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23.1: 什么是渗透调节和排泄?
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23.1: 什么是渗透调节和排泄?

生物体必须保持体液在恒定的温度和pH值下,同时保持特定的溶质浓度,以支持生命功能。渗透调节是平衡溶质和水位的过程。

渗透是水从离子浓度较低或渗透压较高的溶液向离子浓度较高的溶液流动的趋势。渗透作用是由于半透膜分离溶液的分子浓度不同而产生的。

由这种膜分离的体液含有水、非电解质和溶解成水中离子的电解质溶质。电解质和非电解质都影响渗透平衡。然而,由于对渗透作用更重要的因素是溶质的数量,而不是大小,电解质的贡献更为显著。

与水不同,电解质不能通过膜被动扩散,而是依赖于促进扩散和主动传输。在促进扩散过程中,蛋白质基通道将溶质穿过膜。相反,在主动输运过程中,能量被用来使离子逆浓度梯度运动。

动物进食时,不能使用的物质会从体内排出。自然界的排泄系统涉及到节约能源和水之间的权衡。

氮是人体内最重要的废物之一。过量的氮形成氨,这是有毒的,必须被丢弃。有些动物直接排出氨,有的则先将其转化为尿素或尿酸,毒性较小。氨的转化需要比直接排泄更多的能量,然而,它保存了更多的水。

运输上皮常介导渗透调节和排泄。这些特殊的细胞移动溶质,在动物王国的排泄器官中发现:从昆虫的马氏管到鱼鳃,再到脊椎动物的肾脏。

运输上皮通常组织在具有大表面积的管状网络中,通常有助于水平衡和废物清除。例如,一些海鸟的鼻腺可以从血液中除去盐,并从鼻孔中排出,使它们能够消耗海水。


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