在环境低温作用下,机体代谢方式最具特征的改变,是由以碳水化物供热为主,逐步转为以蛋白质脂肪供热为主。低温条件下的人群,其膳食结构也与之相应地改变为以蛋白质、脂肪为主的膳食构成。而这些适应低温环境的人群,尽管大量吃肉、吃高蛋白高脂肪膳、但其血清中总脂含量、胆固醇含量、低密度脂蛋白与极低密度脂蛋白含量,都比同一膳食条件下非低温环境下的人群为低。
低温条件下,膳食蛋白质的供给量虽不要求过高,达到正常供给量的上限即可,但有些氨基酸对机体寒冷适应过程可能是有益的。在低温条件下,水电解代谢发生特殊改变。低温条件下人们的食盐摄取量应稍有增加,否则钠不足将使基础代谢水平降低,而不利于寒冷条件下机体的热平衡。寒冷条件下血中钙含量偏低。
低温下人体内水溶性维生素的代谢变化较大,水溶性维生素的体内营养水平有夏季偏低、而冬季较高的现象。
低温是影响植物产量和分布的一个重要环境因素。在植物的生活史中,如春季的水稻育秧,旱田从播种到出苗,且出苗后的一段时间,还有正在正常生长发育的作物一生,总会遇到低温的威胁。低温的影响主要是冷害和冻害。低温胁迫不仅会导致植物产量的降低,严重时还会造成植株的死亡。
冷害也称寒害,是指0℃以上的低温所致的病害。引起冷害的低温胁迫在植株整个生育过程中均能造成不利的影响,如种子萌发、植株生长、光合、坐果、产量和品质形成等过程。在我国北方农业生产中,玉米、水稻、棉花、甘薯、黄瓜、甜椒等经常发生冷害现象,出现苗弱、植株生长缓慢、叶片黄化、局部坏死、坐果率低等形态特征的变化,光合速率明显降低,导致产量降低和品质下降。此外,冷害引起植物群体生长发育的不均一性,对机械收获十分不利。
冷害降低光合作用,使作物生长缓慢,水分和营养物质运转速度和产量降低。春季低温冷害,使南方早稻烂秧死苗,北方小麦返青、拔节推迟;夏季低温冷害使作物营养生长期延长,生长受到抑制,延迟抽穗;秋季低温冷害则使作物幼穗发育受阻,花粉发育不正常,空壳率增加,如棉花表现为不能及时吐絮,霜后花增多,产量和质量下降。热带植物遭受冷害后,导致细胞失水,代谢紊乱,水分和营养物质的运转受到抑制。我国热带、亚热带地区的橡胶、椰子、香蕉、咖啡和可可等植物,在遇到0℃或0℃以上低温时就会受害。椰子受害后,叶片枯萎,果实凋缩;香蕉果实受害后,果皮产生很多黑点,果皮变黑,果肉褐变而不能食用。
植物遭冷害后,细胞溶液冻结,壁膜分离损伤。越冬作物如冬小麦、油菜及某些宿根牧草和饲料等遭受冻害后,主要表现为大面积死苗。果树林木受冻害后,枝条木质部变为褐色,甚至干枯死亡。瓜类苗期冻害导致较长时间缓苗甚至僵苗,更重者全株受冻变黑而枯死。霜冻害使植物组织中溶液冻结成冰,导致其受伤或死亡。春播作物、果树开花和越冬作物返青后易发生晚霜冻,秋作物及果子未成熟时,露地蔬菜尚未收获时易发生早霜冻。
细胞膜系统是低温冷害作用的首要部位。植物细胞膜在低温下有液晶态转变为凝胶态。膜收缩,结果导致细胞膜透性上升,膜酶和酶系功能改变,使植物细胞代谢发生变化,功能紊乱。如细胞膨压丧失,胞质流动减小等,最终造成对植物的冷害。膜系统损伤首先是冷冻引发的严重脱水所致。低温引起植物胞外或胞内结冰,由于胞外空间冰点较高且有一些灰尘或冰核细菌作冰核,所以胞外先于胞内形成冰晶。冰晶溶液比液态溶液的水势低得多,并且温度越低水势差值越大,因而胞内的水分通过质膜流出,导致细胞严重脱水。
低温影响自由基的消除也能损伤膜的结构。在正常条件下,植物体内自由基的产生和清除之间处于平衡状态。植物的自由基清除剂主要包括过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(SuperOxideDismutase,SOD)、抗坏血酸等。在一定的低温范围内,它们的含量或活性表现上升,有利于保持植物体内自由基的产生和清除之间的平衡,不致造成膜脂过氧化。但在低温冷害条件下,活性氧自由基产生明显增加,而自由基清除量下降,自由基积累。当自由基的积累超过阈值时,就会引起膜脂过氧化。植物组织中膜脂过氧化产物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)大量积累,膜发生渗漏,膜透性上升,电解质外渗,细胞质相对电导率上升,造成细胞膜系统的严重损伤。
低温影响植物的光合作用。低温冷害条件下,植物的光合作用强度下降。低温胁迫不仅使光合机构叶绿体的结构和功能受破坏,如被膜和类囊体膜断裂,基粒垛叠消失,基质内出现小泡,整个叶绿体显著膨胀,而且使叶绿素的合成受抑。此外,低温冷害下,由于细胞失水造成气孔阻力增加,从而使二氧化碳的吸收受阻,间接降低光合作用的速度。在低温冷害条件下,植物的呼吸代谢也表现异常。冷害初期,植物的呼吸作用有所加强,以后又下降。同时,有氧呼吸降低,无氧呼吸增加,不仅造成有毒物质如乙酸、氯原酸等的积累,而且植物体内大量有机物质被消耗,导致植物处于“饥饿”状态,这是植物形成弱苗和死苗的主要原因。
低温还导致蛋白质分解加强。在低温条件下,植物细胞产生自溶水解酶或溶酶体,释放出水解酶,加速蛋白质的分解过程,而无等速的合成,造成蛋白质的匮乏和有毒水解产物的积累。水稻遭受低温后,叶片中可溶性蛋白质含量下降。随着蛋白质的减少,游离氨基酸和游离氨大量积累,低温处理后,脯氨酸的增加极显著,且随胁迫时间的延长而不断增加。低温对植物的另一个伤害是蛋白质变性。低温破坏植物蛋白质键能较弱的疏水键,蛋白质失去了二、三、四级构型,使蛋白质发生变性。
低温影响植物激素的形成。植物受低温胁迫后,内源激素原来的平衡状态被破坏,反映出促进生长的激素减少,而抑制生长的激素增加。低温引起植物生长素含量明显下降,脱落酸(ABA)含量增加。
温度对在温室、塑料大棚中生长的植物的影响也是巨大的。温室植物除对室温有要求外,对地温也有要求,进行适温管理非常必要,通常适宜的地温是15~20℃。温度高时,根系呼吸旺盛,因缺氧而发生病害;温度低时,根系不能吸收养分、水分,特别是磷、氮等元素。在低温时吸收受阻,使植物叶片易形成花青素,叶片浓绿,生育迟缓。
影响人体基础代谢的因素主要有:
1、体表面积与体型。基础代谢消耗的能量随体表面积增大而增加,瘦高体型的人比矮胖体型的人基础代谢高。基础代谢与体内去脂组织含量的多少也有关系,去脂组织含量高,基础代谢也高,因为去脂组织在代谢中的相对耗热量大于脂肪组织。
2、年龄。处于生长发育期的婴幼儿基础代谢消耗的能量高,随着年龄的增长,基础代谢消耗的能量逐渐降低。
3、性别。基础代谢消耗的能量女性比男性约低5%~10%,但女性在孕期基础代谢消耗的能量会明显增高。
4、内分泌。许多腺体分泌的激素对细胞代谢起调节作用,如甲状腺、肾上腺、垂体等,当其分泌失调时会影响基础代谢消耗的能量。服用甲壳素可调节人体内分泌,能有效改善糖尿病,并能起到辅助治疗的作用。
人体在清醒而极端安静情况下,不受精神紧张、肌肉活动、食物和环境温度等因素影响时的能量代谢率。测定基础代谢率,要在清晨未进早餐以前,静卧休息半小时(但要保持清醒),室温维持20℃上下,按间接测热法利用仪器进行测定。
扩展资料:
同化作用与异化作用的平衡 各种生物的新陈代谢,在生长、发育和衰老阶段是不同的。幼婴儿、青少年正在长身体的过程中,需要更多的物质来建造自身的机体,因此新陈代谢旺盛,同化作用占主导位置。
到了老年、晚年,人体机能日趋退化,新陈代谢就逐渐缓慢,同化作用与异化作用都有所下降,但始终保持平衡(前提是健康)。
基础代谢率的测定,是临床诊断甲状腺疾病的主要辅助方法,甲状腺机能亢进时,基础代谢率可明显升高,甲状腺机能低下时基础代谢率则明显降低。
计算公式:
1、基础代谢率%=(脉率+脉压)-111(Gale)
2、基础代谢率%=0.75×(脉率+脉压差×0.74)-72(Read)
3、基础代谢率%=1.28×(脉率+脉压差)-116(Kosa)
——基础代谢率
——基础代谢
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