جلسه 7 از 8

درسنامهٔ فصل پنجم: تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد

پرش به متن درس زیست‌شناسی (۱) | دهم تجربیفصل پنجمصفحات ۶۹ تا ۷۸کنکور و امتحان پایان سال تنظیم اسمزی و دفع مواد زائددرسنامهٔ صفحه‌به‌صفحه دربارهٔ هم‌ایستایی، کلیه و گردیزه، تشکیل…

متن و HTML 45 دقیقه

محتوای آموزشی

زیست‌شناسی (۱) | دهم تجربیفصل پنجمصفحات ۶۹ تا ۷۸کنکور و امتحان پایان سال

تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد

درسنامهٔ صفحه‌به‌صفحه دربارهٔ هم‌ایستایی، کلیه و گردیزه، تشکیل ادرار و سازوکارهای دفع در جانوران.

پیشرفت این جلسه۰ از ۱۰ صفحه کامل شده
مقدمهٔ فصل

صفحهٔ ۶۹ | بدن؛ خانه‌ای با ترکیب دقیق

هم‌ایستایی یعنی نگه داشتن وضعیت درونی در محدودۀ مناسب

ایدهٔ مرکزی

یاخته‌های ما با محیطی مایع در ارتباط‌اند. اگر این مایع خیلی رقیق یا خیلی غلیظ شود، آب بیش از حد وارد یاخته می‌شود یا از آن بیرون می‌رود. بدن باید فشار اسمزی، مقدار آب، یون‌ها، اسید و باز و مواد دفعی را در محدودۀ مناسب نگه دارد.

هم‌ایستایی

هم‌ایستایی به معنی ثابت ماندن مطلق نیست؛ یعنی تغییرات پیوسته در یک محدودۀ قابل تحمل تنظیم شوند. کلیه یکی از مهم‌ترین اندام‌های این تنظیم است.

موقعیت کلیه‌ها در بدن
کلیه‌ها در پشت محوطۀ شکمی و دو سوی ستون مهره‌ها قرار دارند؛ کلیۀ راست کمی پایین‌تر است.

مثال ساده

در روز گرم و هنگام ورزش، با عرق کردن آب از دست می‌دهیم؛ کلیه با کاهش مقدار ادرار، بخشی از این آب را حفظ می‌کند.

منبع: صفحۀ ۶۹.

شروع فصل
گفتار ۱ | هم‌ایستایی و کلیه‌ها

صفحهٔ ۷۰ | کلیه؛ اندام لوبیاییِ محافظت‌شده

از کپسول تا لگنچه

برش طولی کلیه و بخش‌های آن
در برش طولی، بخش قشری، بخش مرکزی و لگنچه دیده می‌شوند؛ ادرار به لگنچه می‌ریزد و وارد میزنای می‌شود.

هر کلیه تقریباً به اندازۀ مشت بسته است و دنده‌ها، کپسول پیوندی و چربی اطراف از آن محافظت می‌کنند. بخش مرکزی هرم‌های کلیه دارد؛ هر هرم و ناحیۀ قشری مربوط به آن یک لپ کلیه را می‌سازد. لگنچه ساختاری قیفی‌شکل برای جمع شدن ادرار است.

فعالیت ۱ | تشریح کلیۀ گوسفند
مشاهده: میزنای، سرخرگ و سیاهرگ کلیه را در میان چربی‌ها پیدا کنید و پس از جدا کردن کپسول، برش طولی بزنید.

پاسخ و نکته

میزنای از لگنچه خارج می‌شود؛ رگ‌های کلیه از ناحیۀ فرورفتۀ کلیه وارد یا خارج می‌شوند. تشخیص ساختارها با مقایسۀ جایگاه، رنگ و مسیر آن‌ها انجام می‌شود و فعالیت باید با وسایل و نظارت معلم باشد.

مراقبت از کلیه

کنترل فشار و قند خون، نوشیدن آب کافی، فعالیت بدنی، پرهیز از دخانیات و مصرف نکردن خودسرانۀ داروها از نکات مراقبتی کتاب‌اند.

منبع: صفحات ۷۰ و ۷۱ و شکل ۳.

گفتار ۱

صفحهٔ ۷۱ | گردیزه؛ واحد کار کلیه

یک میلیون مسیر کوچک برای ساخت ادرار

ساختار گردیزه و مجرای جمع‌کننده
گردیزه از کپسول بومن، لولۀ پیچ‌خوردۀ نزدیک، قوس هنله، لولۀ پیچ‌خوردۀ دور و ارتباط با مجرای جمع‌کننده تشکیل می‌شود.

هر کلیه حدود یک میلیون گردیزه دارد. منشأ ادرار خون است و گردیزه در کنار شبکه‌های مویرگی قرار گرفته است. خون از سرخرگ آوران وارد کالفک می‌شود و از سرخرگ وابران خارج می‌گردد؛ مویرگ‌های دورلوله‌ای اطراف بخش‌های دیگر گردیزه را می‌پوشانند.

شبکه‌های مویرگی مرتبط با گردیزه
دو شبکۀ مویرگی در ارتباط با گردیزه: کالفک در کپسول بومن و شبکۀ دورلوله‌ای در اطراف لوله.

دو نام را جابه‌جا نکنید

سرخرگ آوران به کالفک وارد می‌شود؛ سرخرگ وابران از آن خارج می‌شود. هر دو «سرخرگ»اند، چون خون را نسبت به قلب در مسیر سرخرگی جابه‌جا می‌کنند.

منبع: صفحۀ ۷۱ و شکل‌های ۴ و ۵.

گفتار ۲ | تشکیل ادرار و تخلیۀ آن

صفحهٔ ۷۲ | تراوش؛ آغاز تشکیل ادرار

فشار خون، کالفک و کپسول بومن

تشکیل ادرار سه مرحله دارد: تراوش، بازجذب و ترشح. در تراوش، بخشی از خوناب به دلیل فشار خون از کالفک خارج و وارد کپسول بومن می‌شود. مولکول‌های بزرگ از صافی تراوش عبور نمی‌کنند.

چرا فشار تراوش زیاد است؟

قطر سرخرگ آوران از سرخرگ وابران بیشتر است؛ این اختلاف قطر فشار را در کالفک بالا می‌برد و خروج خوناب را آسان می‌کند.

کالفک درون کپسول بومن
کالفک شبکۀ مویرگی کپسول بومن است و محل آغاز تراوش به شمار می‌آید.
پودوسیت‌ها و شکاف‌های تراوشی
پودوسیت‌های دیوارۀ درونی کپسول بومن پاهای فراوان و شکاف‌های باریک برای عبور مواد دارند.

تراوش انتخابی نیست

در این مرحله مواد براساس اندازه عبور می‌کنند؛ بنابراین هم مواد دفعی مانند اوره و هم مواد مفید مانند گلوکز و آمینواسیدها وارد گردیزه می‌شوند.

منبع: صفحۀ ۷۲ و شکل‌های ۶ تا ۸.

گفتار ۲

صفحهٔ ۷۳ | بازجذب و ترشح

کلیه فقط فیلتر نیست؛ تصمیم می‌گیرد چه چیزی برگردد

بازجذب

مواد مفید تراوش‌شده مانند گلوکز، آمینواسیدها و مقدار زیادی آب از لولۀ گردیزه به مویرگ‌های دورلوله‌ای برمی‌گردند. بازجذب گاهی فعال و انرژی‌خواه و دربارۀ آب معمولاً اسمزی است.

یاخته‌های تخصص‌یافتۀ گردیزه
در لولۀ پیچ‌خوردۀ نزدیک، سطح بازجذب با یاخته‌های دارای ریزپرز افزایش می‌یابد.

ترشح

در ترشح، مواد لازم برای دفع از یاخته‌های گردیزه به درون لوله می‌روند؛ جهت آن مخالف بازجذب است. یون هیدروژن، بعضی سموم و داروها می‌توانند با ترشح دفع شوند.

تنظیم pH خون

اگر pH خون کاهش یابد، کلیه یون هیدروژن بیشتری ترشح می‌کند. اگر pH افزایش یابد، دفع بیکربنات بیشتر می‌شود؛ این کار pH را در محدودۀ مناسب نگه می‌دارد.

تراوشخوناب ← کپسول بومن
بازجذبلوله ← خون
ترشحیاخته و خون ← لوله

منبع: صفحۀ ۷۳ و شکل ۹.

گفتار ۲

صفحهٔ ۷۴ | از لگنچه تا میزراه

ادرار ساخته، ذخیره و در زمان مناسب تخلیه می‌شود

دستگاه دفع ادرار در انسان
ادرار از کلیه به میزنای، از میزنای به مثانه و از مثانه به میزراه می‌رود.

حرکت کرمی ماهیچۀ صاف میزنای، ادرار را به مثانه می‌راند و چین مخاطی در دهانۀ میزنای از برگشت آن جلوگیری می‌کند. مثانه کیسه‌ای ماهیچه‌ای برای ذخیرۀ موقت است؛ کشیدگی دیوارۀ آن سازوکار تخلیه را فعال می‌کند.

دو بندارهٔ میزراه

بندارۀ داخلی از ماهیچۀ صاف و غیرارادی است. بندارۀ خارجی از ماهیچۀ مخطط و ارادی تشکیل شده و کنترل آگاهانه را ممکن می‌کند.

ترکیب ادرار

حدود ۹۵ درصد ادرار آب است. یون‌ها و اوره نیز از اجزای مهم‌اند و مقدار آن‌ها اطلاعاتی از وضعیت درونی بدن می‌دهد.

اوره از کجا می‌آید؟

در تجزیۀ آمینواسیدها آمونیاک سمی تولید می‌شود. کبد آمونیاک را با کربن‌دی‌اکسید به اوره تبدیل می‌کند؛ اوره کم‌سم‌تر است و کلیه آن را دفع می‌کند.

منبع: صفحات ۷۴ و ۷۵ و شکل ۱۰.

گفتار ۲

صفحهٔ ۷۵ | تنظیم آب و هورمون ضدادراری

ادرار رقیق یا غلیظ؛ پاسخ بدن به نیاز آب

وقتی خون غلیظ‌تر می‌شود

افزایش غلظت مواد حل‌شده در خوناب، مرکز تشنگی هیپوتالاموس را تحریک می‌کند. هم‌زمان ترشح هورمون ضدادراری افزایش می‌یابد و کلیه بازجذب آب را بیشتر می‌کند؛ ادرار کمتر و غلیظ‌تر می‌شود.

وقتی ADH کم باشد

اگر هورمون ضدادراری ترشح نشود، آب کمتری بازجذب و مقدار زیادی ادرار رقیق دفع می‌شود. این حالت دیابت بی‌مزه نام دارد و با تشنگی شدید همراه است.

اسیداوریک مادۀ دفعی نیتروژن‌دار دیگری است که در آب حل‌پذیری کمی دارد؛ رسوب آن می‌تواند در کلیه سنگ و در مفاصل نقرس ایجاد کند.

دیابت و کلیه‌ها

دیابت می‌تواند به رگ‌های کلیه، اعصاب مثانه و فرایند تخلیه آسیب بزند. وجود طولانی‌مدت قند در ادرار نیز زمینهٔ رشد باکتری و عفونت را بیشتر می‌کند.

چهار حلقۀ هم‌ایستایی

غلظت خوناب ← مرکز تشنگی و ADH ← میزان بازجذب آب ← حجم و غلظت ادرار.

منبع: صفحۀ ۷۵ و بخش‌های بیشتر بدانید.

گفتار ۳ | تنوع دفع و تنظیم اسمزی

صفحهٔ ۷۶ | پارامسی، نفریدی و لولۀ مالپیگی

راه‌های دفع با اندازه و محیط جانور هماهنگ‌اند

واکوئول انقباضی پارامسی
واکوئول انقباضی آب اضافی و مواد دفعی را در پارامسی جمع و به بیرون تخلیه می‌کند.
تک‌یاخته‌ایانتشار؛ یا واکوئول انقباضی در پارامسی
بی‌مهرگاننفریدی برای دفع یا تنظیم اسمزی
سخت‌پوستانانتشار مواد دفعی نیتروژن‌دار از آبشش

لوله‌های مالپیگی

در حشرات به روده متصل‌اند. اوریک‌اسید همراه آب وارد لوله می‌شود، محتوا به روده می‌ریزد و آب و یون‌ها در مسیر روده بازجذب می‌شوند؛ اوریک‌اسید با مواد گوارشی دفع می‌شود.

لوله‌های مالپیگی و بازجذب آب
لوله‌های مالپیگی دفع را به روده پیوند می‌دهند و با بازجذب، آب بدن حشره را حفظ می‌کنند.

نکتهٔ مقایسه‌ای

مادۀ دفعی حشرات اوریک‌اسید است؛ این ماده با آب کم‌تری دفع می‌شود و برای جانوری که باید آب را حفظ کند مناسب‌تر است.

منبع: صفحۀ ۷۶ و شکل‌های ۱۱ و ۱۲.

گفتار ۳

صفحهٔ ۷۷ | مهره‌داران و مسئلۀ نمک و آب

آب شیرین، آب شور، دوزیستان، خزندگان و پرندگان

ماهیان آب شیرین

فشار اسمزی مایعات بدن از محیط بیشتر است؛ آب وارد بدن می‌شود. ماهی آب زیادی نمی‌نوشد و ادرار رقیق فراوان دفع می‌کند.

ماهیان آب شور

فشار اسمزی محیط بیشتر است؛ آب از بدن خارج می‌شود. ماهی آب زیادی می‌نوشد و نمک‌ها را از کلیه و یاخته‌های آبشش دفع می‌کند.

نمونه‌ای از تنظیم اسمزی در جانوران
تنظیم اسمزی یعنی هماهنگ کردن ورود و خروج آب و یون‌ها با محیط زندگی.

دوزیستان

مثانه می‌تواند محل ذخیرۀ آب و یون‌ها باشد. هنگام خشک شدن محیط، دفع ادرار کم و بازجذب آب از مثانه به خون بیشتر می‌شود.

غدۀ نمکی در پرندۀ دریایی
برخی پرندگان و خزندگان نمک اضافی را با غدد نمکی نزدیک چشم یا زبان به صورت قطره‌های غلیظ دفع می‌کنند.

اصل محیطی

جانوری که با کمبود آب روبه‌روست، باید آب را بیشتر بازجذب یا با مادۀ دفعی کم‌حل‌شونده‌تری دفع کند؛ جانوری که در آب فراوان است، محدودیت متفاوتی دارد.

منبع: صفحۀ ۷۷ و شکل ۱۳.

گفتار ۳ | جمع‌بندی

صفحهٔ ۷۸ | دفع؛ پایان راه یا فرصتی برای بازآفرینی؟

ادرار، دانش پزشکی و پیوند زیست‌شناسی با فناوری

از سنگ تا ابزار

زهراوی، جراح قرن چهارم هجری، ابزارهایی برای شکستن و خارج کردن سنگ‌های مجاری ادراری توصیف کرد. شناخت ساختار بدن وقتی با نیاز بیمار و مهندسی همراه شود، به فناوری پزشکی تبدیل می‌شود.

ادرار و محیط

اورهٔ ادرار می‌تواند در چرخهٔ نیتروژن به مواد مورد نیاز گیاهان تبدیل شود. آب موجود در ادرار نیز با فناوری تصفیه قابل بازیافت است.

پیل سوختی میکروبی با ادرار
در پیل سوختی میکروبی، باکتری‌ها از ادرار تغذیه می‌کنند و حرکت الکترون‌ها می‌تواند برق تولید کند؛ این فناوری هنوز محدود و پژوهشی است.

نقشۀ نهایی فصل

  1. هم‌ایستایی یعنی حفظ آب، یون‌ها، pH و مواد دفعی در محدودۀ مناسب.
  2. گردیزه با تراوش، بازجذب و ترشح ادرار را می‌سازد.
  3. اوره از آمونیاک کم‌سم‌تر است و کبد و کلیه در دفع آن همکاری دارند.
  4. ADH و تشنگی، مقدار آب بازجذب‌شده را تنظیم می‌کنند.
  5. جانداران بر اساس محیط و پیچیدگی بدن، سامانه‌های دفعی متفاوت دارند.

سه جفت‌سازی طلایی

کالفک ← تراوش؛ لولۀ پیچ‌خوردۀ نزدیک ← بیشترین بازجذب؛ لولۀ مالپیگی ← دفع اوریک‌اسید در حشرات.

منبع: صفحات ۷۷ و ۷۸ و بخش‌های بیشتر بدانید.

پایان درسنامه

پیشرفت این جلسه را ذخیره کنید

برای ثبت زمان مطالعه و تکمیل جلسه، ابتدا وارد حساب کاربری شوید.

ورود به حساب کاربری