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高中生物竞赛辅导:专题(14)《生命的物质基础》专题讲析及答案


专题十四:内环境的控制 [竞赛要求] 1.系统组成 2.肾脏系统的结构 3.尿的产生 4.体液平衡(内稳定) [知识梳理] 一、内环境和稳态概述 1.内环境:是指体液(细胞外液),由血液、淋巴液、脑脊髓液、组织液(器官组织 间液体)构成。 2.稳态:生物要求内环境保持稳定,这种内稳态的性质是在神经和体液的调节下,各 器官系统协调活动,维持内环境相对稳定的状态。内稳态是靠负反馈调节的。 3.现代广义的稳态:是指在同一层次上的稳态,从细胞到生态系统。 4.影响内稳态的因素:(1)外界条件变化:如温、湿度等;(2)生物体自身状态变 化:如运动、摄食等。 二、体液调节 — 排泄和水盐平衡 (一)体液 细胞生活在液态环境中,低等动物生物在水环境,高等动物的细胞生活在体液中。 体液是指细胞外液,包括血液、淋巴、组织液等;内环境主要指体液。 内环境的特性:海洋生物的体液成分似海水;淡水、陆生生物体液与海水很不相同。 体液调节主要机制有二个:(1)排泄:排出代谢废物;(2)水盐平衡:调节水量、 保持体液盐分浓度稳定。 (二)排泄 1.动、植物在利用含氮物质上的区别: 植物:能利用无机氮;可反复利用蛋白质分解产生的含氮基团;不存在排泄含氮废物 的过程;无排泄系统。 动物:不能利用无机氮;不能重复利用蛋白质分解产生的含氮基团;无氨基酸库,不 能储存蛋白质、氨基酸等(在动物体内,多余蛋白质、氨基酸等转变为糖原、脂肪储存起 来或脱氨基转变为 NH3、尿素、尿酸等,排出体外)。有排泄系统和排泄器官:排出代谢废 物,保持体液稳定,如皮肤能排出汗腺;肝脏排出胆汁(胆固醇、胆色素);肠道排出 Ca2+、Fe2+(粪便)。排泄的物质主要包括:多余的水、多余的盐分、蛋白质代谢废物如 氨、尿素、尿酸、肌酐等。 2.转氨与脱氨 转氨:氨基酸的 -NH2 转移到一种酮酸上。结果形成新的氨基酸。 天冬氨酸 + ?-酮戊二酸 ? 草酰乙酸 + 谷氨酸 脱氨(氧化脱氨):谷氨酸 + H2O ? ?-酮戊二酸 + NH3,结果产生氨。 2.氨的排除 NH3 的特点:剧毒物质,必须排除;NH3 分子小,易溶于水、易透过细胞膜;排除方法与 生活方式有关。 (1)水生动物的排泄 排泄物的主要形式是 NH3,缺点是消耗大量的水。小型动物直接排泄:NH3→ 体表 → 外界水环境;或稀释后排泄:NH3→稀释→减弱毒性→排泄系统→体外。 (2)陆生动物排泄 排泄物主要为尿素、尿酸,优点是耗水少,这是对陆地生活的适应性。 ①尿素的排泄 尿素的形成:NH3 经氧化形成尿素,2NH3 + CO2 ? CO(NH2)2 + H2O; 优点是毒性较小,可长时留存;可积累、浓缩(节水);缺点是仍耗水、仍有毒性; 两栖类:蝌蚪似鱼,以排 NH3 为主 、尿素次之;成体以排尿素为主;胎生陆生动物哺 乳类(人)以排尿素为主。 ② 尿酸的排泄 优点是无毒性;是结晶状态,不溶于水,节水;且不影响体液平衡(内稳态);适应 性于软体动物、节肢动物、爬行动物、鸟类等。干旱地区生活的生物,如鸟类、爬行类等 卵生陆生动物,卵外有卵壳,胚胎的代谢废物无法通过,尿酸则储存于卵内。 ③进化上的启示 趋同进化、平行进化:排泄物为尿酸的两大支陆生动物:软体 、节肢等属无脊椎动 物;爬行、鸟类属脊椎动物;二者关系很远,这是生物在生理特征上生物有趋同进化(平 行进化)的一个例子。 在排泄物方式上,部分水生动物以尿酸(不是 NH3)为主,如浅滨螺、锥实螺、扁卷螺 等;这是生物的进化是从水生到陆生的过渡类型;部分陆生动物:以 NH3and/or 尿素为

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