Контрольная работа по «Физиология и этология сельскохозяйственных животных»

К условным рефлексам  второго и более высокого порядка  относятся условные рефлексы, вырабатываемые на словесный сигнал (слово представляет здесь сигнал, на который ранее был образован условный рефлекс при подкреплении его безусловным стимулом).

Через рефлекторные дуги осуществляются ответные приспособительные  реакции на действие раздражителей, т.е. рефлексы.

Рецепторы воспринимают действие раздражителей, возникает поток импульсов, который передается на афферентное звено и по нему поступает к нейронам нервного центра. Нервный центр воспринимает информацию с афферентного звена, осуществляет её анализ и синтез, определяет биологическую значимость, осуществляет формирование программы действия и в виде потока эфферентных импульсов передает её на эфферентное звено. Эфферентное звено обеспечивает проведение программы действия от нервного центра к рабочему органу. Рабочий орган осуществляет свойственную ему деятельность.

Рефлексы в организме  чаще осуществляются с участием желез  внутренней секреции, гормонов. Совместная рефлекторно-гормональная регуляция  является основной формой регуляции  в организме.

Специальное звено обратной афферентации (звено функциональной системы) воспринимает параметры совершенного рабочим органом действия (ответной реакции) и передает эту информацию в нервный центр. Нервный центр воспринимает обратную информацию с рабочего органа о совершенном действии.

 

Условные рефлексы приобретаются пчелами в течение их жизни и относятся к индивидуальному поведению пчел. Например, молодые пчелы, прежде чем начать полевую работу, каждая порознь и в разное время, готовятся к полету за взятком, делают ориентировочные (ознакомительные) облеты. Окраска ульев в разные цвета способствует приобретению пчелами условного рефлекса на цвет и предупреждает залеты их в чужие ульи. Тот или иной запах цветов растений заставляет пчел вырабатывать условный рефлекс на посещение определенных цветков, так как запах связан с пищей. Точно так же обильное выделение нектара цветками различных растений в разное время дня способствует образованию условного рефлекса на посещение цветков в строго определенные часы.

 

Способность к образованию  условных рефлексов у птиц развита во много раз лучше, чем у пресмыкающихся. Этой способностью люди пользуются при разведении домашних птиц. У кур, например, легко и быстро вырабатываются условные рефлексы: они сбегаются к месту кормления, вечером возвращаются на насесты и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №5

 

Осмотическое  давление – сила, с которой растворитель переходит через полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови вычисляют криоскопическим методом путем определения точки замерзания крови (депрессии), которая для нее равна 0,56 – 0,58 С. Осмотическое давление крови в среднем составляет 7,6 атм. Оно обусловлено растворенными в ней осмотически активными веществами, главным образом неорганическими электролитами, в значительно меньшей степени – белками. Около 60% осмотического давления создается солями натрия (NаСl).

Осмотическое давление определяет распределение воды между  тканями и клетками. Функции клеток организма могут осуществляться лишь при относительной стабильности осмотического давления. Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий осмотическое давление, одинаковое с кровью, они не изменяют свой объем. Такой раствор называют изотоническим, или физиологическим. Это может быть 0,85% раствор хлористого натрия. В растворе, осмотическое давление которого выше осмотического давления крови, эритроциты сморщиваются, так как вода выходит из них в раствор. В растворе с более низким осмотическим давлением, чем давление крови, эритроциты набухают в результате перехода воды из раствора в клетку. Растворы с более высоким осмотическим давлением, чем давление крови, называются гипертоническими, а имеющие более низкое давление – гипотоническими.

Онкотическое  давление – часть осмотического давления, создаваемого белками плазмы. Оно равно 0,03 – 0,04 атм, или 25 – 30 мм рт.ст. Онкотическое давление в основном обусловлено альбуминами. Вследствие малых размеров и высокой гидрофильности они обладают выраженной способностью притягивать к себе воду, за счет чего она удерживается в сосудистом русле. При снижении онкотического давления крови происходит выход воды из сосудов в интерстициальное пространство, что приводит к отеку тканей. При повышенном давлении начинается обезвоживание тканей.

Кислотно-основное (щелочное) равновесие крови (рН)– активная реакция крови обусловлена соотношением водородных и гидроксильных ионов. Для определения активной реакции крови используют водородный показатель рН – концентрацию водородных ионов, которая выражается отрицательным десятичным логарифмом молярной концентрации ионов водорода. В норме рН – 7,36 (реакция слабоосновная); артериальной крови – 7,4; венозной – 7,35. При различных физиологических состояниях рН крови может изменяться от 7,3 до 7,5. Активная реакция крови является жесткой константой, обеспечивающей ферментативную деятельность. Крайние пределы рН крови, совместимые с жизнью, равны 7,0 – 7,8. Сдвиг реакции в кислую сторону называется ацидозом, который обусловливается увеличением в крови водородных ионов. Сдвиг реакции крови в щелочную сторону называется алкалозом. Это связано с увеличением концентрации гидроксильных ионов ОН и уменьшением концентрации водородных ионов.

В организме животного всегда имеются условия для сдвига активной реакции крови в сторону ацидоза или алкалоза, которые могут привести к изменению рН крови. В клетках тканей постоянно образуются кислые продукты. Накоплению кислых соединений способствует потребление белковой пищи. Напротив, при усиленном потреблении растительной пищи в кровь поступают основания. Поддержание постоянства рН крови является важной физиологической задачей и обеспечивается буферными системами крови. К буферным системам крови относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.

Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих  в кровь кислот и щелочей, тем самым препятствуя сдвигу активной реакции крови. В организме в процессе метаболизма в большей степени образуется кислых продуктов. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз превышают запасы кислых, их рассматривают как щелочной резерв крови.

Гемоглобиновая буферная система на 75% обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный  гемоглобин. Оксигемоглобин обычно бывает в виде калиевой соли. В капиллярах тканей в кровь поступает большое количество кислых продуктов распада. Одновременно в тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочно-реагирующих солей гемоглобина, последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде Н2О и СО2.

Карбонатная буферная система  по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н2СО3) и бикарбонатом натрия или  калия (NaНСО3, КНСО3) в пропорции 1/20. Если в кровь поступает кислота, более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает, например, бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Угольная кислота под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на Н2О и СО2, последний выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.

Фосфатная буферная система  состоит из натрия дигидрофосфата (NаН2РО4) и натрия гидрофосфата (Nа2НРО4). Первое соединение обладает свойствами слабой кислоты и взаимодействует с поступившими в кровь щелочными продуктами. Второе соединение имеет свойства слабой щелочи и вступает в реакцию с более сильными кислотами.

Белковая буферная система  осуществляет роль нейтрализации кислот и щелочей благодаря амфотерным свойствам: в кислой среде белки плазмы ведут себя как основания, в основной – как кислоты.

Буферные системы имеются  и в тканях, что способствует поддержанию  рН тканей на относительно постоянном уровне. Главными буферами тканей являются белки и фосфаты.

Поддержание рН осуществляется также с помощью легких и почек. Через легкие удаляется избыток  углекислоты. Почки при ацидозе  выделяют больше кислого одноосновного  фосфата натрия, а при алкалозе – больше щелочных солей: двухосновного  фосфата натрия и бикарбоната натрия.

Щелочной резерв – это показатель функциональных возможностей буферной системы крови; представляет собой количество двуокиси углерода (в мл), которое может быть связано 100 мл плазмы крови, предварительно приведенной в равновесие с газовой средой, в которой парциальное давление двуокиси углерода составляет 40 мм ртутного столба. Это запас щелочных веществ в крови, который во много раз превышает запас кислых.

 

Перечисленные факторы являются неотъемлемым условием поддержания постоянства внутренней среды организма, или гомеостаза. Сбой в поддержании рН крови может привести к коматозному состоянию, или даже смерти. Сбой в поддержании осмотического давления ведет к уменьшению или увеличению эритроцитов в крови, что в одном из случаев ведет к образованию тромбов, разрывам мелких сосудов и пр. Сбой в поддержании онкотического давления ведет к отеку или обезвоживанию тканей, затруднению обмена веществ, асфиксии вследствие разбухания слизистых оболочек и т.д. Щелочной резерв крови поддерживает постоянное нормальное соотношение кислых и щелочных веществ в крови (при поступлении в кровь избытка кислых веществ щелочной резерв предохраняет организм от различных патологических состояний, вызванных сдвигом в кислую сторону.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №6

 

Обмен веществ и энергии – совокупность химических и физических превращений веществ, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой. Обмен веществ и энергии отличает живой организм от мертвого. Сущность заключается в поступлении веществ в организм, их усвоении, использовании и выделении продуктов обмена. Одновременно происходит превращение одних видов энергии в другие (потенциальная энергия химических связей, механическая, тепловая, электрическая). Ассимиляция – усвоение питательных веществ корма, превращение их в собственные белки, жиры и углеводы организма, накопление энергии. Диссимиляция – распад сложных веществ организма, освобождение энергии, образование конечных продуктов метаболизма.

Обмен веществ и энергии  включает три этапа:

превращение веществ  в пищеварительном тракте, всасывание в кровь и лимфу;

превращение веществ  в органах и тканях;

выделение конечных продуктов  обмена.

Различают общий, основной и промежуточный обмен. Общий обмен – обмен между организмом и средой в обычных условиях жизни. Общий обмен зависит от вида животных, породы, возраста, пола, массы тела, физиологического состояния (беременность, лактация), продуктивности, а также от внешних факторов – климатических условий, метеорологических факторов, кормления, содержания и др. Основной обмен – минимальный уровень обмена, необходимый для поддержания жизненно важных функций организма. Определяют при следующих условиях: комфортная температура помещения (сбалансированы теплопродукция и теплоотдача), состояние физиологического покоя, натощак. Млекопитающие самых разных размеров — от мыши (масса тела 20 г) до человека (70 кг) и борова (130 кг) — обладают примерно одинаковым основным обменом, если рассчитывать его на единицу площади поверхности тела. Причина сходства значений состоит в том, что тепло рассеивается в окружающую среду каждым квадратным сантиметром поверхности тела, следовательно, для сохранения температуры тела на постоянном уровне образование энергии должно соответствовать площади поверхности тела животного. Площадь поверхности тела пропорциональна квадрату его линейных размеров, масса — кубу линейных размеров, поэтому, чем больше тело животного, тем выше у него соотношение «масса/поверхность». Это означает, что каждый грамм массы тела мелкого теплокровного должен вырабатывать значительно больше энергии, чем такая же масса в организме крупного животного. Величина основного обмена зависит, прежде всего, от площади поверхности тела, которую легко можно определить по специальным номограммам или формулам. Для этого достаточно знать массу тела и его длину (рост). Кроме площади поверхности тела основной обмен зависит от пола и возраста.

Принципиально важно, что  в обычных условиях существования  величина основного обмена не может  быть уменьшена. Снижение основного обмена происходит только при длительном голодании. Усиление же метаболизма могут вызвать многочисленные факторы. Самым сильным из них является специфическое динамическое действие пищи, прием смешанной пищи увеличивает основной обмен примерно на 5—20%, белковой — больше.

Промежуточный обмен  – это превращение веществ  после всасывания из пищеварительного канала; происходит в клетках и  тканях.

Общие принципы регуляции  обмена веществ и энергии и  значение регуляции – приспособить уровень обмена веществ и энергии к потребностям организма. Регуляция обменных процессов происходит на трех уровнях:

1. клеточном – автоматическая регуляция на уровне клетки;
2. гуморальном – главным образом при помощи гормонов. Гормоны влияют на синтез и активность ферментов, проницаемость мембран;
3. нервном – нервная система воздействует на обменные процессы (трофическое влияние) в тканях, на деятельность эндокринных органов, на поступление крови в органы и ткани. Центр всех видов обмена – в гипоталамусе.

Регуляция обмена энергии  тесно связана с регуляцией обмена веществ. Участвуют кора больших полушарий, гипоталамус, вегетативная нервная система, из желез внутренней секреции – гипофиз, щитовидная и поджелудочная железы, надпочечники, половые железы.

Интенсивность обмена можно  определить по разности между  энергетической ценностью всей потребленной пищи и энергетической ценностью всей потребленной пищи и энергетической ценностью всех экскретов (балансовые опыты). Другой способ оценки обмена веществ и энергии основан на определении общей теплопродукции организма; учитывается всё использованное «топливо», и практически определения параметров обменных процессов проводят, помещая организм в калориметр.

 

Приход энергии рассчитывают по энергетической ценности питательных веществ корма. Расход энергии определяют по количеству освобожденной из организма теплоты. Разработаны два метода определения расхода энергии: прямая и непрямая калориметрия. Прямая калориметрия – измерение количества теплоты, выделяемой организмом с поверхности тела в калориметрических камерах или с помощью инфракрасных датчиков. Методы достаточно точные, но сложные в техническом отношении. Непрямая калориметрия – расчет теплопродукции по дыхательному коэффициенту (ДК): ДК= СО2/О2 (отношение объема выделенного СО2 к объему потребленного О2). Газообмен у мелких животных определяют в респирационных камерах, у крупных – путем сбора воздуха, выдыхаемого ими через респираторы в воздухонепроницаемых мешках. При этом определяют объем воздуха, выдыхаемого за определенное время, и содержание в нем О2 и СО2. Вычисляют ДК. Значения ДК зависят от того, какие вещества во время исследования окислялись в организме. При окислении одних и тех же веществ в организме потребляется определенное количество кислорода, выделяется определенное количество диоксида углерода и освобождается определенное количество энергии (теплота).