IB 生物/排泄

概述所有生物体都需要排泄。

排泄的概念对所有生物体都适用。如果过量的毒素、盐分和水分积聚，可能会对该生物体造成严重的伤害。肾脏确保这种情况不会发生，并使正常的机体功能得以继续。如果没有这个系统，生物体最终可能需要花费过量的能量来过滤掉可能导致其死亡的毒素。

指出植物的排泄产物包括氧气和二氧化碳，动物的排泄产物包括呼吸产生的二氧化碳和含氮化合物。

植物的排泄产物包括氧气，动物的排泄产物包括含氮化合物和二氧化碳。

讨论哺乳动物、鸟类和爬行动物不同含氮废物产物与栖息地的关系

任何涉及蛋白质和核酸的代谢都会产生含氮废物，主要废物产物是氨。以某种形式直接排泄氨是处理废物最有效的方法。在鱼类中，氨可以简单地直接排泄，因为它极易溶于水。鱼类主要通过鳃上皮细胞以 NH4+ 的形式排出氨。淡水鱼也吸收钠作为氨的交换物。然而，动物不能排泄纯氨，因为它毒性太强，在没有先稀释的情况下就排泄出去，陆地动物也不能快速地处理掉它。因此，哺乳动物排泄尿素，它比氨毒性低得多，而且排泄需要的水更少，这对陆地生物很重要，因为陆地生物的水更稀缺。最后，鸟类以尿酸的形式排泄氨。它在水中的溶解度远低于氨，因此为鸟类留下了更多水，这在长途迁徙过程中是必需的。尿酸也可以沉淀，这使得卵壳后代能够透气但不透液，因为氨或尿素会渗透到卵壳中。

11.3.1 - 定义排泄

11.3.2 - 画出（并标记）肾脏的结构

11.3.3 - 画出肾小球和相关肾单位的结构，以显示每个部分的功能

11.3.4 - 解释超滤过程

血压迫使体液从肾小球毛细血管穿过鲍氏囊上皮细胞，进入肾小管腔。多孔毛细血管充当过滤器，因为它们的膜允许水和小溶质通过，但不允许血细胞或大分子通过。输出小动脉重新吸收氨基酸、葡萄糖、水和盐分，以及 NH2、多余的水和氯化钠进入亨利氏环。更多的水和钠被吸收，近端小管开始进行管状分泌。未被吸收的大分子进入排泄，集合管将其带到肾锥体。
15-20% 的血浆被过滤到肾小球中，然后通过有孔的毛细血管（多孔）流出。基底膜是肾小球和鲍氏囊之间的蛋白质层，它可以防止血细胞和大型蛋白质进入鲍氏囊。

11.3.5 - 定义渗透调节

11.3.6 - 解释近端小管中葡萄糖、水和盐分的重吸收

在近端小管中，水和盐分的重吸收是选择性的，具体取决于身体的脱水程度。在存在 ADH 的情况下，重吸收的水比没有 ADH 的情况下多得多。微绒毛还有助于扩大表面积，以实现更多的吸收。另一方面，过滤是非选择性的，因为重要的是必需营养物质返回体内，因此糖、维生素和其他有机营养物质被重新吸收回滤液中。有些是主动转运（葡萄糖、氨基酸、钠离子），有些是被动转运（H2O、钾离子、氯离子）。

11.3.7 - 解释亨利氏环、髓质、集合管和 ADH 在维持血液水分平衡中的作用

由于肾脏髓质中盐浓度不断升高，水通过渗透作用从亨利氏环的降支离开肾小管。血液将进入毛细血管，在那里被去除，盐将扩散到滤液中。升支对水不透，允许各种盐分离开。离开亨利氏环的体液浓度低于周围组织，进入髓质的血液将因渗透作用而失去水分，并通过扩散吸收盐和尿素。在升支毛细血管中发生完全相反的情况。当肾脏检测到缺水时，垂体分泌 ADH，这会增加远端小管和集合管壁的通透性。当不存在 ADH 时，壁不透水，水用于稀释尿液。

比较肾动脉和肾静脉中血液的成分，比较肾小球滤液和尿液的成分

肾动脉 - 大分子、更多毒素、含氧、更多盐/离子、更多 H2O、更少 CO2、更多营养物质、为肾脏提供 O2
肾静脉 - 更少毒素、脱氧、更少盐、更少 H2O、更多 CO2、更少营养物质、将血液从肾脏返回心脏，血液中没有废物，含氧量更低，尿素、盐/离子含量更低，CO2 含量更高
肾小球滤液：小分子、氨基酸、葡萄糖、Na+ Cl、NH2、尿素、营养过剩、含氮废物、H+、H2O、激素、维生素
尿液：废物：尿素、Na+、Cl、NH2、H2O、大分子

概述肾透析机结构和作用

血液从患者静脉进入机器，流经部分可透膜的小管，然后进入透析室。该管允许含氮废物从血液扩散到透析液中。由于透析液中没有尿素，尿素会通过膜扩散，从而从体内去除。如果需要，通过扩散从包含循环血液的半透膜小管流过的透析液中向血液添加水和溶质。然后，血液流经气泡捕捉器，然后再重新引入静脉。