動(dòng)物排泄水離子與滲透壓高效調(diào)節(jié)

1、動(dòng)物排泄水離子與滲透壓高效調(diào)節(jié) 一、主要的排泄器官 二、含氮廢物的排泄 三、海水內(nèi)動(dòng)物的離子及調(diào)節(jié) 四、半咸水和淡水動(dòng)物離子及滲透調(diào)節(jié) 五、陸地生活動(dòng)物的保水問(wèn)題 一、主要的排泄器官一、主要的排泄器官1、伸縮泡 淡水原生動(dòng)物、海綿動(dòng)物和海產(chǎn)纖毛蟲(chóng)所有，是調(diào)節(jié)水鹽平衡的細(xì)胞器，但是胞內(nèi)廢物的排泄主要是通過(guò)體表排除。 2、原腎型排泄器官 為扁形動(dòng)物、假體腔動(dòng)物的排泄系統(tǒng)，由外胚層內(nèi)陷形成的排泄管分布在身體兩側(cè)，分支到器官、組織內(nèi)部，末端為管狀細(xì)胞和帽狀細(xì)胞。開(kāi)口只在體表，體內(nèi)沒(méi)有開(kāi)口?？苫厥諒慕M織中滲透進(jìn)入排泄管中的鉀和鈉等離子，重要是排出從體表滲透入體內(nèi)多余的水分。3、后腎型排泄器官 主要見(jiàn)于真

2、體腔無(wú)脊椎動(dòng)物（軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等），其內(nèi)端通過(guò)漏斗開(kāi)口于體腔或圍心腔，外端開(kāi)口于體表或外套腔內(nèi)。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，可以分為好多段，周圍有豐富的血管，血液中的代謝產(chǎn)物滲透進(jìn)入腎，腎口可收集體腔中的代謝產(chǎn)物，經(jīng)膀胱從排泄孔排出。軟體動(dòng)物的后腎管 4、馬氏管 存在于節(jié)肢動(dòng)物，是發(fā)生在中腸和后腸交界處的盲管，分布于混合體腔的血淋巴液中。馬氏管主動(dòng)把鉀離子分泌到管腔中，由于滲透作用，水也被動(dòng)進(jìn)入管腔，結(jié)果在小管內(nèi)形成富含鉀離子的液體，從小管流入后腸，在后腸水和溶質(zhì)大部分被重吸收，而尿酸沉淀下來(lái)，這又促進(jìn)水的進(jìn)一步重吸收，減少了水分的喪失，適應(yīng)了陸地干燥環(huán)境。 5、 觸角腺 甲殼動(dòng)物所有，由末囊、

3、迷路、（腎管）、膀胱組成，開(kāi)口于大觸角基部，形成尿的過(guò)程是濾過(guò)重吸收再加排泄管的分泌作用。甲殼類的含氮廢物通過(guò)鰓排出，而不是排泄器官。6、腎臟 功能腎單位腎小囊腎小球腎小管近端小管髓袢細(xì)段遠(yuǎn)端小管袢升細(xì)段袢升粗段遠(yuǎn)曲小管袢降粗段近曲小管袢降細(xì)段腎小體 尿的形成 腎小球的濾過(guò)作用 腎小管和集合管的重吸收作用 腎小管和集合管的分泌作用 腎功能的調(diào)節(jié) 神經(jīng)調(diào)節(jié)：交感神經(jīng)興奮入球小動(dòng)脈收縮血 量過(guò)濾率尿量 體液調(diào)節(jié)：血液滲透濃度ADH集合管通 透性尿濃縮 血量腎素-血管緊張素- 醛固酮 縮血管 腎小管對(duì)鈉 離子的重吸收 二、含氮廢物的排泄二、含氮廢物的排泄1、含氮食物的代謝蛋白質(zhì)氨基氨（尿素或尿酸）核

4、酸嘌呤（次黃嘌呤）黃嘌呤尿酸尿囊素尿囊酸尿素氨 核酸嘧啶氨 各種動(dòng)物排出的含氮終產(chǎn)物不同，主要排氨、排尿酸、排尿素，主要與動(dòng)物的生活環(huán)境有關(guān)（能得到水的情況）。主要含氮廢物特點(diǎn)主要排此含氮廢物的動(dòng)物氨分子小，毒性大，溶于水大多數(shù)水生無(wú)脊椎動(dòng)物和真骨魚(yú)、一些兩棲類尿素易溶于水，毒性較低少數(shù)硬骨魚(yú)、軟骨魚(yú)、兩棲類、哺乳類尿酸不溶于水現(xiàn)代爬行類、鳥(niǎo)類、陸生昆蟲(chóng) 有些動(dòng)物，氨基氮和嘌呤氮都以同一種形式排出，如鳥(niǎo)類都以尿酸的形式排出，但另外一些則不同，分別以不同形式排出，如哺乳動(dòng)物以尿素排出氨基氮以尿酸或尿囊素排出嘌呤氮。 在哺乳動(dòng)物中只有人、猿猴、一種狗的嘌呤氮不以尿囊素排出，因缺乏尿酸酶。當(dāng)尿酸的產(chǎn)

5、生量和排出量失去平衡時(shí)，尿酸沉積在人體內(nèi)，引起關(guān)節(jié)腫大、疼痛，稱為痛風(fēng)病。 無(wú)脊椎動(dòng)物的含氮廢物排泄無(wú)脊椎動(dòng)物的含氮廢物排泄 大部分水生無(wú)脊椎動(dòng)物排氨，氨溶于水很容易從與水接觸的表面擴(kuò)散出去。多數(shù)陸生無(wú)脊椎動(dòng)物是排尿酸，但排氨和尿素的并不是沒(méi)有，某些陸生的等足類甲殼動(dòng)物通過(guò)體表來(lái)排泄氨，營(yíng)養(yǎng)好的蚯蚓也是排氨的。陸生渦蟲(chóng)和蚯蚓排尿素。有些昆蟲(chóng)不排出尿酸甚至把尿酸堆積到身體各部分，來(lái)減少水的喪失，因此這些昆蟲(chóng)就不需要水來(lái)排泄含氮廢物。在蜘蛛，鳥(niǎo)嘌呤是主要的排泄物，由氨基氮合成的。魚(yú)鱗上銀灰色的光澤是由鳥(niǎo)嘌呤的結(jié)晶造成的。 脊椎動(dòng)物含氮廢物的排泄脊椎動(dòng)物含氮廢物的排泄 脊椎動(dòng)物含氮排泄方式多樣 板鰓

6、類把尿素留到體內(nèi)來(lái)保持高的滲透壓。 真骨魚(yú)多數(shù)排氨氮，90%主要從鰓排泄，10%從腎臟排出。非洲肺魚(yú)水中生活時(shí)主要排氨，但當(dāng)其在干泥內(nèi)的繭中夏眠時(shí)，轉(zhuǎn)為排尿素，并積蓄在血液中。 兩棲類排氨或尿素。蛙和蟾蜍的蝌蚪主要排氨，而成體則排尿素。 爬行類排出含氮代謝產(chǎn)物的形式是與其生活環(huán)境有關(guān)。如生活在水中的龜，尿中含氨和尿素較多，尿酸量很微少，而陸生龜，尿中尿酸含量則占含氮量的一半以上。蜥蜴和蛇主要排尿酸，鱷主要排氨。 鳥(niǎo)類主要排尿酸。 哺乳類主要排尿素 水水 、離子及滲透壓調(diào)節(jié)、離子及滲透壓調(diào)節(jié) 1、有些動(dòng)物的體液滲透壓和水環(huán)境基本接近，并可隨著水環(huán)境滲透壓的變化而變化，稱為滲壓隨變動(dòng)物滲壓隨變動(dòng)物

7、。如貽貝、小長(zhǎng)臂蝦，這類動(dòng)物沒(méi)有調(diào)節(jié)滲透壓的能力，但具有調(diào)節(jié)離子的能力。 2、有些動(dòng)物的體液滲透壓比較穩(wěn)定，具有滲透壓調(diào)節(jié)的能力，稱為滲壓調(diào)節(jié)動(dòng)物滲壓調(diào)節(jié)動(dòng)物。 三、三、 海水動(dòng)物的水、離子及滲透調(diào)節(jié)海水動(dòng)物的水、離子及滲透調(diào)節(jié) 海水無(wú)脊椎動(dòng)物的離子及滲透調(diào)節(jié)海水無(wú)脊椎動(dòng)物的離子及滲透調(diào)節(jié)多數(shù)海產(chǎn)無(wú)脊椎動(dòng)物為滲壓隨變動(dòng)物，但有的具離子調(diào)節(jié)。如十足類甲殼動(dòng)物尿中所含的鎂離子和硫酸根離子濃度比血液的高。水母只調(diào)節(jié)硫酸根，使其比海水內(nèi)的低，排出較重的硫酸鹽，利于漂浮。有些海產(chǎn)無(wú)脊椎動(dòng)物為滲壓調(diào)節(jié)動(dòng)物。如長(zhǎng)臂蝦體液的滲透壓比海水的低；有些昆蟲(chóng)的幼體既可在海水也可在淡水生活，其可飲海水，過(guò)多的鹽通過(guò)馬氏

8、管和直腸腺排出； 有些動(dòng)物環(huán)境滲透壓低時(shí)可把體液的滲透壓調(diào)高，而在環(huán)境滲透壓高時(shí)就成為滲壓隨變動(dòng)物了，如岸蟹。有些環(huán)境滲透壓高時(shí)又能使體液滲透壓比環(huán)境低，此類動(dòng)物生活在河口和半咸水內(nèi)。 海水脊椎動(dòng)物的離子及滲透調(diào)節(jié)海水脊椎動(dòng)物的離子及滲透調(diào)節(jié) 現(xiàn)存的脊椎動(dòng)物除盲鰻外血液的電解質(zhì)濃度都比海水低。 七鰓鰻：與真骨魚(yú)一樣，血液的滲透濃度比海水低，面臨著保水排離子的問(wèn)題。 軟骨魚(yú)：大多數(shù)生活在海水中，血液無(wú)機(jī)離子與真骨魚(yú)差不多，但由于血液中保留著大量的尿素和氧化三甲基氨，使血液的滲透壓與海水相等或稍高，避免了水的喪失。雖不飲水，但一些水和離子可通過(guò)食物進(jìn)入體內(nèi)，離子也可通過(guò)鰓進(jìn)入體內(nèi)，多余的離子通過(guò)腎

9、臟和直腸腺排出。 硬骨魚(yú)：體液滲透壓比海水低，有脫水危險(xiǎn)，海水離子濃度高于體液，有通過(guò)體表擴(kuò)散到體內(nèi)的趨勢(shì)，又喝海水，因此必須保水排離子。海水硬骨魚(yú)全身覆蓋鱗片，減少了從體表滲出的水分，另外它們不斷吞咽海水補(bǔ)充水分，多余的鹽分從鰓壁的泌綠腺排出體外，鰓排一價(jià)離子，腎排二價(jià)離子。而且腎小球數(shù)目少或沒(méi)有，排尿量少。 呼吸空氣的海洋動(dòng)物：雖沒(méi)有像魚(yú)那樣鰓滲透失水和離子擴(kuò)散到體內(nèi)的問(wèn)題，但食物中含高濃度的無(wú)機(jī)離子，必須保水排離子。四、半咸水和淡水動(dòng)物的離子及滲透壓調(diào)節(jié)四、半咸水和淡水動(dòng)物的離子及滲透壓調(diào)節(jié) 半咸水和淡水中的無(wú)脊椎動(dòng)物半咸水和淡水中的無(wú)脊椎動(dòng)物 滲壓隨變動(dòng)物不能耐受太大的濃度變化，不能進(jìn)

10、入濃度很低的半咸水和淡水內(nèi)。 在半咸水和淡水內(nèi)生活的無(wú)脊椎動(dòng)物主要是滲壓調(diào)節(jié)動(dòng)物，如中華絨螯蟹可在海水和淡水之間洄游，在淡水中不斷喪失鹽類，通過(guò)鰓來(lái)吸收離子。 淡水生活的動(dòng)物滲透壓都比淡水高，必須主動(dòng)吸收離子排出多余水分。如淡水螯蝦的觸角腺有長(zhǎng)的腎管，可重吸收尿中的鹽類，而海產(chǎn)的龍蝦的觸角腺?zèng)]有腎管。淡水動(dòng)物每天排出大量的尿以排出水，如河蚌每天排出的水占體重的45%。 爬行類：腎臟的濃縮能力很弱，不能排出過(guò)多的鹽但有鹽腺（在眼眶附近）能夠分泌高濃度的氯化鈉并排出，鹽腺只在有鹽負(fù)荷時(shí)才開(kāi)始活動(dòng)。海鳥(niǎo)也有鹽腺，開(kāi)口于在鼻腔。 哺乳類：腎臟濃縮能力強(qiáng)，因此喝下海水后沒(méi)有排鹽的困難，而且還可以得到一些

11、水。如鯨尿中氯離子濃度高達(dá)820mmol/L，而海水中濃度為535mmol/L，喝海水后，沒(méi)排鹽困難，而且可以得到一些水。 半咸水和淡水中的脊椎動(dòng)物的調(diào)節(jié)半咸水和淡水中的脊椎動(dòng)物的調(diào)節(jié) 板鰓魚(yú)：這類魚(yú)的血液滲透壓比生活在海水中的板鰓魚(yú)類的低，體液的離子濃度與淡水真骨魚(yú)接近，血液中尿素含量很低。 真骨魚(yú)：血液滲透壓都比海水低比淡水高。淡水中必須保鹽排水 ，排大量的尿及鰓主動(dòng)吸收離子（海產(chǎn)魚(yú)鰓用于排出離子）。 溯河洄游溯河洄游：有些動(dòng)物在海水中成長(zhǎng)，洄游到淡水河內(nèi)產(chǎn)卵。如七鰓鰻 降河洄游降河洄游：有些動(dòng)物在河中成長(zhǎng)，洄游到海中產(chǎn)卵。如鰻鱺 洄游魚(yú)類的滲透壓調(diào)節(jié) 1 1、由淡水進(jìn)入海水的滲透壓調(diào)節(jié)、

12、由淡水進(jìn)入海水的滲透壓調(diào)節(jié) 排水保鹽狀態(tài)轉(zhuǎn)入排鹽保水狀態(tài)。淡水中的滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制被抑制，而在海水中的滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制被啟動(dòng)。 大量飲水。鰓主動(dòng)向海水排出離子。腎小球的濾過(guò)率減少，腎小管吸水能力增大，尿量減少。血漿的皮質(zhì)醇濃度升高，提高了鰓上鹽細(xì)胞ATP酶活性，導(dǎo)致鰓排出的Na+增加。 2 2、由海水進(jìn)入淡水的滲透壓調(diào)節(jié)、由海水進(jìn)入淡水的滲透壓調(diào)節(jié) 由排鹽保水轉(zhuǎn)入排水保鹽狀態(tài)，海水中的滲透壓調(diào)壓機(jī)制被抑制，而淡水中滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制被激活，從而維持體內(nèi)較高的滲透壓。 1)停止吞飲海水，Ca2+、Mg2+、SO42-吸收和排出減少。 2）神經(jīng)垂體激素使腎小球?yàn)V過(guò)率增大，腎小管對(duì)水的吸收降低，吸鹽加強(qiáng),排

13、出大量稀薄的尿。 3)腎上腺素、催乳素分泌增加明顯減少鰓對(duì)Na+ 、Cl-的排出量。 4)啟動(dòng)了離子主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(Na+/NH4+,Na+/H+和Cl-/HCO3-的轉(zhuǎn)運(yùn)交換)從低滲水環(huán)境中吸收Na+-Cl-。 淡水兩棲類：基本屬于淡水動(dòng)物，離子平衡基本與真骨魚(yú)類相同，要保鹽排水，用皮膚吸收離子，腎臟排出大量低滲尿，膀胱可重吸收離子。但在沙漠中兩棲類膀胱可重吸收水。 淡水爬行類：血壓滲透濃度與真骨魚(yú)、兩棲類接近，但皮膚對(duì)水的通透性低，減少了水的滲透，少數(shù)研究表明爬行類腎小球的過(guò)濾率低，尿與血液等滲。 淡水生活的鳥(niǎo)類和哺乳類：情況一般與陸生哺乳動(dòng)物相同。 五、五、 陸生生活動(dòng)物的保水問(wèn)題陸生生活

14、動(dòng)物的保水問(wèn)題 陸地水蒸氣的含量和比例可隨地區(qū)、季節(jié)和氣候條件而不同。溫度越高，蒸發(fā)越快，空氣中水蒸氣也增加。液體濃度越低，蒸發(fā)越快。水蒸氣含量可用濕度表示。 1、皮膚潮濕的陸生無(wú)脊椎動(dòng)物保水、皮膚潮濕的陸生無(wú)脊椎動(dòng)物保水 蚯蚓：皮膚能從土壤中收水，通過(guò)腦的神經(jīng)分泌物控制。不能生活在干燥的土壤內(nèi)，會(huì)因脫水而死亡。 蝸牛：其外面有不透水的殼，本身含水量為80%以上（不包括殼），不活動(dòng)時(shí)縮入殼內(nèi)，厴膜蓋住，水的喪失速率極低。 蛞蝓：皮膚是裸露的，容易蒸發(fā)，因此蛞蝓通常在雨后和夜間相對(duì)濕度大的時(shí)候活動(dòng)。 2、節(jié)肢動(dòng)物的保水、節(jié)肢動(dòng)物的保水 昆蟲(chóng)和蜘蛛：最成功的陸生動(dòng)物，身體表面都有角質(zhì)層，角質(zhì)層外有蠟質(zhì)，有防止水分蒸發(fā)的作用。表皮細(xì)胞的頂模也是水的運(yùn)動(dòng)屏障。有些還能從空氣中吸收水，但要求空氣相對(duì)濕度達(dá)到一定水平。 3、陸生脊椎動(dòng)物的保水、陸生脊椎動(dòng)物的保水 兩棲類兩棲類：