主題6:生物體的恆定性

單元參:排泄作用與水分的恆定

一、  生物的代謝廢物與排泄作用
生物體攝取的養分經過消化作用後,分解為葡萄糖、胺基酸和脂肪酸等小分子養分,這些養分進入細胞中參與細胞的呼吸作用,除了產生能量給細胞利用之外,還會製造出二氧化碳、水和氨等代謝廢物,其中葡萄糖、胺基酸和脂肪酸的代謝,均會產生二氧化碳和水的廢物,而進行胺基酸(蛋白質)的代謝時,才會產生「氨」這種代謝廢物。
生物必須透過排泄構造,才能將這些廢物排出體外,以降低代謝廢物對生物體的危害。而這種排除代謝廢物的過程,就稱為「排泄作用」。

1、二氧化碳的排除:
植物體所產生的二氧化碳可由氣孔或皮孔排除,單細胞動物透過擴散作用直接排除,而大型動物則透過呼吸構造將二氧化碳排除。

2、水分的排除:
植物體所產生的水可提供細胞利用,或經由蒸散作用排出體外,單細胞動物透過擴散作用直接排除水分,而大型動物則透過尿液、汗液及呼吸時將水分排除。

3、氨的排除:
氨的毒性很強,必須迅速排出體外,避免對生物細胞造成危害。生活於水中的單細胞動物,可直接藉擴散作用將氨排出體外。而生活於陸地上的昆蟲及鳥類,則會將氨先轉變為毒性很小的尿酸,並混在糞便中排出。而在人體中,氨會於肝臟中被轉變為毒性稍弱的尿素,尿素溶於血液中經過腎臟的過濾,與過多的水和其他鹽類形成尿液排出;另外當人體流汗時也會將水分及尿素排出體外。

二、  人體的泌尿系統
具有排泄功能的器官,稱為排泄器官,如:人體的肺臟、皮膚及產生尿液的泌尿系統。人體中的泌尿系統是由腎臟、輸尿管、膀胱及尿道所組成(請見下圖),各構造的功能介紹如下:

           
圖片來源:國立編譯館

1)腎臟:可過濾血液,將多餘水分、鹽類及尿素等廢物濾除形成尿液。

2)輸尿管:將尿液送至膀胱中儲存。

3)膀胱:能儲存尿液,當達到一定尿量時,膀胱會收縮將儲存的尿液排出體外。

4)尿道:將膀胱所儲存的尿液排出體外。





三、  生物體內水分的恆定

1、人體血液中水分的恆定:
水分恆定的控制中樞是腦幹。當血液中水分過少時,腦幹會發出指令,讓大腦產生口渴的感覺,並藉由喝水來增加體內的水分;同時腎臟也會形成較少的尿液,以降低水分的流失。當血液中水分過多時,腦幹會發出指令,讓腎臟過濾出多餘的水分,形成尿液排出體外。
除此之外,人類也可藉由皮膚上的角質層,來防止水分的散失。

2、其他陸生生物體內水分的恆定:

1)植物藉由表面的角質層、樹皮或關閉氣孔等方式,來防止水分的散失,協助體內水分的恆定。

2)昆蟲藉由外骨骼、爬蟲類藉由鱗片或骨板,都可以防止水分的散失,來維持體內水分的恆定。

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