第四章動物的代謝與恆定性 第一節恆定性的意義與重要性 第二節消化作用與營養 第三節循環作用與養分的運輸 第四節呼吸作用與氣體交換 第五節排泄作用與體液恆定 第六節體溫調節
第5節排泄作用與體液恆定 排泄作用 體液 生物的排泄系統 腎臟的構造 尿液的行成 腎臟恆定的功能 汗腺的功能
排泄作用 生物體將代謝所產生的廢物排除體外的過程,稱排泄作用。 廢物的種類:H2O、CO2、含氮廢物(氨、尿素、尿酸)、熱及過多的鹽類。 排遺:排出未消化的殘渣。 代謝後的廢物 糖類(單醣) 能量+CO2+H2O 脂質(脂肪酸) + O2 蛋白質(胺基酸) 能量+CO2+H2O +NH3
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體液 體液指身體的水和其所溶解的物質,人體的體液約占人體總重量的65%。 體液存在細胞以內的稱為細胞內液,存在細胞以外的稱為細胞外液。 細胞外液主要包合血漿、組織液和淋巴等,這些細胞外液構成細胞生活的環境。 體液的體積、pH值、組成成分要維持在一定的範圍,才能提供細胞穩定的環境,使細胞的生理活動能正常進行。
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生物的排泄系統 單細胞生物排出CO2及NH3擴散作用,排出過多的水伸縮泡。多細胞大型生物才需要排泄系統。 人類和其他哺乳動物一樣,由腎臟、輸尿管、膀胱、尿道等組成泌尿系統,而腎臟是主要的排泄器官。
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位於腹腔背面、脊椎骨的兩側,形似蠶豆。 泌尿系統:腎臟(集尿管)腎盂輸尿管膀胱尿道。 外側:皮質:皮質包含有百萬個以上的腎元,腎元由鮑氏囊腎小球 和腎小管組成,為腎臟構造和功能的單位。 內側:髓質 腎元:
腎臟的構造
發生位置 能量 作用對象 過濾作用 腎小球鮑氏囊 不耗能 血漿—大分子蛋白 再吸收作用 腎小管微血管 耗能 有用的物質 分泌作用 微血管腎小管 藥物、色素
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尿液的行成 尿液的形成有三個步驟,即濾過作用、再吸收作用和分泌作用。 濾過作用:全身各組織器官的廢物(CO2除外),隨著血液由腎動脈進入腎臟,到達腎小球時,由於壓力的不同,血液中的成分除血球和血漿蛋白外,其餘的小分子物質,如水分、鹽類、葡萄糖、胺基酸及尿素等,就被過濾到鮑氏囊內(這些液體稱原尿)。
再吸收作用(濃縮作用):濾液中有用物質,如大部分的水、離子及全部的脂肪酸、葡萄糖、胺基酸、甘油等,經由腎小管的管壁細胞再吸收後,再送到其周圍的微血管。含氮的廢物如尿素、尿酸和體內過多的水及離子,則隨濾液往下輸送到達集尿管。再吸收主要是以主動運輸的方式進行(水除外,水以滲透作用再吸收)。
分泌作用:腎小管的管壁細胞藉主動運輸,將血液中某些廢物如藥物、色素等排泄於濾液中,稱分泌作用。 濾液往下輸送到達集尿管;到達集尿管末端時即為尿液。尿液經由輸尿管滴入膀胱積貯,再經尿道排出體外。
血漿、原尿(鮑氏囊過濾液)和尿液中成分比較(g/100c.c.)
蛋白質是不該過濾的,所以如果發生蛋白尿(尿中有蛋白質),一定是腎小球感染出問題。 胺基酸、葡萄糖可過濾,但完全再吸收。 水的再吸收量很大,達99%以上。 尿素、尿酸和鹽類因水的再吸收而發生濃縮。
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腎臟恆定的功能 回收身體所需的養份。 腎臟除排出含氮廢物外,還能將過多的水分、鹽類排出,有協助維持恆定(特別是水和酸鹼的平衡)的功能。 若腎臟無法正常運作,則無法維持體內水分及鹽類的恆定,必將危害到細胞的正常運作,進而危害個體生命的安全。
在醫學上,可以藉檢查血液及尿液中的成分,以了解腎臟的功能是否正常。 若腎臟功能不健全,應設法予以治療。嚴重時,應實施血液透析(俗稱洗腎),或施行腎臟移植手術。 尿中含有:紅血球腎臟破裂;蛋白質、白血球腎臟發炎;葡萄糖糖尿病胰島素不足。
喝水及排汗的影響尿液的多寡。 腎結石:取食高鹽、高脂、高糖、低纖維、大量動物性蛋白質易造成腎結石。 痛風:尿酸結晶沈澱於關節。 腎臟消耗能量多於心臟。 為何不能飲用海水解渴?
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汗腺的功能 哺乳類的汗腺,分布於皮膚。 汗腺由細管組成,其未端捲曲成團,並與微血管網緊密相連;另一端開口於皮膚表面。 汗腺可分泌汗液,主要功能為協助體溫的調節及分擔腎臟的排泄功能。 汗液的成分中,約含98%的水、1~2%的鹽類(NaCl)、脂肪酸以及少量的代謝廢物,如尿素、尿酸等。
當人體體溫增高(如發燒)或因肌肉運動產生熱量時,或因環境溫度高於體溫時,汗腺可分泌汗液,藉水分蒸發而能排出大量的體熱,有助於維持體溫恆定。精神緊張也會引起發汗,其發汗部位以手掌、腳底和腋下較多,俗稱冒冷汗。
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