IB 生物/排洩

概述所有生物體都需要排洩。

排洩的概念對所有生物體都適用。如果過量的毒素、鹽分和水分積聚，可能會對該生物體造成嚴重的傷害。腎臟確保這種情況不會發生，並使正常的機體功能得以繼續。如果沒有這個系統，生物體最終可能需要花費過量的能量來過濾掉可能導致其死亡的毒素。

指出植物的排洩產物包括氧氣和二氧化碳，動物的排洩產物包括呼吸產生的二氧化碳和含氮化合物。

植物的排洩產物包括氧氣，動物的排洩產物包括含氮化合物和二氧化碳。

討論哺乳動物、鳥類和爬行動物不同含氮廢物產物與棲息地的關係

任何涉及蛋白質和核酸的代謝都會產生含氮廢物，主要廢物產物是氨。以某種形式直接排洩氨是處理廢物最有效的方法。在魚類中，氨可以簡單地直接排洩，因為它極易溶於水。魚類主要透過鰓上皮細胞以 NH4+ 的形式排出氨。淡水魚也吸收鈉作為氨的交換物。然而，動物不能排洩純氨，因為它毒性太強，在沒有先稀釋的情況下就排洩出去，陸地動物也不能快速地處理掉它。因此，哺乳動物排洩尿素，它比氨毒性低得多，而且排洩需要的水更少，這對陸地生物很重要，因為陸地生物的水更稀缺。最後，鳥類以尿酸的形式排洩氨。它在水中的溶解度遠低於氨，因此為鳥類留下了更多水，這在長途遷徙過程中是必需的。尿酸也可以沉澱，這使得卵殼後代能夠透氣但不透液，因為氨或尿素會滲透到卵殼中。

11.3.1 - 定義排洩

11.3.2 - 畫出（並標記）腎臟的結構

11.3.3 - 畫出腎小球和相關腎單位的結構，以顯示每個部分的功能

11.3.4 - 解釋超濾過程

血壓迫使體液從腎小球毛細血管穿過鮑氏囊上皮細胞，進入腎小管腔。多孔毛細血管充當過濾器，因為它們的膜允許水和小溶質透過，但不允許血細胞或大分子透過。輸出小動脈重新吸收氨基酸、葡萄糖、水和鹽分，以及 NH2、多餘的水和氯化鈉進入亨利氏環。更多的水和鈉被吸收，近端小管開始進行管狀分泌。未被吸收的大分子進入排洩，集合管將其帶到腎錐體。
15-20% 的血漿被過濾到腎小球中，然後透過有孔的毛細血管（多孔）流出。基底膜是腎小球和鮑氏囊之間的蛋白質層，它可以防止血細胞和大型蛋白質進入鮑氏囊。

11.3.5 - 定義滲透調節

11.3.6 - 解釋近端小管中葡萄糖、水和鹽分的重吸收

在近端小管中，水和鹽分的重吸收是選擇性的，具體取決於身體的脫水程度。在存在 ADH 的情況下，重吸收的水比沒有 ADH 的情況下多得多。微絨毛還有助於擴大表面積，以實現更多的吸收。另一方面，過濾是非選擇性的，因為重要的是必需營養物質返回體內，因此糖、維生素和其他有機營養物質被重新吸收回濾液中。有些是主動轉運（葡萄糖、氨基酸、鈉離子），有些是被動轉運（H2O、鉀離子、氯離子）。

11.3.7 - 解釋亨利氏環、髓質、集合管和 ADH 在維持血液水分平衡中的作用

由於腎臟髓質中鹽濃度不斷升高，水透過滲透作用從亨利氏環的降支離開腎小管。血液將進入毛細血管，在那裡被去除，鹽將擴散到濾液中。升支對水不透，允許各種鹽分離開。離開亨利氏環的體液濃度低於周圍組織，進入髓質的血液將因滲透作用而失去水分，並透過擴散吸收鹽和尿素。在升支毛細血管中發生完全相反的情況。當腎臟檢測到缺水時，垂體分泌 ADH，這會增加遠端小管和集合管壁的通透性。當不存在 ADH 時，壁不透水，水用於稀釋尿液。

比較腎動脈和腎靜脈中血液的成分，比較腎小球濾液和尿液的成分

腎動脈 - 大分子、更多毒素、含氧、更多鹽/離子、更多 H2O、更少 CO2、更多營養物質、為腎臟提供 O2
腎靜脈 - 更少毒素、脫氧、更少鹽、更少 H2O、更多 CO2、更少營養物質、將血液從腎臟返回心臟，血液中沒有廢物，含氧量更低，尿素、鹽/離子含量更低，CO2 含量更高
腎小球濾液：小分子、氨基酸、葡萄糖、Na+ Cl、NH2、尿素、營養過剩、含氮廢物、H+、H2O、激素、維生素
尿液：廢物：尿素、Na+、Cl、NH2、H2O、大分子

概述腎透析機結構和作用

血液從患者靜脈進入機器，流經部分可透膜的小管，然後進入透析室。該管允許含氮廢物從血液擴散到透析液中。由於透析液中沒有尿素，尿素會透過膜擴散，從而從體內去除。如果需要，透過擴散從包含迴圈血液的半透膜小管流過的透析液中向血液新增水和溶質。然後，血液流經氣泡捕捉器，然後再重新引入靜脈。