تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · نقشهٔ نکاتتنظیم اسمزی و دفع مواد زائد
این نسخه، گزیدهٔ نکات ناب است؛ نه درسنامهٔ کامل. این ۲۷ نکته را بخوان تا فصل را دقیقتر مرور کنی. تراوش پایان کار کلیه نیست. مایع ابتدا وارد کپسول میشود و در ادامه، بخشی از موادش به خون برمیگردند یا موادی از خون به لوله افزوده میشوند؛ پس ترکیب ادرار با مایع اولیه یکسان نیست.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · همایستایی آب و یونهمایستایی آب و یون
اصل ناب
بدن باید آب، یونها و مواد زائد را در محدوده مناسب نگه دارد. کلیه با تغییر بازجذب و دفع، ترکیب محیط درونی را تنظیم میکند.
مرز مفهومی
وجود یک ماده در ادرار لزوماً به معنی سمیبودن آن نیست.
دام و پاسخ
دام رایج: کلیه فقط مواد سمی را از خون جدا میکند. پاسخ دقیق: کلیه افزون بر دفع مواد زائد، در تنظیم آب، یونها و pH خون نقش دارد.
همایستایی آب و یون
مسیر فهم
یاخته با مایع اطرافش تبادل دارد؛ بنابراین تغییر زیاد آب، یونها یا مواد دفعیِ این محیط میتواند کار آن را مختل کند. کلیه فقط محل دورریختن مواد نیست: در تعادل آب، یونها و اسید و باز و دفع مواد نیتروژندار نقش دارد. هنگام کمبود آب، کاهش دفع آب در ادرار میتواند به حفظ محیط درونی کمک کند.
مثال حلشده
صورت: برای اوره، مسیر «ساختهشدن، جابهجایی، دفع» را میان کبد، خون و کلیه تنظیم کن.
استدلال: کبد از آمونیاک اوره میسازد. خون اوره را حمل میکند. کلیه آن را از خون میگیرد تا همراه ادرار خارج شود. محل یافتن اوره در ادرار، محل ساخت اولیه آن را تعیین نمیکند.
نتیجه: کبد تولیدکننده اوره و کلیه اندام اصلی دفع آن است.
خودآزمایی
چرا «ادرار کمتر» بهتنهایی برای نتیجهگیری درباره خرابی کلیه کافی نیست؟
پاسخ تشریحی: مقدار ادرار با وضعیت آب بدن و تنظیم آن تغییر میکند؛ باید شرایط و دیگر شواهد را هم داشت.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · ساختار کلیه و نفرونساختار کلیه و نفرون
اصل ناب
قشر، مغز و لگنچه بخشهای کلیهاند و نفرون واحد عملکردی آن است. جسمک کلیوی و لوله نفرون در تشکیل ادرار نقش دارند.
مرز مفهومی
محل هر بخش را در شکل کلیه و شکل بزرگشده نفرون جدا بخوان.
دام و پاسخ
دام رایج: تمام بخشهای نفرون فقط در بخش قشری قرار دارند. پاسخ دقیق: جسمک کلیوی و بخشهای پیچخورده لوله نفرون در قشر قرار دارند، اما قوس هنله میتواند وارد بخش مغزی شود.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · فهم و تمرین: ساختار کلیه و نفرونساختار کلیه و نفرون
مسیر فهم
کلیه اندامی با قشر، بخش مرکزی و لگنچه است. گردیزه یا نفرون واحد سازنده و کارکردی آن است و با لولهای از کپسول بومن تا لوله پیچخورده دور امتداد دارد. مجرای جمعکننده مایع چند گردیزه را دریافت میکند. پس قشر نام یک ناحیه و گردیزه نام یک واحد است؛ این دو را همسطح نمیگیریم.
مثال حلشده
صورت: دو پیکان از کلیه خارج میشوند: یکی از لگنچه و دیگری از شبکه رگی. برای هرکدام نام و محتوا تعیین کن.
استدلال: خروجی لگنچه میزنای و حامل ادرار است؛ خروجی رگی سیاهرگ کلیه و حامل خون است. ادرار و خون با وجود منشأ مشترک بخشی از مواد، در دو فضای جدا حرکت میکنند.
نتیجه: مسیر خروج ادرار را با بازگشت خون مخلوط نمیکنیم.
خودآزمایی
چرا لگنچه را نمیتوان همان کپسول بومن نامید؟
پاسخ تشریحی: کپسول آغاز هر گردیزه و محل دریافت تراوش است؛ لگنچه بخش بزرگتر کلیه برای جمع و هدایت ادرار است.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · تراوش در جسمک کلیویتراوش در جسمک کلیوی
اصل ناب
فشار خون بخشی از آب و مواد کوچک پلاسما را از گلومرول به کپسول میراند. یاختههای خونی و بیشتر پروتئینهای درشت باقی میمانند.
مرز مفهومی
تراوش انتخاب مولکولی آنزیمی نیست؛ اندازه و ویژگی سد و فشار اهمیت دارند.
دام و پاسخ
دام رایج: ادرار اولیه همان ترکیب پلاسمای کامل همراه گویچههاست. پاسخ دقیق: سد تراوش معمولاً یاخته و پروتئین درشت را عبور نمیدهد.
تراوش در جسمک کلیوی
مسیر فهم
تراوش نخستین گام تشکیل ادرار است: فشار خون بخشی از خوناب را از مویرگ کلافک به فضای کپسول میراند. سد تراوش عبور مواد را محدود میکند؛ مواد بزرگ بهسادگی وارد نمیشوند. در این مرحله مفید یا زائدبودن، معیار انتخاب نیست؛ گلوکز و اوره هر دو میتوانند در تراوش حضور داشته باشند و سرنوشت بعدیشان متفاوت شود.
مثال حلشده
صورت: در مایع آغاز گردیزه گلوکز و اوره دیده شدهاند. آیا حضور هر دو یعنی هر دو به همان نسبت در ادرار نهایی دفع میشوند؟
استدلال: خیر؛ تراوش مواد کوچک را فقط به دلیل مفیدبودن نگه نمیدارد. گلوکز میتواند در ادامه بازجذب شود، در حالی که مقدار دفع نهایی به مجموع فرایندها بستگی دارد؛ باید مسیر بعدی را هم بررسی کرد.
نتیجه: تراوش به معنی دفع قطعی نیست.
خودآزمایی
چرا انتظار نداریم گویچههای خون همراه جریان عادی تراوش وارد کپسول شوند؟
پاسخ تشریحی: سد تراوش برای عبور آب و مواد کوچک مناسب است؛ یاخته خونی جزء خوناب عبوری نیست.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · بازجذب انتخابیبازجذب انتخابی
اصل ناب
مواد سودمند و مقدار زیادی آب از لوله نفرون به خون بازمیگردند. میزان بازجذب مواد مختلف یکسان و ثابت نیست.
مرز مفهومی
برای تعیین دفع نهایی، تراوش، بازجذب و ترشح را با هم حساب کن.
دام و پاسخ
دام رایج: هر مادهای که وارد کپسول شود حتماً دفع میشود. پاسخ دقیق: گلوکز، یونها و آب میتوانند پس از تراوش بازجذب شوند.
بازجذب انتخابی
مسیر فهم
بازجذب یعنی برگشت ماده از مایع لوله گردیزه به خون. پس ورود گلوکز به کپسول میتواند با بازگشت آن در ادامه همراه باشد. در لوله پیچخورده نزدیک، یاختههای مکعبیِ ریزپرزدار سطح بیشتری برای تبادل فراهم میکنند و مقدار زیادی از مواد بازجذب میشود. بسیاری از بازجذبها فعالاند، اما بازجذب آب با اسمز صورت میگیرد.
مثال حلشده
صورت: در یک داده آموزشی، ۱۰ واحد ماده وارد لوله شده و ۸ واحد آن بازجذب شده است؛ ترشح و تغییر شیمیایی ندارد. چند واحد باقی میماند؟
استدلال: بازجذب ماده را از لوله کم میکند؛ ۱۰−۸=۲ واحد در مایع باقی میماند. اگر بازجذب را به جای کمکردن اضافه کنیم، جهت انتقال را وارونه گرفتهایم.
نتیجه: با فرضهای مسئله، ۲ واحد برای ادامه مسیر باقی میماند.
خودآزمایی
چرا ریزپرز با مویرگ یکی نیست؟
پاسخ تشریحی: ریزپرز برجستگی غشای یاخته پوششی است؛ مویرگ فضای حمل خون و در سمت دیگر مسیر تبادل قرار دارد.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · ترشح لولهایترشح لولهای
اصل ناب
در ترشح، بعضی مواد از خون مویرگهای اطراف به درون لوله نفرون منتقل میشوند. جهت آن مخالف بازجذب است.
مرز مفهومی
کلمه ترشح در غدهها و نفرون را فقط با جهت انتقال همان بافت معنا کن.
دام و پاسخ
دام رایج: ترشح یعنی خروج ماده از لوله نفرون به خون. پاسخ دقیق: ترشح لولهای ماده را از خون به مایع درون نفرون میافزاید.
ترشح لولهای
مسیر فهم
ترشح جهت کلی مخالف بازجذب دارد: ماده از خون دورلولهای یا خود یاخته لوله به مایع گردیزه افزوده میشود. تراوش و ترشح هر دو میتوانند ماده را به مسیر ادرار بیاورند، اما محل و سازوکارشان یکی نیست. برای تعیین دفع نهایی، مقدار ورودی از تراوش، مقدار بازجذب و مقدار ترشح را با جهت درست کنار هم میگذاریم.
مثال حلشده
صورت: از مادهای ۱۲ واحد تراوش، ۹ واحد بازجذب و ۲ واحد ترشح شده است؛ تولید و تجزیه دیگری نداریم. مقدار دفعی را حساب کن.
استدلال: ابتدا ۱۲ واحد وارد لوله شده، بازجذب آن را به ۳ واحد کاهش داده و ترشح ۲ واحد افزوده است؛ ۱۲−۹+۲=۵ واحد. علامت هر مرحله از جهت انتقال به دست میآید.
نتیجه: در فرض مسئله ۵ واحد دفع میشود.
خودآزمایی
آیا هر ماده ترشحشده حتماً قبلاً از کلافک تراوش شده است؟
پاسخ تشریحی: خیر؛ ترشح راه دیگری برای افزودن ماده به لوله است و میتواند از خون دورلولهای یا یاخته لوله باشد.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · تنظیم آب و ADHتنظیم آب و ADH
اصل ناب
هورمون ضدادراری نفوذپذیری بخش پایانی لوله نفرون و مجرای جمعکننده را به آب افزایش میدهد و میتواند حجم ادرار را کم و غلظت آن را بیشتر کند.
مرز مفهومی
غلظت ادرار را همراه آب بدن، ADH و شیب اسمزی مغز کلیه تحلیل کن.
دام و پاسخ
دام رایج: افزایش ADH همواره حجم ادرار را بیشتر میکند. پاسخ دقیق: بازجذب بیشتر آب معمولاً حجم ادرار را کاهش میدهد.
تنظیم آب و ADH
مسیر فهم
بیشتر آبِ واردشده به مسیر تشکیل ادرار میتواند به خون برگردد؛ مقدار بازجذب بر حجم ادرار اثر میگذارد. با افزایش غلظت مواد حلشده خوناب، تشنگی و ترشح هورمون ضدادراری در تنظیم آب نقش دارند. این هورمون با اثر بر کلیه بازجذب آب را افزایش میدهد؛ آب کمتری در مایع نهایی باقی میماند.
مثال حلشده
صورت: دو وضعیت با ورودی آب یکسان به لوله داریم؛ در ب، بازجذب آب بیشتر از الف است. با ثابتبودن بقیه شرایط حجم خروجی کدام کمتر است؟
استدلال: در ب آب بیشتری از لوله به خون برگشته است، پس مقدار کمتری برای خروج باقی میماند. این استدلال از جهت بازجذب به دست میآید، نه از کوچک یا بزرگشدن مثانه.
نتیجه: در ب حجم ادرار کمتر میشود.
خودآزمایی
چرا افزایش تشنگی و کاهش دفع آب میتوانند همزمان مفید باشند؟
پاسخ تشریحی: یکی ورودی آب را زیاد و دیگری اتلاف را کم میکند؛ هر دو به جبران کمبود آب کمک میکنند.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · تعادل اسید و باز و یونهاتعادل اسید و باز و یونها
اصل ناب
کلیهها با ترشح یون هیدروژن یا دفع بیکربنات در تنظیم pH خون نقش دارند و دفع یونها نیز به حفظ تعادل یونی کمک میکند.
مرز مفهومی
تنظیم اسید و باز را از تعادل آب و یونها جدا بخوان؛ کتاب هر دو را از نقشهای کلیه میداند، اما سازوکارهایشان یکسان نیست.
دام و پاسخ
دام رایج: جهت پاسخ کلیه را برعکس نکن؛ با کاهش pH خون، ترشح یون هیدروژن و با افزایش pH خون، دفع بیکربنات بیشتر میشود.
تعادل اسید و باز و یونها
مسیر فهم
کلیه در نگهداشتن pH خون در محدوده مناسب نقش دارد. وقتی pH خون کاهش مییابد، ترشح یون هیدروژن به مسیر ادرار به دفع آن کمک میکند؛ وقتی pH افزایش مییابد، دفع بیشتر بیکربنات مطرح است. این دو پاسخ یکسان نیستند، زیرا هیدروژن و بیکربنات نقش یکسانی در اسید و باز ندارند.
مثال حلشده
صورت: دو کارت داریم: «pH خون کاهش یافت» و «pH خون افزایش یافت». پاسخ کلیوی مناسب هرکدام را از ترشح هیدروژن و دفع بیشتر بیکربنات انتخاب کن.
استدلال: کارت کاهش pH با ترشح هیدروژن جور میشود، چون خروج هیدروژن به کاهش حالت اسیدی کمک میکند. کارت افزایش pH با دفع بیشتر بیکربنات جور است. پاسخها بر پایه جهت تغییر انتخاب میشوند.
نتیجه: کاهش pH: ترشح هیدروژن؛ افزایش pH: دفع بیشتر بیکربنات.
خودآزمایی
چرا از عبارت «ترشح هیدروژن» نمیتوان نتیجه گرفت هیدروژن به خون اضافه شده است؟
پاسخ تشریحی: در این مبحث ترشح گردیزهای به سوی مایع لوله است، برخلاف ترشح هورمون به خون؛ معنی واژه به مسیر بستگی دارد.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · تنوع دفع در جانورانتنوع دفع در جانوران
اصل ناب
آمونیاک، اوره و اسیداوریک مواد دفعی نیتروژندار رایجاند. سمیت و مقدار آب لازم برای دفع آنها متفاوت است.
مرز مفهومی
کممصرفبودن آب را با کمهزینهبودن انرژی ساخت ماده دفعی یکی ندان.
دام و پاسخ
دام رایج: همه جانوران نیتروژن را به یک ماده یکسان دفع میکنند. پاسخ دقیق: محیط زندگی و سازگاری جاندار بر نوع ماده دفعی اثر دارد.
تنوع دفع در جانوران
مسیر فهم
جانوران با محیطهای متفاوت با مسئله آب و دفع روبهرو هستند. پارامسی آب اضافی را با واکوئول انقباضی خارج میکند. لوله مالپیگی حشره مواد دفعی را به روده میرساند و بازجذب آب و یونها در ادامه، اتلاف را کم میکند. ماهی آب شیرین معمولاً با ورود آب و ماهی دریاییِ الگوی کتاب با تمایل آب به خروج روبهروست.
مثال حلشده
صورت: در دو محیط، الف آب تمایل به ورود به بدن دارد و ب به خروج. برای الف کدام الگوی دفع، ادرار رقیق فراوان یا کاهش اتلاف آب، مناسبتر است؟
استدلال: الف باید آب اضافی را دور کند، پس الگوی ادرار رقیق فراوانِ ماهی آب شیرین مناسب است. ب با خطر کمآبی روبهروست و حفظ آب اهمیت مییابد؛ برای جزئیات دفع نمک باید نوع جانور هم معلوم باشد.
نتیجه: ابتدا جهت مسئله آب را مییابیم، سپس پاسخ دفعی را مقایسه میکنیم.
خودآزمایی
چرا پیوستن لوله مالپیگی به روده به معنی گوارشیبودن منشأ همه مواد دفعی آن نیست؟
پاسخ تشریحی: مواد زائد از محیط داخلی به لوله آمدهاند؛ مسیر خروج مشترک، منشأ آنها را با غذای گوارشنیافته یکسان نمیکند.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · مسیر ادرار و راههای متفاوت دفعمسیر ادرار و راههای متفاوت دفع
اصل ناب
ادرار از کلیه به میزنای و سپس مثانه میرود. حرکت کرمی دیوارهٔ میزنای به پیشراندن آن کمک میکند؛ حرکت ادرار فقط سقوط بر اثر وزن نیست. مثانه ذخیرهگاه موقت است و ادرار از میزراه خارج میشود. بندارهٔ داخلی میزراه ماهیچهٔ صاف و غیرارادی دارد؛ بندارهٔ خارجی مخطط و در کنترل ارادی است. میزنای و میزراه را به دلیل شباهت اسم جابهجا نکن.
مرز مفهومی
در مقایسه، ابتدا اختلاف فشار اسمزی بدن و محیط را مشخص کن. سپس نوشیدن، دفع آب و دفع یون را جدا بسنج؛ نام «ماهی» بهتنهایی برای تعیین همهٔ آنها کافی نیست.
دام و پاسخ
لولهٔ مالپیگی به روده تخلیه میشود، ولی نفریدی منفذ دفعی دارد. دفع مواد نیتروژندار و تنظیم مقدار آب دو مسئلهٔ مرتبط اما متفاوتاند.
زیستشناسی دهم · فصل ۰۵ · مرور نهاییشش گزارهٔ آخرِ فصل ۵
اول خودت دربارهٔ هر گزاره تصمیم بگیر؛ پاسخ همانجا آمده تا نتیجه را بررسی کنی.
مرور را تمام کردی. اگر برای رد یک گزاره فقط گفتی «حس میکنم غلط است»، برگرد و قید یا رابطهٔ علتومعلولی را پیدا کن. همان بخش، نکتهای است که باید دوباره بخوانی.