‬
 Nitrogenous wastes are toxic breakdown products of protein
‫ تعتبر المخلفات النتروجينية نواتج سامة لتحليل البروتين‬
 Animals dispose of nitrogenous wastes such as
‫ تتخلص الحيوانات من المخلفات النتروجينية مثل‬
1-Ammonia (NH3) ‫)امونيا (غاز النشادر‬
Poisonous
Soluble in water
Easily disposed of by aquatic animals
‫سامة‬
‫الذوبان في الماء‬
‫تتخلص منها الحيوانات المائية بسهولة‬
2- Urea ‫البولينا‬
Less toxic
Easier to store
Some land animals save water by excreting uric acid (dry waste)
‫اقل سمية‬
‫سهلة التخزين‬
‫بعض حيوانات اليابسة تحتفظ بالماء عن طريق اخراج الحامض البولي وهو في الحقيقة مخلف جاف‬
3- Urea and uric acid take energy to produce
‫يتطلب انتاج البولينا والحامض البولي بذل طاقة‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫‪Nitrogenous bases‬‬
‫‪Nucleic acids‬‬
‫‪Amino acids‬‬
‫احماض امينية‬
‫قواعد نتروجينية‬
‫احماض نووية‬
‫‪Proteins‬‬
‫البروتينات‬
‫‪—NH2‬‬
‫‪Amino groups‬‬
‫مجموعة االمين‬
‫‪Mammals, amphibians, Birds and many other‬‬
‫‪sharks, some bony‬‬
‫‪reptiles, insects, land‬‬
‫الطيور و العديد من‬
‫‪fishes‬‬
‫‪snails‬‬
‫الثديات ‪ ,‬البرمائيات ‪ ,‬القروش‬
‫وبعض االسماك العظمية‬
‫الزواحف االخرى ‪,‬الحشرات‬
‫وحلزونات اليابسة‬
‫‪Uric acid‬‬
‫‪Urea‬‬
‫الحامض البولي‬
‫البولينا‬
‫‪Most aquatic animals,‬‬
‫‪including most fishes‬‬
‫معظم الحيوانات المائية‬
‫بما فيها معظم االسماك‬
‫‪Ammonia‬‬
‫االمونيا‬
‫‪Nitrogen‬‬‫‪containing‬‬
‫‪metabolic‬‬
‫‪waste‬‬
‫‪products‬‬
‫المخلفات االيضية‬
‫المحتوية على‬
‫النتروجين‬
25.6 The urinary system plays several major roles in homeostasis
‫يلعب الجهاز البولي عدة ادوار رئيسية في عملية االتزان الحيوي‬
 The excretory system
– Expels wastes
– Regulates water balance
– Regulates ion balance
 Nephrons
‫الجهاز االخراجي‬
‫يطرد المخلفات‬
‫ينظم االتزان المائي‬
‫ينظم االتزان االيوني‬
)‫الوحدات البولية (النفرونات‬
– Functional units of the kidneys
‫الوحدات الوظيفية للكلى‬
– Extract a filtrate from the blood ‫استخالص المواد الراشحة من الدم‬
– Refine the filtrate to produce urine ‫تنقية المواد الراشحة إلنتاج البول‬
 Urine
– Ureters drain the kidneys
– Stored in the urinary bladder
– Expelled through the urethra
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫البول‬
‫يفرغ الحالبان الكليتين‬
‫يخزن في المثانة البولية‬
‫يطرح من خالل المجرى البولي‬
‫‪Anatomy of the human excretory system‬‬
‫تشريح الجهاز االخراجي في االنسان‬
‫االورطى‬
‫‪Aorta‬‬
‫الوريد االجوف ‪Inferior‬‬
‫‪vena cava‬‬
‫السفلي‬
‫‪Kidney‬‬
‫الكلية‬
‫‪Urinary bladder‬‬
‫المثانة البولية‬
‫‪Renal artery and vein‬‬
‫الشريان و الوريد الكلوي‬
‫‪Ureter‬‬
‫الحالب‬
‫‪Urethra‬‬
‫المجرى البولي‬
Renal cortex
‫قشرة الكلية‬
Renal medulla
‫نخاع الكلية‬
Renal pelvis
‫حوض الكلية‬
Ureter
‫الحالب‬
)‫تشريح الجهاز االخراجي في االنسان )قطاع طولي في الكلية‬
Anatomy of the human excretory system (L.Sec. Kidney)
Bowman’s
Capsule
‫محفظة بومان‬
Renal artery
‫الشريان الكلوي‬
Renal vein
‫الوريد الكلوي‬
Tubule
‫انيبيبة‬
Renal cortex
‫قشرة الكلية‬
Collecting
Duct
‫انبوبة جامعة‬
Renal medulla
‫نخاع الكلية‬
To
renal
Pelvis
‫الى حوض‬
‫الكلية‬
Anatomy of the human excretory system C.Sec. Kidney
)‫تشريح الجهاز االخراجي في االنسان (قطاع عرضي في الكلية‬
‫ محفظة‬Bowman’s
‫ بومان‬capsule
‫ شرين متفرع‬Arteriole
from renal
‫ عن الشريان‬artery
‫الكلوي‬
‫شرين خارج‬
‫من‬
‫الكبة‬
Glomerulus
‫الكبة‬
1 Proximal tubule
‫انيبيبة قريبة‬
Capillaries
‫شعيرات دموية‬
Arteriole
from
glomerulus
3 Distal
Tubule
‫انيبيبة بعيدة‬
‫ فرع من الوريد‬Branch of
renal vein
‫الكلوي‬
From
another
Nephron
‫من وحدة‬
‫بولية اخرى‬
) ‫ انشوطة (التواء‬2
‫هنلي يكسوها شبكة‬
‫من الشعيرات الدموية‬
Loop of Henle
with capillary
network
Collecting
Duct
‫انبوبة جامعة‬
Anatomy of the human excretory system (Diagram of a Nephron)
)‫تشريح الجهاز االخراجي في االنسان (رسم توضيحي للوحدة البولية‬
25.7 Overview: The key processes of the urinary system are
filtration, reabsorption, secretion, and excretion
, ‫ اعادة االمتصاص‬, ‫ العمليات الرئيسية للجهاز البولي الترشيح‬: ‫مراجعة شاملة‬
‫االفراز واإلخراج‬
 Filtration
‫الترشيح‬
– Blood pressure forces water and many small solutes into the nephron
‫– يدفع ضغط الدم الماء و العديد من المواد المذابة الصغيرة الى الوحدة البولية‬
 Reabsorption
‫اعادة االمتصاص‬
– Valuable solutes are reclaimed from the filtrate
‫– يتم استعادة المواد الذائبة النافعة من الراشح‬
 Secretion
‫االفراز‬
– Excess H+ and toxins are added to the filtrate
‫– يضاف الفائض من ايون الهيدروجين و السموم الى الراشح‬
 Excretion
‫االخراج‬
– The final product, urine, is excreted
‫– يتم اخراج المنتج النهائي وهو البول‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
‫الترشيح‬
Filtration
‫انيبيبة الوحدة البولية‬
Nephron tubule
‫اعادة االمتصاص‬
‫االفراز‬
Reabsorption Secretion
H2O, other small molecules
‫ وجزيئات صغيرة اخرى‬, ‫الماء‬
‫االخراج‬
Excretion
Urine
‫البول‬
Interstitial fluid
‫السائل البين نسيجي‬
Capillary
‫شعيرة دموية‬
Major processes of the urinary system
‫العلميات الرئيسية للجهاز البولي‬
25.8 Blood filtrate is refined to urine through reabsorption and
secretion
‫يتم تنقية راشح الدم لتكوين البول من خالل اعادة االمتصاص و االفراز‬
 Reabsorption in the proximal and distal tubules removes
Nutrients, Salt, Water
‫ يزيح اعادة االمتصاص في االنيببات القريبة والبعيدة المواد المغذية والملح والماء‬
 pH is regulated by
‫ يتم تنظيم االس الهيدروجيني من خالل‬
– Reabsorption of HCO3–
‫اعادة امتصا ص ايون البيكربونات‬
– Secretion of H+
‫افراز ايون الهيدروجين‬
 High NaCl concentration in the medulla promotes
reabsorption of water
‫ يشجع تركيز كلوريد الصوديوم العالي في نخاع الكلية على اعادة امتصاص الماء‬
 Antidiuretic hormone (ADH) regulates the amount of
water excreted by the kidneys
‫ الهرمون المضاد للتبول – ينظم كمية الماء التي يتم التخلص منها عن طريق الكليتين‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
25.9 CONNECTION: Kidney dialysis can be a lifesaver
‫الديلزة (غسل الكلى) يمكن ان يكون منقذا للحياة‬: ‫رابطة تطبيقية‬
 Compensating for kidney failure
‫ التعويض عن الفشل الكلوي‬
 A dialysis machine
‫ جهاز غسل الكلى‬
– Removes wastes from the blood
‫– ازاحة المخلفات من الدم‬
– Maintains its solute concentration
‫– المحافظة على تركيز المواد المذابة في الدم‬
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
Line from artery ‫خط من الشريان‬
‫الى الجهاز‬
to apparatus
Pump
‫مضخة‬
Line from ‫خط من‬
apparatus ‫الجهاز‬
‫الى الوريد‬
to vein
‫انابيب مصنوعة من‬
‫اغشية لها خاصية‬
‫نفاذ اصطفائية‬
Tubing made of a
selectively permeable
membrane
Dialyzing
solution
‫محلول‬
‫الغسل‬
‫ محلول الغسل الطازج‬Fresh dialyzing Used dialyzing
solution
solution
(with urea and
‫ محلول الغسل المستعمل‬excess ions)
Kidney dialysis. ‫عملية غسل الكلى‬
‫به البولينا و فائض االيونات‬
You should now be able to
‫ما ينبغي عليك معرفته بعد االنتهاء من هذا الباب‬
1- Explain how bear physiology adjusts during dormancy
‫ اشرح كيف يمكن لفيزيولوجيا الدب ان يتكيف اثناء السبات‬-1
2- Describe four ways that heat is gained or lost by an animal
‫ صف الطرق االربعة التي بها تكتسب الحرارة او تفقد في الحيوان‬-2
3-Describe five categories of adaptations that help animals thermoregulate
‫ صف الفئات الخمس للتكيفات التي تساعد الحيوانات على التنظيم الحراري‬-3
4- Compare the osmoregulatory problems of freshwater fish, saltwater fish, and terrestrial animals
‫ قارن بين مشاكل التنظيم االسموزي في اسماك المياه العذبة و اسماك البحار و حيوانات اليابسه‬-4
5- Compare the three ways that animals eliminate nitrogenous wastes
‫ قارن بين الطرق الثالث التي تتخلص بها الحيوانات من المخلفات النتروجينية‬-5
6- Describe the structure of the human kidney
‫ صف تركيب كلية االنسان‬-6
7- Explain how the kidney promotes homeostasis
‫ اشرح كيف يتأتى للكلية ان تحفز عملية االتزان الحيوي‬-7
8 - Describe four major processes that produce urine
‫ صف الطرق الرئيسية االربع التي بها ينتج البول‬-8
9- Describe the key events in the conversion of filtrate into urine
‫ صف االحداث الرئيسية التي بها يتم تحويل الراشح الى بول‬-9
Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.
Excretion in Plants
‫اإلخراج فى النبات‬
Excretion in Plants ‫اإلخراج فى النبات‬
Excretion of Gases (‫)إخراج الغازات‬
 Excess of CO2 or O2 in the leaves exit through stomata to the
air.
‫ فى الورقة يخرج عبر الثغور إلى الهواء‬O2 ‫ أو‬CO2 ‫ الفائض من‬
 Or they are brought by phleom and xylem from anywhere in
the plant body to where there are stomata to exit to the air
‫ أو أن يقوم اللحاء و الخشب بنقلهما من أى مكان فى جسم النبات إلى حيث توجد الثغور‬
‫لخروجهما للهواء‬
- They can also penetrate external cell surfaces directly to the air
‫ كما يمكنها النفاذ مباشرة عبر سطوح الخاليا الخارجية إلى الهواء‬-
Excretion in Plants ‫اإلخراج فى النبات‬
Excretion of water (‫)إخراج الماء‬
 Guttation (‫)اإلدماع‬
- Secretion of water and its solutes
by hydathodes found in the leafs
epidermis of some plants in
hummed environment.
‫ هو إفراز الماء والمواد المذابة فيه عن طريق‬‫الثغور المائية الموجودة في بشرة أوراق بعض‬
.‫النباتات المائية‬
 Transpiration (‫)النتح‬
- Water evaporates from the surface
of leaves through stomata
‫ يتبخر الماء من سطح األوراق عبر الثغور‬-
Water droplets (‫)نقيطات الماء‬
Excretion in Plants ‫اإلخراج فى النبات‬
Excretion of Nitrogenous Compounds
‫ إخراج المركبات النتروجينية‬
– Terrestrial plants convert excess amino acids into uric acid and
Keto acids by deamination and deposited as crystals in the leafs
→
‫– تحول النباتات األرضية الفائض من األحماض األمينية إلى الحمض البولي واألحماض الكيتونية‬
‫بعملية نزع األمين‬
– In Aquatic plants the excess of amino acids are converted to
ammonia and keto acids; ammonia exit outside the plant through
stomata
‫– فى النباتات المائية يتم تحليل الفائض من األحماض األمينية إلى غاز األمونيا وأحماض كيتونية‬
‫ويخرج غاز األمونيا إلى خارج النبات عبر الثغور‬
‫اإلخراج فى النبات ‪Excretion in Plants‬‬
‫)اإلخراج بالغدد الملحية( ‪Excretion by Salt glands‬‬
‫‪– Excretion of excess salts outside‬‬
‫‪plant body by special salt‬‬
‫‪glands as in halophytes‬‬
‫– يتم إخراج الفائض من األمالح إلى خارج جسم‬
‫النبات بواسطة غدد ملحية متخصصة كما هو‬
‫الحال في النباتات الملحية‪.‬‬
‫‪Salt crystals‬‬
‫بللورات الملح‬