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天津市民族中学开展学校科普日活动，旨在大力弘扬教育家精神，实施“双驱引领”下的科学教育。通过广泛传播科学知识、弘扬科学精神，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的氛围。
学校将在科普日面向全校师生推广科普知识。学生和家长通过关注学校微信公众号，可以了解学校在每期科普日推送的科普内容或活动。在后续的科普日活动中，学校还将组织学生开展现场活动，助力学生科学思维的发展和科学探究能力的提升。
本期科普日由学校化学学科徐元春老师讲述淡水鱼和海水鱼为何难以互换生存环境。
海水鱼与淡水鱼无法互换生存环境的核心原因在于二者长期进化过程中形成的渗透压调节机制、离子平衡能力以及酸碱适应性的显著差异。以下从多个化学因素进行详细分析：
渗透压差异：生存环境的核心矛盾
1.渗透压失衡的直接威胁
海水盐浓度高达3.5%（约35‰），而淡水仅含0.01%-0.5%的盐分12。根据渗透压原理，体液浓度较低的淡水鱼进入海水时，体内水分会通过鳃和体表快速流失，导致细胞脱水；而体液浓度较高的海水鱼进入淡水时，水分会大量渗入体内，引发细胞水肿甚至破裂。
2.渗透调节器官的适应性
海水鱼鳃部具有发达的“泌氯细胞”用于高效排盐，如辐鳍鱼类通过高浓度尿液排出钠、钾等离子；淡水鱼则通过鳃和肾脏主动吸收盐分并排出低渗尿液。鲨鱼等软骨鱼类甚至通过积累尿素提高体液渗透压，使其与海水相当。
离子平衡机制：维持生理功能的关键
1.盐分吸收与排泄的逆向策略
淡水鱼需从食物和环境中主动摄取钠、钾、氯等离子以补偿体液的流失，而海水鱼需通过鳃和尿液持续排出过量盐分（如镁盐、硫酸盐）。若环境互换，淡水鱼将因无法快速排出高浓度盐分导致离子中毒，海水鱼则会因盐分流失引发电解质紊乱。
2.特殊代谢产物的调节作用
软骨鱼类通过保留尿素（可占体液2.5%）提升渗透压，但尿素易被细菌分解为氨，这也解释了死亡鲨鱼的刺鼻气味。这种代谢策略在淡水环境中完全失效，因尿素无法在低盐环境中维持稳定。
酸碱平衡的间接影响
尽管海水与淡水的pH差异（如海水偏碱性，淡水近中性）未被明确列为主要致死因素，但酸碱环境的改变可能干扰鱼类酶活性及呼吸功能。例如，海水鱼鳃部离子转运蛋白的活性高度依赖海水pH，而淡水鱼肾脏对酸碱平衡的调节机制在海水高碱性环境中可能失效。
两类鱼因渗透压调节机制（核心矛盾）、离子平衡策略（生理功能基础）及酸碱适应性（辅助因素）的不可逆分化，形成了“淡水鱼入海脱水，海水鱼入淡水肿”的致命结局。这种适应性差异是亿万年自然选择的结果，也印证了生物与环境协同进化的深层规律。
参考资料：学习强国
科普知识问答
为什么海水鱼在淡水中会胀死，而淡水鱼在海水中会干瘪？
01
02
有哪些常见的海水鱼和淡水鱼？
如果想要养海水鱼，需要哪些特殊设备？
03
04
有哪些常见的淡水鱼和海水鱼品种适合初学者饲养？
加强科学教育 提升科学素养
撰稿人：徐元春
核稿人：沈建伟 关雪岩 傅钧
排版制作：魏佳
领导审核：刘芃 刘和葵
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