水、离子与渗透压调节
动物的水分平衡和渗透调节
适应环境变化：通过调节渗透调 节机制，适应环境湿度、温度和 盐度变化，提高动物的生存能力 和适应性。
4
水分平衡与渗透调节的关系
水在动物体内的含量及分布
水是动物体内最重要的成分之一，占体重的60%-70% 水在动物体内的分布：细胞内液、细胞外液、血液等 水在动物体内的功能：参与新陈代谢、调节体温、润滑关节等 水在动物体内的平衡：通过肾脏、皮肤、肺等器官进行调节
义
6
水分平衡和渗透调节的异常与疾病
脱水与疾病的关系
脱水：动物体内水分减少，可能导致生理功能紊乱 疾病：脱水可能导致多种疾病，如腹泻、呕吐、发热等 关系：脱水是某些疾病的症状，也可能是导致疾病的原因 预防：保持动物体内水分平衡，预防脱水及相关疾病
高渗性脱水的原因和防治
原因：大量出 汗、腹泻、呕 吐等导致水分
动物对水浸或低渗环境的适应
水浸环境：动物通过呼吸、排泄等方式调节体内水分
低渗环境：动物通过皮肤、黏膜等部位吸收水分
适应策略：动物通过改变行为、生理功能等方式适应水浸或低渗环境
实例：鱼类通过鳃和皮肤调节水分和渗透压，适应水浸环境；沙漠动物通过减少水分流 失、增加水分吸收等方式适应低渗环境。
动物对不同水分和渗透压环境的适应性进化
单击此处添加副标题
动物的水分平衡和渗透调
节
汇报人：XXX
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 动物的水分平衡 动物的渗透调节 水分平衡与渗透调节的关系 动物对水分和渗透压变化的适应 水分平衡和渗透调节的异常与疾病
1
添加目录项标题
2
动物的水分平衡
动物体内的水分来源
食物摄入：动物 通过进食获取水 分
渗透压感受器的作用
人体正常渗透压正常值
人体正常渗透压正常值全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：人体的正常渗透压是指细胞内外液体中溶解物质浓度的平衡状态。
正常细胞对周围环境有一个稳定的渗透压，保持水的进出以维持细胞的正常功能。
人体内外液体中的渗透压主要受到离子和蛋白质的影响，其正常值在一定范围内波动。
人体的正常渗透压范围在280-300mOsm/kg之间，其中血浆的渗透压大约在280-295mOsm/kg之间，细胞内的渗透压约为280mOsm/kg。
当人体的渗透压超出正常范围时，会导致细胞内外液体的紊乱，影响细胞的生理功能，甚至引起疾病。
血液渗透压是人体内液平衡的一个重要指标。
当人体受到脱水、出血等因素影响时，血液中的溶质浓度增加，血浆渗透压升高。
此时，肾脏会释放抗利尿激素，使肾小管对水的重吸收增加，帮助体内维持正常的血液渗透压。
在临床上，测定体液渗透压可用于评估患者的水电解质平衡状态。
在急性肾损伤、心力衰竭等疾病中，患者的血浆渗透压会出现异常增高，提示出现水电解质失衡的情况，需要及时调整治疗方案。
渗透压还可用于评估溶液的渗透性，指导临床静脉输液的类型和速度。
维持人体正常渗透压有赖于细胞对渗透压的调节机制。
细胞通过调节膜上的离子通道、泵等机制，控制细胞内外液体中的溶质和溶剂的平衡，保持细胞内外液体的渗透压平衡。
人体还依靠组织器官如肾脏、肝脏等调节细胞外液体的渗透压，维持整体水电解质平衡。
人体的正常渗透压是维持细胞生理功能和水电解质平衡的重要指标。
在临床实践中，监测和调节人体的渗透压水平是确保正常生理功能的关键，有助于及时发现和处理水电解质紊乱的情况，保障患者的健康和安全。
【2000字】第二篇示例：人体正常渗透压正常值是指体内维持渗透压平衡的一个重要指标。
正常的渗透压水平对于维持人体内外环境的稳定和正常的代谢功能非常重要。
人体正常渗透压的范围是多少呢？下面我们来详细了解一下。
人体的正常渗透压范围一般为280-295mOsm/kg。
渗透压是一种衡量溶液浓度的指标，通常用毫摩尔每升（mOsm/L）或者毫摩尔每千克（mOsm/kg）来表示。
电解质水的作用
电解质水的作用电解质水是指含有一定浓度的电解质溶液，主要由离子形成。
电解质水在人体中扮演着重要的角色，它对维持身体健康起着积极的作用。
首先，电解质水帮助维持水平衡。
人体中的细胞和组织需要适当的水分来正常工作。
电解质水中的离子能帮助细胞维持正常的渗透压，调节体内外水分的平衡。
当体内水分过多或者过少时，电解质水中的离子能够帮助调节体内水分的分布，让水分更加均衡地分布在细胞和组织之间，避免出现水肿或者脱水的情况。
其次，电解质水能够维持神经和肌肉功能。
神经和肌肉细胞具有电位差，这个电位差是通过细胞膜上的离子泵和离子通道维持的。
电解质水中的离子能够提供所需的电解质，维持细胞内外的离子平衡，保持神经和肌肉的正常功能。
特别是钠、钾和钙离子在神经传导和肌肉收缩过程中起着重要的作用，电解质水中的这些离子能够帮助维持正常的神经和肌肉功能。
再次，电解质水有助于调节酸碱平衡。
人体的酸碱平衡对维持正常的生理功能非常重要。
当体内pH偏离正常范围时，会导致许多健康问题。
电解质水中的离子能够帮助维持体内血液和组织的酸碱平衡，防止pH的剧烈波动。
例如，碳酸氢根离子能够作为酸度的缓冲剂，帮助稳定体内的酸碱平衡。
此外，电解质水还有助于促进营养吸收和废物排出。
细胞需要适当的电解质浓度才能正常进行营养物质的吸收和代谢产物的排出。
电解质水中的离子能够提供所需的电解质，增加细胞膜的通透性，促进营养物质的吸收和代谢产物的排出。
尤其是钠离子对细胞内外流体的调节起着重要作用，电解质水中的适当浓度的钠离子能够帮助维持细胞内外的渗透压平衡，保证营养物质的正常吸收和废物的排泄。
总之，电解质水在人体中起着非常重要的作用。
它能够维持水平衡，调节神经和肌肉功能，调节酸碱平衡，促进营养吸收和废物排出。
因此，合理补充电解质水对于维持身体健康非常重要。
当然，不同人体状况和体液失调情况下的补充需求会有所不同，大家在任何时候都应该根据自身情况谨慎使用。
渗透压名词解释
渗透压名词解释渗透压是指溶液溶质浓度造成的溶液中溶质和溶剂之间的渗透压差。
当不同浓度的溶液通过一个半透膜（即渗透膜，能够允许溶剂通过但不能允许溶质通过）分隔时，高浓度溶液的溶质会导致溶液中溶剂的渗透压增加，从而引起溶剂自发地流入低浓度溶液的现象。
这是一种重要的生物化学现象，在生物体内起着很重要的生理作用。
渗透压的数值大小与溶液中溶质的浓度有关，一般来说，溶液中溶质浓度越高，渗透压就越大。
渗透压的大小可以通过渗透膜两侧的溶液浓度差来衡量，通常用渗透压差(∆π)或摩尔浓度差(∆C)来表示。
渗透压在生物体内起着很重要的生理作用。
例如，细胞通过细胞膜控制溶质的进出，维持细胞内外溶质浓度的平衡。
当细胞外溶质浓度较低时，细胞内的溶质会导致细胞外溶液中的渗透压增加，细胞外的溶液则会进入细胞内部，这就是渗透。
渗透作用在维持细胞内部稳定环境和调节细胞形态上起到了至关重要的作用。
在植物中，渗透压也是帮助维持细胞结构和水分平衡的重要机制。
当植物体外域土壤中水分较少时，植物细胞会通过调节细胞内外的溶质浓度来调整细胞内的水分压，进而控制细胞内的渗透压，使细胞通过吸水来调节渗透压，从而维持细胞的正常形态和功能。
此外，渗透压的应用还广泛存在于其他领域中。
在食品工业中，通过调节食品中的浓度，可以调控食品的质地和口感。
在医药工业中，渗透压可以被用来控制药物的释放速率。
在环境科学中，渗透压是一个重要的指标，可以用来判断海水淡化设备中的离子浓度和水分透过率。
总之，渗透压作为一种生物化学现象，在维持生物体内部环境平衡和调节生物体水分平衡中起着至关重要的作用。
它在细胞生物学、植物生理学、食品工业、医药工业等领域中都有广泛的应用。
维持细胞内液渗透压的主要离子
钠离子在维持人体细胞内液体的渗透压方面起着决定性的作用。
溶液的渗透压取决于每单位体积溶液中溶质颗粒的数量：溶质颗粒越多，溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液的渗透压越高；反之，溶质颗粒越少，即，溶液浓度越低，对水的吸引力越弱，溶液的渗透压也越低。
它与无机盐和蛋白质的含量有关。
Na+和Cl-是细胞外液中主要的无机盐离子。
细胞外液90%以上的渗透压来自Na+和Cl-。
37℃时，人血浆的渗透压约为770kpa，相当于细胞内液体的渗透压。
扩展数据
细胞内液体由水和无机离子组成的小分子，脂类、氨基酸和核苷酸的中分子，以及蛋白质、核酸、脂蛋白和多糖的大分子组成。
离子的组成与细胞外液完全不同。
细胞内液体中的主要阳离子是K+，占细胞内总阳离子的90%以上，还有少量的钠和镁离子。
由于平衡渗透压遵循理想气体定律（忽略了稀溶液中溶质分子之间的相互作用），所以这里省略了这个数学推导。
最后得到范德霍夫关系式：π=CRT（或π=KTN/V；n/V是分子数密度）。
从这个公式可以看出，溶液的渗透压只由溶质分子的个数决定，所以渗透压也是溶液的一个数值性质。
这种关系不是实际压力，而是阻止渗流所需的压力，即系统达到平衡所需的压差。
维持细胞内液体渗透压的主要离子是：（）
A、氧化镁+
B、钙2+
C、K+
D、不适用+
正确回答
C。
渗透压调节技术计算题例题
渗透压调节技术计算题例题今天和大家聊聊渗透压，在此之前，先说说溶液的依数特性。
将一非挥发性溶质加入到水中时，形成水溶液，这时水溶液具有蒸汽压降低、沸点升高、冰点下降和产生渗透压四种“依数特性”。
所谓“依数特性”即与溶质的种类和颗粒大小无关，而只依赖于溶质的颗粒数目，即分子和离子的总数。
根据物理化学溶液理论之拉乌尔冰点下降原理，任何溶液，如果其单位体积中所溶解的颗粒（分子和离子）总数目相同，则引起溶液冰点下降的数值亦相同。
实验表明，1摩尔的任何非电解质溶液（等于6.022×10^23个分子颗粒数）溶解于1kg水中，则使水的冰点由0℃下降至-1.857℃。
而1摩尔的电解质溶液溶解于1kg水中，其冰点下降值与溶质的颗粒数及活度有关。
活度取决于溶质在水中的电离程度，比如强电解质能完全电离，而弱电解质则是部分电离。
举例说明。
1个NaCl分子可以电离成1个Na+，1个Cl-，电离时产生2个离子（颗粒数），为方便说清楚这个问题，我们暂且称之为电离系数吧，在1个NaCl 分子电离成1个Na+，1个Cl-的过程中，电离系数为2；1个Na2HPO4·12H2O 分子可以电离成2个Na+，1个HPO42-，电离系数为3，当然HPO42-还可以继续电离，因为这部分量很少，实际应用时可忽略不计；1个NaH2PO4·H2O 分子可以电离成1个Na+，1个H2PO4-，电离系数为2，当然H2PO4-还可以继续电离，这部分量少，也忽略不计。
根据上面的原理，只要知道溶质、溶剂的质量或溶液的浓度，就可以计算出理论上的渗透压。
假设溶质质量为m（g），分子量为M（g/mol），电离系数为k，溶剂的质量为n（kg），则理论上的渗透压Os（mOsmol/kg）可以通过如下公式计算得到：从理论上讲，测得了某种溶液中的溶质颗粒数，就可以得到该溶液的渗透压。
而利用上述任一依数特性都可以完成某种溶液中所含的溶质颗粒数测定，但是，由于冰点下降法具有测量精度高、操作简便、样品用量少和对样品无影响，这就是目前国内外医药行业广泛采用的渗透压测量仪器大多是按冰点下降原理设计而成的原因。
鱼类的渗透压调节
通 过大 量地 排 泄 浓 度 很 低 ， 近乎 清 水 的 屎液 来 排 除 体 内 多余 水 分 ， 大流 量 尿 液 丢 失 的部 分 盐 类 主 要 通 过 食 物 随 摄取 和 鳃 的主 动 吸 收 来 平 衡 。
透浓度 ， 而海水种类的体液 比它们生活的海水渗透浓度
低 ， 以 鱼 类 必 须 进 行 对 其 来 说 非 常 重 要 的渗 透 调 节 ， 所 以 维 持组 织 内 特 定 的水 分 和盐 类平 衡 。 类 渗 透 浓度 的 鱼 调 节 主要 是 通 过 肾脏 、 等 器 官 来 完 成 的 。 鳃
小 于 ５ｍｏｍ／ ｇ ， 淡 水 鱼 类 体 液 来 说 是 低 渗 的 ， ｓ ｋ ）对 因此 就 有通 过 渗 透 吸水 的 倾 向 。 果水 分 不 受 限制 或 无 补 偿 如 地 向 内扩 散 就会 把 体 液 稀 释 到不 再 具 有 必 要 的 生 理 功 能 的 状 态 ， ＾ 称 这 种 状 态 为 内 溺 死 （ｎｅｎ ｌ 有 ｉ ｒａ ｔ ｄｏ ｉｇ 。 此时 ． 类 主 要 由 肾 脏 来 完 成 渗 透 调 节 作 ｒｗｎｎ ） 鱼 用 淡 水 鱼 类 肾脏 内 肾 小 球 的数 量 远 远 多 于海 水 鱼 类 ， 通 过 窳 多 数 量 肾小 球 的 滤 过 作用 ， 大 泌 尿 量 来 排 除 体 增 内多 余 水 分 ， 如鲤 鱼 的 肾小 球 数 量 多 达 ２ １ ４３０个 。 萄 葡 糖 和一 些 无 机 盐 分 别 在 近端 小 管 和 远端 小 管 被 重 新 吸 收 ， 胱也能吸收部分离子 ， 膀 这样 生 成 的尿 很 稀 （ 透浓 渗 度 约 为 ３ ～ ４ ｓｌｋ ） 由尿 排 泄 所 丧 失 的盐 分 很 ０ ０ｍｏ￣／ｇ ． 少 。尿 流量 随 种 类 、 度 而 不 同 ． 测 定 ． 般 在 加 ～ 温 据 一
水分子跨膜运输的原因
水分子跨膜运输的原因
水分子跨膜运输的原因
水分子跨膜运输是指水分子通过细胞膜从一个细胞区域自由地移动到另一个细胞区域。
这种跨膜运输的主要原因有以下几个方面：
1. 水分子的极性：水是一种极性分子，由一个氧原子和两个氢原子组成。
由于氧原子的电负性更高，水分子呈现出带正电荷的氢原子和带负电荷的氧原子，使得水分子在电荷的作用下能够与细胞膜上不同的分子相互作用。
2. 细胞膜的构成：细胞膜是由磷脂双层构成的，而磷脂分子是一种两性分子，既有亲水性的头部，又有疏水性的尾部。
由于水分子的极性和磷脂双层结构的特性，水分子倾向于穿过疏水性的脂质双层，从而实现跨膜运输。
3. 水的溶剂特性：水是一种极好的溶剂，可以溶解许多亲水性的物质。
在细胞内外存在着许多溶质，如离子、小分子和大分子。
水分子能够通过跨膜运输，扩散或以其他方式将这些溶质在细胞内外之间平
衡分布。
4. 渗透压的调节：细胞需要调节细胞内外的渗透压，以维持细胞内外水分的平衡。
通过水分子的跨膜运输，细胞可以调节渗透剂的浓度，以达到细胞内外的渗透平衡。
需要注意的是，水分子的跨膜运输也可以通过细胞膜上的蛋白质通道（如水通道蛋白）或转运蛋白（如离子泵）来实现。
这些蛋白质的存在进一步促进了水分子的跨膜运输。
总而言之，水分子跨膜运输的原因包括水分子的极性、细胞膜的构成、水的溶剂特性以及细胞内外渗透压的调节。
这种跨膜运输对于细胞的生存和正常功能至关重要。
排泄和渗透压调节
鱼类的排泄器官
肾脏 由许多肾单位构成。每个肾单位可分为肾小体和肾小管。 肾小体又可分肾小囊和肾小球；典型的肾小管可分颈区、近 段小管、中段小管和远段小管，以及集合小管和集合管等部 分。 肾小体 由肾小囊及包住的肾小球构成。 肾小囊（又叫肾球囊）是中肾小管前端扩大呈球状，其前壁 向内凹入形成具有单层细胞的中空的环状凹囊构造。 肾小球是由背大动脉分支的肾动脉进入肾球囊内，形成网状 血管小球。 肾小球与肾球囊内壁紧密相接，形成完整的肾小体结构。
尿液
影响体表对水渗透性的因素，会影响排尿量。小鱼有相对较大 的尿量，因为有较大的可进行渗透作用的表面积。皮肤损伤和 温度升高会增加排尿量。温度升高影响鱼类体表水的可渗透性， 体表渗入的水量增加，使注入肾脏的血液流量增加，肾脏的滤 过作用增强，而肾小球和肾小囊的膜通透性没有明显变化。淡 水鱼类在运动时血液循环中的儿茶酚胺含量升高，鳃上皮对水 的渗透性增加，对水的吸收量增加，导致尿量增加。所以淡水 鱼类游泳越快，尿量越多。此外，鱼类处于人工操作、麻醉、 手术、缺氧条件下都会引起持续数小时的利尿作用，这可能是 由体表渗透性增强。鱼类在紧急状态下代谢率增高，渗入体内 的水分就增多，另一方面也由于肾小管在这些状态下对离子的 重吸收受到影响。这时尿的成分和尿量出现明显的相对稳定的 酸碱度，维持各种代谢途径的正常进行和生物 膜的稳定性。机体不仅通过体内的缓冲机制和 气体交换来调节酸碱平衡，更重要的是通过排 泄机制进行酸碱调节。 水生动物的排泄、渗透压调节和酸碱调节是相 互联系的生理过程，这些生理活动主要在排泄 器官——鳃和肾脏中进行。
重吸收
在肾小管内进行 滤液进入肾小管时，其中的水分和各种溶质全部 或部分由管壁细胞所吸收，最后返回血液中去。被 动重吸收指肾小管中滤液的水和溶质顺着浓度差或 电位差，通过被动的扩散，由肾小管细胞重吸收， 这是不耗能的过程。主要吸收水，氯离子，碳酸根 离子，尿素等。主动重吸收是肾小管通过耗能的运 输过程进行重吸收。主要吸收机体所需的营养物质 和一些单价离子，如葡萄糖，氨基酸，钠离子，钾 离子等。
水、离子与渗透压调节
• 两栖类：基本上为淡水动物。其离子平衡 与真骨鱼相同。从淡水中吸收离子（部位--皮肤），排出大量的水（低渗尿）。尿储 存在膀胱中，可再吸收部分离子。无尾两 栖类腹部和大腿两侧是吸收水的主要部位。 • 爬行类：血液渗透压与真骨鱼和两栖类接 近，但皮肤对水的通透性低---减少水渗透。 • 少数研究表明，爬行类肾小球的滤过率低， 尿形成速率低，尿与血液等渗。 • 鸟类和哺乳类：与一般陆生哺乳类相同
二、海水脊椎动物的渗透调节和离子调节
• 现存脊椎动物除盲鳗外血液电解质浓度都低于海水。盲鳗 血液中Na+和K+渗透压与海水基本一致，不存在渗透压调 节。
• 七鳃鳗：与真骨鱼一样，血液渗透压低于海水，面临保水 和排出离子问题。 • 软骨鱼：大多数生活在海洋，血液中无机离子浓度与一般 真骨鱼差不多，但血液中有大量的尿素和氧化三甲基安 （TMAO），是血液渗透压与海水相等或稍高（意义?）。 • 软骨鱼不饮水，但随食物可进入体内，一些离子通过鳃等 体表进出体内----面临排出多余离子。排出主要部位----肾 脏及直肠腺，鳃？尿素含量高---形成高渗透压---保水。
第四节 陆生生活动物的保水问题
• 陆地水分：空气中水分受不同地区、季节和气候条件影响。 • 热带雨林和沙漠、夏季和冬季、温度，温度越高，单位容 积中水蒸气含量？ • 液体蒸发受其中溶质影响，海水的水蒸气压与淡水相比， 谁高？---液体的浓度越低则蒸发越快？ • 绝对湿度（AH）：单位容积空气中的含水量（g/m3） • 相对湿度（RH）：实际水蒸气压占饱和蒸汽压的百分比。 • 饱和差：在一定温度下，实际蒸汽压与饱和蒸汽压之差。
三、陆生脊椎动物的保水 （一）、两栖类 • 皮肤湿润---只能生活在潮湿环境中 • 有些排尿酸---保水 • 对环境适应中，生理适应可塑性大于形态上的可 塑性→能否作为演化依据？ （二）、爬行类 • 皮肤蒸发大于呼吸道 • 干燥环境中蒸发速率下降---适应 • 周期性蜕皮，蜕皮期蒸发速率升高，随后下降， 在休止阶段和蜕皮早期最低。 • 羊膜卵 • 有些排尿酸
渗透压和体液的生理调节
渗透压和体液的生理调节渗透压（osmotic pressure）是指以抵挡溶剂透过一种只允许溶剂通过而不允许溶质通过的半透膜的压力。
当这种半透膜存在时，其自然趋势是溶剂透过该半透膜以达到在膜的两侧的溶质分子的平衡。
为了阻止这种溶剂的运动则需要一种压力。
水与溶质的正常平衡水的类型及其构成人体是由大量水分子组成的。
一个平均体重的个体大约50%-60%的体重实际上是由水组成（因为脂肪实际上是不含水份的，所以越胖的人所含水份就越少）。
人体内水的出入由以下三方面构成（见表3）。
表3：体液的构成体液类型%总体水份主要阳离子主要阴离子蛋白浓度细胞内液50-65 K+Mg2+ PO43- 很高血管内液10-12 Na+,K+,Ca2+ Cl-,HCO- 高组织间液25-40 Na+,K+,Ca2+ Cl-,HCO- 很低图2：压力差控制了血管内和组织间体液的交换。
在动脉端，高静水压迫使液体通过毛细血管半透膜，使循环的蛋白质浓缩，增加了胶体渗透压.当血液到达静脉端时,低静水压和高胶体渗透压将水吸回血管.静脉的静水压的升高或血浆蛋白的下降以及组织间隙中体液的增多被称为水肿。
体液间的交换渗透压（osmotic pressure）是由细胞膜两侧的蛋白质和电解质数量之差所形成，是调节水分子在细胞和血管之间运动的最重要的因素。
静水压（hydrostatic pressure）从毛细管动脉端推动液体向外流动，导致血管内液体的流失、蛋白浓度的增高和组织间静水压的升高。
因此在毛细管的静脉端，组织间隙的静水压较静脉压略高，由蛋白质产生的一种渗透效应叫胶体渗透压（colloid oncotic pressure）将水分子从细胞间隙吸回到血管内。
如表2所示，低静水压和高毛细管胶体渗透压的结合对于控制血管内和组织间液体的平衡是十分重要的。
人体对血浆重量渗透摩尔浓度改变的生理反应尽管人体可从水的摄入来获得水的平衡，人体每天都要失去大约2-3升的水分，其中大部分都是从尿液丢失。
第五章排泄和渗透压调节生理
图5-6 鱼类血液渗透压与海 水和淡水渗透压的比较 A. 淡水七鳃鳗；B. 海水七鳃 鳗； C. 盲鳗；D. 淡水板鳃 类；E. 海水板鳃类；F. 淡水 硬骨鱼类；G. 海水硬骨鱼类
3. 海水板鳃类的血液中含有大量尿素和TMAO，使血液的渗透压比海水稍高 而接近等渗(iso-osmotic)。海水板鳃类体液的微高渗性，是因为海水板鳃类 的肾小管能大量重吸收尿素和TMAO，由于板鳃类体液的微高渗性，少量 的水分从鳃和随食物进入体内，多余的水分以及从消化道吸收的二价、三 价离子都通过肾脏排出。所以板鳃鱼类的肾脏兼有淡水和海水硬骨鱼类肾 脏的特点，既排出水分，也排出体内过多的二价离子。体内多余的单价离 子主要通过直肠腺(rectal gland)排出。
许多集合小管汇集成收集管，收集管又 汇集到总的输尿管(ureter)中，肾脏滤 泌的尿液通过输尿管排出体外。
图 5-2
漠斑牙鲆
(Paralichthys lethostigma) 肾
小管的区段及其细胞形态 (依P.
Cleveland)
二、尿的形成与肾脏的排泄
肾脏的泌尿作用是通过肾小体的滤过作用和 肾小管的吸收和分泌作用而完成的(图5-3)。
三、肾脏的渗透压调节作用
1. 淡水硬骨鱼类的体液对周围水环境是高
渗性的(hyper-osmotic)，水不断地经过鳃
和体表进入体内。同时摄食时也有部分水
和食物一起由消化道吸收。为了维持体内
高的渗透压，淡水硬骨鱼类通过肾脏排出
体内过多的水分，这就使得淡水硬骨鱼类
的肾脏特别发达，肾小体数目多。淡水硬 骨鱼类的排尿量也比海水鱼类大得多，但 肾小管对各种离子，如Na+，Cl-及二价离 子大量重吸收，尤其是Na+和Cl- 被完全重 吸收，因此，淡水硬骨鱼类的肾脏是以稀
渗透压的原理和医学应用
渗透压的原理和医学应用方凯(北京大学医学部公共卫生学院预防05-1班, E-mail Kathy19861128@)摘要渗透压是与人们的健康生活密切相关的本文介绍渗透压的形成原理以及渗透压在医学上的一些应用关键词渗透压血浆渗透压首先来看一个小实验如果用一种半透膜将蔗糖溶液与水分开一段时间后可以看到一侧的液面不断上升说明水分子不断地通过半透膜转移到蔗糖溶液中这种溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程称为渗透作用半透膜是一种只允许某些物质通过而不允许另一些物质透过的薄膜如动物的膀胱膜细胞膜人造羊皮纸和火棉胶膜等本实验中所用半透膜只允许溶剂水分子透过不允许蔗糖分子透过由于膜两侧单位体积的溶剂分子数不等单位时间内由纯溶剂进入溶液中的溶剂分子数要比由溶液进入纯溶剂的多膜两侧渗透速度不同结果是一侧液面上升因此渗透现象的产生必须具备两个条件一是有半透膜存在二是半透膜两侧单位体积内溶剂的分子数不相等由于渗透作用在上述实验过程中蔗糖溶液的液面上升随着溶液液面的升高水柱的静压作用增大使水分子从溶液进入纯水中的速度增加当静水压增大到一定数值后单位时间内进出的水分子数目相等即达到渗透平衡渗透压力的定义是将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时为维持渗透平衡所需要加给溶液的额外压力渗透压是依数性其大小与单位体积中溶质分子或颗粒的数目有关而与溶质分子或颗粒的大小无关就是这样一个简单的渗透作用在医学上却有着广泛的应用现在在世界各地正逐渐兴起一个项目—婴儿游泳很多科学家心理学家医学专家对此做出了大量的研究写也许多有关的论文著作认为婴儿游泳对婴儿的生长发育有良好的促进作用特别是对智力发育的促进作用尤为明显婴儿游泳是将婴儿放入特定的水质水温的水中按照一定的规范进行的一项自主运动这其中特定的水质就与渗透压有关尤其是未满二个月的婴儿游泳时要在水中加入特定的仿羊水溶质这是因为婴儿刚出生时皮肤薄嫩相当于一层可通透的生物膜人体内的渗透浓度是0.9%NaCl如果直接将婴儿放入水中对机体会有一定的伤害所以在水中加入仿羊水溶质可以产生与人体一致的渗透压保护机体不受伤害使宝宝感到更加舒适在临床上与血浆渗透压一致的溶液称为等渗溶液0.9%的NaCl溶液基本与人体血浆渗透压相等是人及哺乳动物的等渗溶液通常把0.9%的NaCl溶液称为生理盐水高于血浆渗透压的溶液称为高渗溶液将哺乳动物红细胞置于此种溶液中在显微镜下可观察到红细胞逐渐皱缩皱缩的红细胞互相聚结成团若此现象发生于血管内将产生栓塞产生这些现象的原因是红细胞内液的渗透压力低于细胞外液红细胞内的水向外渗透引起低于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液将红细胞置于此种溶液中在显微镜下可观察到红细胞逐渐胀大最后破裂释放出红细胞内的血红蛋白使溶液染成红色这一过程称为细胞溶血产生这种现象的原因是细胞内溶液的渗透压高于细胞外液细胞外液的水向细胞内渗透所致因此在临床治疗中当为病人大剂量补液时要特别注意补液的渗透浓度否则可能导致机体内水分调节失常及细胞的变形和破坏临床常用渗透浓度为0.15mol/L的氯化钠溶液和渗透浓度为0.28mol/L的葡萄糖溶液在大量补液过程中细胞不致破坏而保持正常的生理功能人体正常血浆渗透浓度约为313.8 mM/kg渗透压相当于7个大气压(711Kpa)血浆的渗透压主要由血浆中的晶体物质决定称为血浆晶体渗透压一小部分由血浆蛋白产生称为血浆胶体渗透压白蛋白是形成血浆胶体渗透压的最主要物质细胞膜可以允许水分子自由透过而钠钾离子不易自由透过因此晶体渗透压对维持细胞内外液的水电解质平衡起主要作用如果大量饮水细胞外液电解质的浓度就要降低晶体渗透压可能减小这时细胞外液中的水分子就要透过半透膜进入细胞内液严重时可产生水中毒向高温作业的工人供给含电解质类物质的汽水就是为了保持细胞外液晶体渗透压的恒定毛细血管壁与细胞膜不同它允许水分子离子和小分子物质自由透过对于蛋白质等大分子溶质不表现通透性因此胶体渗透压力对维持毛细血管内外水的相对平衡起主要作用如果由于某种疾病造成血浆蛋白减少血浆胶体渗透压降低血浆中的水和低分子溶质就会过多的通过毛细血管壁进入组织间液造成血容量降低而组织间液增多这是形成水肿的原因之一临床上对大面积烧伤或失血过多等原因造成血容量下降的患者进行补液时由于这类患者血浆蛋白损失较多除补以电解质溶液外还要输入血浆或右旋糖酐以恢复血浆的胶体渗透压力并增加血容量尿渗透压也称尿渗量是反映单位容积尿中溶质分子和离子的颗粒数是评价肾脏浓缩与稀释功能的指标之一常与血浆渗透压共同使用尿渗透压下降反映了肾脏远端小管的功能减退见于慢性肾盂肾炎各种原因所致的慢性间质性病变及慢性肾功能衰竭等随着医学的发展人们越来越认识到血浆渗透压增高对神经细胞功能障碍及脑功能损害的影响血浆渗透压增高是脑卒中后的常见并发症尤其并发高渗性昏迷是危及患者生命的神经内科急重症常常在治疗原发病的过程中极易被漏诊而延误治疗使脑卒中后的治愈率降低因此监测血浆渗透压的变化对脑卒中的病情转归及治疗和预后具有不可估量的价值冻疮几乎是人人皆知的病有人年年生冻疮严重的会影响工作学习和生活其实冻疮也是与渗透压有关的有的时候冻伤的地方会形成水泡这是一种无菌性渗出性炎症反应是微血管壁通透性增加引起渗出和微静脉过度扩张引起漏出的结果大量液体渗入冻区的组织间隙形成水泡同时血浆容量明显下降和蛋白质丧失过多的渗出引起血液浓缩血液粘滞度增高和血流减慢容易发生血栓形成局部严重水肿还可压迫微血管加重微循环缺血临床上大多数冻伤属于缓慢冻结细胞内不出现冰结晶而冰结晶只形成于细胞外这也与渗透压有关可能是细胞外液冰结晶的迅速扩展引起其溶质浓度增高使细胞内脱水和溶质浓度增高从而降低细胞内水的融点温度防止了细胞内冰结晶的形成渗透压的原理很简单但对人体的稳态起着关键的作用更是人体一些疾病症状的重要指标可见渗透压是与人们的健康生活密切相关的参考文献1邱兰钟节雄 (2004) 中华现代内科学杂志2王玢左明雪 (2002) 人体及动物生理学第二版高等教育出版社3魏祖期 (2004) 基础化学第六版人民卫生出版社。
渗透现象与渗透压
cos , NaCl 2 cNaCl 2
答：50.0g· L-1葡萄糖溶液的渗透浓度为 278 mol· L-1，
9 g· L-1生理盐水溶液的渗透浓度为308mol· L-1。
2018/12/8
重庆医药高等专科学校
9
渗透压定律：范特荷夫公式 Π＝cBRT
式中： Π －溶液的渗透压 kPa cB－溶液浓度 T－绝对温度 mol/L K(273.15＋t0C)
R－气体常数 8.31kPa· L/mol/K
Π与溶液中溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关； 在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的浓度成正比；
三．渗透压与浓度和温度的关系
Π＝ cB RT只适用于非电解质稀溶液 计算电解质的稀溶液的渗透压，必须引入校正因子i, 范特荷甫公式修正为： π = ic RT B
i是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数
如 ：NaCl i=2，Ca(NO3)2 i=3。
非电解质的校正因子可看成是1
三．渗透压与浓度和温度的关系
π = icBRT
解：葡萄糖为非电解质，i=1；NaCl为强电解质，i=2， 根据题意得：
cos ,C6 H12 O6
C H
6
12 O 6
M C6H12 O6
50.0 g L1 180 g m ol1 9.0 g L1 58.5 g m ol1
0.278 m ol L1 278 m m ol L1 0.308 m ol L1 308 m m ol L1
rtii是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数rt只适用于非电解质稀溶液计算电解质的稀溶液的渗透压必须引入校正因子i范特荷甫公式修正为
细胞的渗透调节与离子通道的实验与观察
配体门控离子通道
1 2
乙酰胆碱受体通道
乙酰胆碱与受体结合后，引起离子通道的构象改 变，允许钠离子内流和钾离子外流。
甘氨酸受体通道
甘氨酸与受体结合后，打开氯离子通道，引起氯 离子内流，产生抑制性突触后电位。
3
γ-氨基丁酸受体通道
γ-氨基丁酸与受体结合后，打开氯离子通道，使 氯离子内流增加，导致膜的超极化。
02
在高渗条件下，某些离子通道 （如K+通道）的活性增强，促 进细胞内K+的排出，降低细胞 渗透压。
03
在低渗条件下，离子通道（如 Na+/K+泵）通过主动转运机 制维持细胞内Na+和K+的浓度 平衡，防止细胞过度膨胀。
实验结果讨论与解释
本实验结果表明，细胞具有在不同渗透条件下 的调节能力，这种能力依赖于离子通道的活性 及其调控机制。
开发针对离子通道的药物
离子通道是许多药物的作用靶点。未来，我们将致力于开发针对特定离子通道的药物，用 于治疗与细胞渗透调节失衡相关的疾病。同时，我们也将关注药物的安全性和有效性，确 保它们能够在临床上得到广泛应用。
THANKS
感谢观看
具体内容包括：建立细胞渗透压模型，观察不同渗透压条件下细胞的形态和功能 变化；利用膜片钳技术等手段检测和记录离子通道的电流变化，分析离子通道的 开放和关闭特性；探讨离子通道在细胞渗透调节中的具体作用和相关机制。
02
细胞渗透调节基本原理
渗透作用与渗透压
渗透作用
指水分子通过半透膜从低浓度溶液向 高浓度溶液的扩散现象。在细胞生物 学中，渗透作用对于维持细胞内外环 境的平衡至关重要。
02
03
选择适当的细பைடு நூலகம்系
钾离子 渗透压
钾离子渗透压钾离子是一种重要的离子，它在生物体内具有重要的生理功能。
其中之一便是通过调节细胞内外的渗透压来维持细胞的正常功能。
本文将重点探讨钾离子对渗透压的影响以及其在生物体内的作用。
渗透压是指溶液中溶质造成的渗透力，是维持细胞内外渗透平衡的重要参数。
对于细胞而言，维持恰当的渗透压对于维持细胞的稳态和正常功能至关重要。
细胞内外的渗透压差异会导致水分子的进出，进而影响细胞的形态和活性。
钾离子作为细胞内的主要阳离子之一，对细胞内外的渗透压起着重要的调节作用。
细胞内外的钾离子浓度差异会导致水分子的运动，通过调节钾离子浓度，细胞可以调节渗透压的大小，从而维持细胞内外的渗透平衡。
正常情况下，细胞内外的钾离子浓度差异是由细胞膜上的离子通道和离子泵维持的。
细胞膜上的离子通道可以调节钾离子的进出，而离子泵则可以主动将钾离子从细胞外排出或者吸收。
通过这种机制，细胞可以根据需要调节钾离子的浓度，从而调节细胞内外的渗透压。
钾离子调节渗透压的作用不仅局限于细胞内，它还可以通过调节血浆中的离子浓度来维持体液的渗透平衡。
血浆中的钾离子浓度过高或过低都会影响细胞内外的渗透平衡，进而影响细胞的正常功能。
因此，钾离子的浓度需要保持在一个适当的范围内，以维持细胞内外的渗透平衡。
除了调节渗透压，钾离子还在细胞内发挥着其他重要的生理功能。
例如，钾离子参与细胞的兴奋传导过程，对于神经细胞和肌肉细胞的正常功能具有重要作用。
此外，钾离子还参与细胞的蛋白质合成、酶活性调节以及细胞分裂等生理过程。
然而，当钾离子的浓度异常时，会对细胞功能产生不良影响。
过高或过低的钾离子浓度都可能导致细胞的异常兴奋或抑制，进而影响细胞的正常功能。
因此，维持适当的钾离子浓度对于细胞的正常功能至关重要。
总结起来，钾离子作为一种重要的离子，在细胞内外的渗透压调节中起着关键作用。
通过调节钾离子的浓度，细胞可以维持渗透平衡，保持正常的细胞形态和功能。
此外，钾离子还参与细胞的兴奋传导、蛋白质合成和细胞分裂等生理过程。
水势植物生理学
水势植物生理学水势是指水分在植物体内的压力状态，它对植物的生长与发育起着重要作用。
水势植物生理学是研究植物水分生理过程以及水分调节机制的分支学科。
它研究的范围涉及水分的吸收、输送、蒸腾、转运和利用等方面。
水势的概念水势是植物体内水分压力状态的一种表现形式，指水分在植物体内的压力大小，用Ψ表示。
水势是一个相对值，通常以大气压力为基准进行计算。
当水势低于外部环境时，水分会从外至内进入植物体内，称为吸水；当水势高于外部环境时，水分会从植物体内向外流出，称为散水。
植物体内的水势受到多种因素的影响，如温度、光照、湿度、土壤水分含量、植物自身特性等。
水势的计算水势的计算通常使用以下公式：Ψ=ΨP+ΨS+ΨG其中，ΨP是压力水势，ΨS是渗透水势，ΨG是重力水势。
压力水势是因植物细胞的组织结构和细胞外基质所产生的压力，一般为正值，因此压力水势可增加Ψ的大小。
渗透水势是溶液中溶质引起的水流趋势，一般都是负值，因此渗透水势会降低Ψ的大小。
一般情况下，ΨP和ΨG对植物水势的影响较小，ΨS是主要因素。
吸水和输水植物体内的水分主要是通过根部的吸水和叶片的蒸腾来完成。
吸水主要是通过根系吸收来完成，吸水的机制包括活性运输和被动运输。
活性运输是指根毛的质膜和细胞质膜之间的质子泵和离子泵的活动，使得离子泵驱动水分进入细胞内。
被动运输是指水分沿着渗透梯度自然流动。
水分进入细胞后，又通过细胞间隙和细胞壁进入到根部导管中。
水分在导管中的输送主要是由于水势梯度驱动的。
蒸腾是指植物蒸腾叶片水分的过程，它是通过开放的气孔将叶内水分蒸发到空气中。
蒸腾可以使植物体内压力水势升高，渗透水势下降，从而驱动水分向上输送。
蒸腾的速率受到多种因素的影响，如光照强度、温度、湿度和二氧化碳浓度等。
水势的调节植物体内的水势是受多种因素影响的，而植物又可以通过自身的一些机制来调节水势。
这些机制包括根系和叶片的运动、溶质调节、重量作用和激素调整等。
根系和叶片的运动是指植物根系和叶片对水分摄取和散发的自身调节能力。
组织液的功能
组织液的功能全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：组织液是一种重要的生物液体，存在于动植物组织细胞间，在生命体内起着至关重要的功能作用。
它主要由水、离子、蛋白质和其他溶质组成，这些成分在维持细胞内外环境平衡、传递养分和信息、维持细胞间连接等方面发挥着重要作用。
在本文中，我们将讨论组织液的功能以及其在生物体内的重要性。
组织液在维持细胞内外环境平衡方面起着至关重要的作用。
细胞是生物体的基本结构和功能单位，它们需要一个稳定的环境来保持正常的生理功能。
组织液中的水和离子可以调节细胞内外的渗透压和电解质浓度，维持细胞内外的水分平衡和离子平衡，防止细胞对外界环境的过度反应。
组织液中的溶质还可以帮助细胞排除代谢废物和毒素，维持细胞内外环境的清洁和稳定。
组织液在运输营养物质和代谢产物方面也起着重要作用。
生物体需要从外界获取营养物质和氧气，并将代谢产物排出体外，这些物质需要通过组织液进行运输。
组织液中的蛋白质和其他溶质可以作为载体，将营养物质、氧气和代谢产物沿着细胞间隙或血管输送到需要的部位，使得细胞得以获得必要的营养和氧气，同时排出代谢废物，维持细胞内代谢的正常进行。
组织液在维持细胞结构稳定和功能交流方面也发挥关键作用。
生物体中的细胞通常分布在各种组织器官中，它们需要通过细胞间的连接和信息传递来协调工作，完成特定的生理功能。
组织液中的蛋白质和其他溶质可以形成细胞外基质，为细胞提供支持和结构稳定性，同时也可以传递信号和调节细胞间信号传导，促进细胞之间的相互作用和协作，使组织器官得以正常发育和功能。
组织液还在维持免疫系统功能和抵抗外界病原微生物方面发挥作用。
免疫系统是生物体的重要防御系统，它通过识别和消灭外界入侵的病原微生物，保护生物体免受感染和疾病的侵害。
组织液中的蛋白质和其他溶质可以作为免疫系统的重要组成部分，参与抗体的合成和细胞信号传导，增强生物体对病原微生物的识别和攻击能力，提高生物体的抵抗力和免疫力。
组织液在生物体内起着多种重要的功能作用，包括维持细胞内外环境平衡、运输营养物质和代谢产物、维持细胞结构稳定和功能交流、维持免疫系统功能和抵抗外界病原微生物等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 渗透调节动物：体液渗透压低于海水。如小长臂 虾渗透压始终保持在-△1.3左右。说明机体具有 主动调节渗透压能力。 • 有些动物在环境渗透压低时可调高体液渗透压， 在环境渗透压高时就成为渗压随便动物，如岸蟹。 • 有些动物可以保持较为稳定的渗透压，在环境渗 透压低时可保持高于环境渗透压，在环境渗透压 高时又能使体液渗透压低于环境渗透压，如中华 绒螯蟹、厚纹蟹。这类动物可以生活在河口河岸 边的半咸水中，被认为是有淡水回到海水的动物。 • 美国大盐湖内的咸虾可生活在盐度高达300‰的 大盐湖，也可以生活在1/10的海水中。虾可以喝 盐水，消化管内渗透压高于血淋巴，但Na+和K+ 低于血淋巴，说明？
二、半咸水和淡水中的脊椎动物 • 软骨鱼:可能是来自于海水，其血液渗透压低于真正海产软骨鱼，
尿素含量为海产种类的1/3，亚马逊河内有淡水软骨鱼，体液离子浓 度与淡水真骨鱼接近，血液中尿素和氧化三甲胺含量很低。
• 真骨鱼：大部分生活在淡水，有些洄游于海水与淡水间。
• 溯河洄游：海水成长，淡水河流内产卵 • 降河洄游：淡水河流成长，海水内产卵 • 所有真骨鱼体液渗透压都低于海水渗透压， 但高于淡水渗透压→真骨鱼起源于淡水， 海洋中的是由淡水进入海水的。 • 面临风险：丢失离子、水渗入机体（？） • 解决途径：增加尿量，补充离子----鳃。 • 鳃在海产真骨鱼和淡水真骨鱼的作用有何不同？ • 调节机制：神经内分泌调节垂体、肾上腺及生乳素等 • 广盐性鱼类，生乳素和氢化可的松一起作用导致 鳃、皮肤、肠、肾脏和膀胱对水和离子的通透性 降低，并刺激离子泵活动，在低渗条件下保留血 浆中Na+和其他电解质。
第四节 陆生生活动物的保水问题
• 陆地水分：空气中水分受不同地区、季节和气候条件影响。 • 热带雨林和沙漠、夏季和冬季、温度，温度越高，单位容 积中水蒸气含量？ • 液体蒸发受其中溶质影响，海水的水蒸气压与淡水相比， 谁高？---液体的浓度越低则蒸发越快？ • 绝对湿度（AH）：单位容积空气中的含水量（g/m3） • 相对湿度（RH）：实际水蒸气压占饱和蒸汽压的百分比。 • 饱和差：在一定温度下，实际蒸汽压与饱和蒸汽压之差。
• 呼吸空气的海洋动物：如海龟、海豚、海鸥等由陆地 回到海中生活。呼吸空气—避免海水和离子通过体表 进入体内，但由于海中捕食等—海水随食物进入机体 →保水和排出多余离子。 • 爬行类：肾脏浓缩能力弱，不能排出过多的盐。 • 盐腺：眼眶附近，分泌NaCl，龟开口于眼眶后角，海 鬣蜥开口于鼻腔前部，海龟开口于口腔，所有海鸟在 眼眶上部分布有一对，开口于鼻腔，又称为鼻盐腺。 • 盐腺只在有盐负荷时含有机物。
一、半咸水和淡水中的无脊椎动物
第三节 半咸水和淡水动物的离子调节和 渗透调节
• 渗压随便动物通常不能耐受太大的浓度变化，不能进入盐度很低的半 咸水和淡水中。 • 半咸水和淡水中生活的无脊椎动物主要是渗压调节动物，如招潮、厚 纹蟹和中华绒螯蟹等。岸蟹能进入盐度不到1/3海水环境中生活，中 华绒螯蟹可以在淡水与海水间洄游，但不能在淡水中完成其生活史， 要回到海水中产卵。在淡水中不断丢失盐类，通过鳃主动从淡水中吸 收离子。 • 淡水生活动物体液渗透压都高于淡水---丧失离子和水渗入体→主动吸 收离子并排水 。淡水甲壳类触角腺又长长的肾管（重吸收尿中的盐 类），海产没有。 • 吸收离子的主要部位---鳃，排水---尿
第一节 动物生活的水环境
一、水环境中的离子 • 海水：含盐量（盐度）32‰-41‰，主要是Na+、 K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42+和HCO4-等。内陆 咸水的盐度和离子成分变化较大。 • 淡水：无机离子的含量变化较大，但一般含量微 小，软水内离子的含量比硬水少。 • 半咸水：河口及一些内陆湖泊的盐度比海水低， 称半咸水。 • 体液：体液重离子浓度可与海水相似或不同。
三、陆生脊椎动物的保水 （一）、两栖类 • 皮肤湿润---只能生活在潮湿环境中 • 有些排尿酸---保水 • 对环境适应中，生理适应可塑性大于形态上的可 塑性→能否作为演化依据？ （二）、爬行类 • 皮肤蒸发大于呼吸道 • 干燥环境中蒸发速率下降---适应 • 周期性蜕皮，蜕皮期蒸发速率升高，随后下降， 在休止阶段和蜕皮早期最低。 • 羊膜卵 • 有些排尿酸
（三）、鸟类和哺乳类 • 恒温动物：呼吸道和身体表面散失水分与 体温调节有关 • 生活在缺水环境动物通过获得含水丰富的 食物得到大量的水。 • 体液调节机制完善
• 真骨鱼：体液渗透压低于海水—脱水风险，海水中离子浓 度高于体液---离子通过体表扩散入体内。喝海水---随食物 进入机体→排出多余离子且要保水。 • 一价离子排出主要器官---鳃，二价离子排出主要器官---肾 脏，但由于尿少且不为浓缩尿---肾脏难以胜任排出大量离 子的工作。 • 盐细胞：分布在鳃上，排出盐。
一、皮肤潮湿的陆生无脊椎动物 • 蚯蚓：皮肤能吸收水分，调节是通过脑的 神经分泌物控制，切除环毛蚓脑→组织在 去离子水中的加水作用。 • 蜗牛和蛞蝓：皮肤湿润，蛞蝓皮肤裸露， 易蒸发，活动有昼夜性。蜗牛有壳，不透 水，相对活动较自由，受湿度影响较小。
二、节肢动物的保水：昆虫、蜘蛛（最成功 的动物） • 角质层外有蜡质，防止水分通透 • 表皮细胞的顶膜是水的运动屏障，顶膜和 外角质层均可阻止水分蒸发。 • 部分昆虫能从空气中吸收水分，但要求空 气相对湿度达到一定水平。如沙漠蟑螂在 相对湿度达到82%或83%以上时才能从空 气中吸收水分。
• 插图
二、溶液的浓度与渗透活性
• 动物组织生存需求一定的离子浓度与渗透活性 • 渗透摩尔浓度（Osmolarity）：渗透压用摩尔表示，1摩 尔溶液的渗透浓度称1渗透摩尔（Osm）。 • 毫渗摩尔（mOsm）：以毫克表示渗透压。 • 0.1mmol的G渗透压为100mOsm/L。 • 水中盐度升高或降低时，细胞内的氨基酸浓度会升高或降 低（蛋白质分解），使细胞内液与细胞外液保持等渗，细 胞体积不变。 • 细胞外盐度↑→Na+和K+影响细胞内酶活性→蛋白
• 两栖类：基本上为淡水动物。其离子平衡 与真骨鱼相同。从淡水中吸收离子（部位--皮肤），排出大量的水（低渗尿）。尿储 存在膀胱中，可再吸收部分离子。无尾两 栖类腹部和大腿两侧是吸收水的主要部位。 • 爬行类：血液渗透压与真骨鱼和两栖类接 近，但皮肤对水的通透性低---减少水渗透。 • 少数研究表明，爬行类肾小球的滤过率低， 尿形成速率低，尿与血液等渗。 • 鸟类和哺乳类：与一般陆生哺乳类相同
水、离子与渗透压调节
• • • • • • • • • • • • • • • •
动物生活的水环境 水环境中的离子 溶液的浓度与渗透活性 海水内动物的离子调节及渗透压调节 海水无脊椎动物的渗透调节和离子调节 海水脊椎动物的渗透调节和离子调节 半咸水和淡水动物的离子调节和渗透调节 半咸水和淡水中的无脊椎动物 半咸水和淡水中的脊椎动物 陆生生活动物的保水问题 皮肤潮湿的陆生无脊椎动物 节肢动物的保水 陆生脊椎动物的保水 （一）、两栖类 （二）、爬行类 （三）、鸟类和哺乳类
二、海水脊椎动物的渗透调节和离子调节
• 现存脊椎动物除盲鳗外血液电解质浓度都低于海水。盲鳗 血液中Na+和K+渗透压与海水基本一致，不存在渗透压调 节。
• 七鳃鳗：与真骨鱼一样，血液渗透压低于海水，面临保水 和排出离子问题。 • 软骨鱼：大多数生活在海洋，血液中无机离子浓度与一般 真骨鱼差不多，但血液中有大量的尿素和氧化三甲基安 （TMAO），是血液渗透压与海水相等或稍高（意义?）。 • 软骨鱼不饮水，但随食物可进入体内，一些离子通过鳃等 体表进出体内----面临排出多余离子。排出主要部位----肾 脏及直肠腺，鳃？尿素含量高---形成高渗透压---保水。
质降解→[氨基酸]↑ • 细胞外盐度↓→水进入细胞→体积变大→细胞膜扩 张→氨基酸扩散至细胞外，水减少→体积恢复
第二节海水内动物的离子调节及渗 透压调节
一、海水无脊椎动物的渗透调节和离子调节
• 演化趋势：海水→淡水→陆地；海水→陆地，部分再返回 海水 • 等渗无脊椎动物：大多数无脊椎动物体液渗透压浓度与海 水相等或接近。又称渗压随便动物（体液渗透压会随着生 活海水渗透压变化而变化）如岸蟹。此类动物无渗透压调 节能力，但存在离子调节（Why？）。 • 棘皮动物没有明显的离子调节能力。水母质调节硫酸根， 使其比海水中浓度低，排出较重的硫酸根可以减低动物比 重，有利于漂浮。