Краткое содержание: Параграф § 36 / Биология 10 класс

Значение и общая характеристика процесса выделения (экскреции)

Выделение, или экскреция, — это процесс, который играет ключевую роль в поддержании внутренней среды организма. Он включает удаление из организма конечных продуктов метаболизма, таких как углекислый газ, аммиак, мочевина, соли и избыток воды, предотвращая таким образом самоотравление. Кроме того, выделение обеспечивает сохранение постоянства внутренней среды (гомеостаза) за счет повторного использования необходимых веществ, которые фильтруются или реабсорбируются в процессе формирования выделительных жидкостей.

Особенности выделения у растений

Продуктами обмена веществ у растений являются вода, углекислый газ и органические кислоты. Большинство этих веществ повторно используются растениями в процессе фотосинтеза. Единственный продукт, который выделяется в значительном объеме, — это кислород, образующийся при фотосинтезе. Однако кислород также необходим растению для дыхания.

Явление гуттации — это выделение избыточной воды в виде капель через особые водяные устьица (гидатоды), расположенные по краям листьев. Гуттация наблюдается, когда поглощение воды корнями превышает испарение, особенно при высокой влажности воздуха.

Листопад — естественный процесс отделения листьев от стебля. Это один из способов избавления от накопившихся ненужных и вредных продуктов обмена. Перед листопадом необходимые питательные вещества оттекают из листьев, а ненужные и вредные перераспределяются в них. Затем происходит разрушение пигментов (например, хлорофилла), что снижает интенсивность фотосинтеза, и образуется пробковый отделительный слой, изолирующий лист.

Отходы обмена веществ могут также откладываться в клетках растений в виде солей органических кислот, например, в клеточном соке могут выпадать кристаллы оксалата кальция, не причиняющие вреда. В коре, древесине, листьях и плодах накапливаются дубильные вещества (таннины).

Выделение у одноклеточных и беспозвоночных животных

У одноклеточных животных, таких как инфузории-туфельки, основные конечные продукты обмена — углекислый газ и аммиак. Углекислый газ и аммиак удаляются через плазматическую мембрану. Избыток воды выводится через сократительные вакуоли, которые также служат для осморегуляции. Сократительная вакуоль собирает воду и выбрасывает ее наружу через выводящий канал.

У многоклеточных животных имеются специализированные органы выделения:

• Плоские черви (например, планарии) имеют протонефридии (звездчатые клетки с извитыми канальцами). Жгутики звездчатых клеток создают ток жидкости, содержащей вредные продукты обмена, который удаляется наружу через выделительные поры.
• Кольчатые черви (например, дождевой червь) имеют метанефридии — выделительные трубочки, расположенные попарно в каждом сегменте тела. Каждая трубочка начинается воронкой в полости тела, собирает конечные продукты и выводит их наружу через выделительные поры.
• Насекомые используют мальпигиевы сосуды (слепые выпячивания кишечника), в которые собираются конечные продукты обмена из полости тела. Затем эти продукты поступают в заднюю кишку, где смешиваются с непереваренными остатками пищи. В кишке активно всасывается вода, и наружу через анальное отверстие удаляются почти сухие экскременты.

Выделение у позвоночных животных и человека

Конечные продукты обмена у позвоночных — углекислый газ, вода, соединения аммиака (мочевина, мочевая кислота).

• У рыб главными органами выделения являются почки. Мочеточник отходит от почек и ведет к мочевому пузырю, а мочевыводящий канал открывается наружу. Рыбы выделяют аммиак, который легко растворим в воде.
• У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих (включая человека) почки расположены в тазовой области. Продукт выделения — мочевая кислота (у пресмыкающихся и птиц) или мочевина (у млекопитающих), которые малорастворимы в воде, что позволяет экономить воду. У птиц и пресмыкающихся почки не имеют мочевого пузыря, и моча попадает в клоаку, откуда удаляется.

Мочевыделительная система человека включает почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Образование мочи в нефроне

Основной структурно-функциональной единицей почки является нефрон. Нефрон состоит из капсулы и системы извитых канальцев. Внутри капсулы находится капиллярный клубочек.

Образование мочи происходит в два этапа:

1. Первый этап — Фильтрация плазмы (образование первичной мочи). В капиллярном клубочке создается высокое давление, которое выталкивает плазму крови с растворенными в ней веществами в полость капсулы. Первичная моча по составу близка к плазме крови, но не содержит крупных белков. В ее состав входят вода, соли, аминокислоты, мочевина и глюкоза. За сутки у человека образуется 150–180 л первичной мочи.
2. Второй этап — Избирательное обратное всасывание (реабсорбция) (образование вторичной мочи). Первичная моча поступает в извитой каналец, где происходит избирательное обратное всасывание (реабсорбция) в кровь необходимых организму веществ — воды, глюкозы, аминокислот и минеральных солей. Глюкоза и аминокислоты всасываются полностью. Другие вещества реабсорбируются в необходимых организму количествах. Оставшаяся жидкость — вторичная моча — поступает в собирательную трубочку, затем в почечную лоханку, мочеточник и мочевой пузырь, откуда удаляется из организма.

Вторичная моча отличается от первичной не только химическим составом (не содержит глюкозу и аминокислоты, но имеет высокую концентрацию мочевины и солей), но и объемом. За сутки у человека выделяется 1,5–2 л вторичной мочи. Таким образом, большая часть воды (до 99%) и все полезные вещества реабсорбируются.